一株好氧反消化菌的筛选鉴定及其脱氮特性分析论文论文.docVIP

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文 Classified Index：T172 U.D.C.:168.18 A Dissertation for the Degree of M. Sci. AN AEROBIC DENITRIFIER SCREENED IDENTIFICATION AND DENITRIFICATION CHARACTERISTIC  Candidate： Supervisor： Academic Degree Applied for： Specialty： Affiliