深度解析硝化菌

深度解析硝化菌讲义

硝化菌

讲完了毒素，我们再来讲毒素的分解者硝化菌。硝化菌的概念（图）

在自然界中共同执行硝化作用的硝化细菌共有两类：

第一类是亚硝酸菌，它能在有氧的条件下，以氨为食物，把氨转化成亚硝酸盐，从中得到能量。

第二类是硝酸菌，他能在类似的条件下，将亚硝酸盐转化为硝酸盐。

硝化菌的一些资料：了解

硝化细菌属于自营性细菌，包括两种完全不同的代谢群：亚硝酸菌属及硝酸菌属，它们包括形态互异的杆菌、球菌和螺旋菌。亚硝化菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝化菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。

大多数为自养型，不能在有机培养基上生长，例如亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶菌、硝化刺菌、硝化球菌等。只有少数为兼性自养型，也能在某些有机培养基上生长，例如维氏硝化杆菌的一些品系。

知识点：硝化菌和有机物的关系、兼性自养型

氮循环

第一步：鱼类的排泄物和未吃过的食物将会转变为氨。

第二步：亚硝酸菌把氨会转变为亚硝酸盐（NO2）；

第三步：亚硝酸盐又被硝酸菌转变为硝酸盐（NO3）；

第四步：硝酸盐会厌氧菌变为氮气而升华，这就是一个完整的“氮化合物循环”。

许多淡水鱼对硝酸盐毒性的忍耐力均相当的高，200mg/L或更高都不会造成任何损伤，因此硝酸盐可以说几乎没有毒性。硝酸盐高可以增进藻类的生长。

在鱼缸里几乎不存在厌氧环境，所以很难实现反硝化，不做重点讨论了。

硝化菌的基础知识

硝化菌的形态：在放大镜下大部分的硝化细菌都成杆状，同时均为单细胞细菌，在水中的硝化细菌都具有能游泳的鞭毛，其长度为菌体细胞的数倍，柔软纤细，可以规则波浪状伸缩运动，使菌体能在水中游动。但也有少数不具备活动性的品种只能生活在水底，直到死亡。问题：有人说添加硝化菌的时候一定要倒在滤材上，有必要吗？

硝化细菌的附着性：漂流中的硝化细菌是不能进行硝化作用的，必须附着在固体表面，会分泌出一种粘性物质，把自己给粘在固体表面上。（这个特性告诉我们什么：在滤材上，uv灯不怕）随着硝化细菌繁衍，数量不断增加，一团一团硝化细菌彼此粘在一起，形成了一层生物膜包在固体的表面上。生物膜有保护作用，Powell SJ等在1992曾做实验，把消毒药分别放入一瓶住在生物膜的菌，及另一瓶浮游的菌。结果是住在生物膜的菌没有事，浮游的死了82%。（这个特性告诉我们什么：硝化菌不是那么脆弱，生物膜是一道屏障，举例二氧化氯）

在我们的鱼缸中都要有为培养硝化细菌提供固体，让他附着在表面，比如说生化棉，陶瓷沙，陶瓷环，细菌屋等生物滤材,表面积越大的滤材能生长更多的硝化细菌。（如何判断表面积的大小，排序）

硝化细菌需要的营养物质：硝化细菌是自营性细菌，主食是氨，同时也必须要吸收无机物营养物质，例如，铁，锰，磷，钾，钙，镁等无机离子，以用于代谢合成许多它生长所需的化合物。我们可以通过换水来补偿这些物质。（不能完全用纯净水养鱼、酸跌的一个原因）

硝化细菌的生长速度：一个异营菌繁殖周期平均约为22分钟，就是22分钟后1个变2个，然后在翻倍成4个，在20个小时后，1个细菌可以变成1亿个。可见氨化细菌繁殖惊人的速度。而硝化细菌就逊色很多。一个硝化细菌中的亚硝酸菌繁殖周期大约是24—36小时，也就是说20小时后硝化细菌还停留在1个细菌的状态，而硝酸菌繁殖周期更长平均要花掉60个小时才能增值1倍，这也是造成新缸综合症的主要原因。（新缸综合症？亚硝酸盐居高不下的原因？）

硝化菌与氧

硝化菌是好氧细菌，它要求的最低溶氧度为2.0mg/L。生化过滤器关闭12小时以上，滤材中的硝化菌不会大量死亡。（举例罗汉缸、底沙缸）知识点：硝化菌与氧接触的方式决定了过滤效率的高低。能理解这句话的人举手发言。滤材与氧接触越多硝化能力越强，所谓高效过滤就是指的与氧气有充分接触的过滤方式。大家可以看这篇论文，课后看，/view/c2723434eefdc8d376ee325d.html 不曝气的情况下氨氮去除率8%，经过曝气后提高到97%，亚硝酸盐的去除率由14%提高到99%，可见高氧对于硝化菌是多么重要。滤材与氧接触的方式有几种？提问，底滤、滤筒、溢流上滤、滴流上滤、反气举、水妖精、同程反冲，哪些是高效过滤大家知道了吗？氧气是任何溶解在水里的有谁知道？

硝化菌与温度

硝化菌的最佳生长温度是25-30度，当温度低于18度时硝化菌生长速度减半，低于10度时硝化菌停止活动，低于4度时硝化菌停止生长，0度死亡。高于42度则进入生命高危区。

硝化菌与PH值

硝化菌喜碱性环境，对它来所，最佳PH值是7.5-8.5，所以保持足够的碱度，阻止PH值下降，才能保证硝化菌的正常分解速度。低于6硝化菌的生长繁殖以及硝化能力大幅减少，ph5.5以下几乎全部停止。（知识点：亚硝酸菌产酸多，怕酸。硝酸菌产酸少，不怕酸。酸跌后测水质的现象）硝化菌与光照

硝化菌不适应室外的日光直接照射，也不太适应室内的彩色光，尤其是不适应蓝光和紫外光。（提问：uv灯可以用吗）

硝化菌与盐

硝化菌对盐所产生的渗透性压力有很强的忍受力，所以硝化菌不怕盐！

硝化菌与氨

氨和亚硝酸作为硝化细菌的食物不可缺少，是不是越多越好？（提问）？如果氨浓度高于10ppm，可能会对亚硝酸化产生抑制作用，高于0.1-1.0ppm对硝酸化产生抑制作用，亚硝酸浓度大于0.22-2.8ppm

会抑制硝酸化作用。（解读）（科学开缸养菌的真谛是：“合理平衡的氨的供给，硝化菌才能更好的生存”。亚硝酸盐居高不下的一个原因）

硝化菌与有机物

有机物是硝化细菌不能利用的物质，因此如果有机物污染达到硝化细菌无法忍受的程度，它们的生长就会受到抑制，也就影响消化作用的进行。根据这个特性在我们的生化过滤槽中，一定尽量不要太多粪便，饵料进入，尽量在物理过滤区把这些阻挡住，并且勤清洗。（思考：滤棉能挡住有机物吗？应该怎么确定滤材的清洗周期？清洗方法？延长滤材清洗周期的方法）

硝化菌制剂

这是台湾翠湖论坛柯教授的一篇文章，3分钟阅读时间，讲解。

在所有地微生物制剂当中，以硝化细菌地生产速度最慢且最难制造，究其原因，主要是硝化细菌繁殖速度慢，以及在不适生存地环境中，无法形成内孢子而呈现真正地休眠状态，因此始终未能解决菌种长久保存地问题，这是制造硝化细菌制剂所面临地最大技术瓶颈。

虽然亚硝酸菌能以「假休眠状态」在毫无生存资源下，仍旧能存活一段很长时间，但是其先决条件必须在好气状态下才能达到目地。理由是，绝管处于「假休眠状态」下地菌株，它们地代谢作用几乎完全处于停顿状态，但是仍旧需要进行有氧呼吸，若保存环境缺乏氧气，想藉「假休眠状态」渡过难关，会遭遇极大地困难。不过硝酸菌连「假休眠状态」地能力都没有，更遑论长久保存地问题了。

液体硝化细菌制剂仅以亚硝酸菌为主，这是因为硝酸菌无法以「假休眠状态」被密封保存之故。制剂中地菌液不能含有任何能引起异性细菌分解地有机物，否则瓶封中地空气将很快被耗绝，而形成厌气状态，使亚硝酸菌也难以存活。从这也说明，为何具有臭味地产品，无法保存硝化细菌地原因，因为菌液已经被大量异性细菌污染，且形成厌气状态。

粉状硝化细菌制剂主要是透过「急速寒冻干燥」技术，将硝化细菌干燥，然后再使之分散于粉状稀释剂（亦作担体）中制成。这种产品仍以亚硝酸菌制剂为主，因为亚硝酸菌在急速寒冻干燥之后活化率较高，而硝酸菌则不易被活化。

总结：硝化菌制剂只含亚硝酸菌、全部是休眠菌、臭硝化菌是毒药。

硝化菌制剂的使用：开缸添加，日常不用，开瓶尽快用完，不能冷藏，不要过量使用，不要与药物同时使用等等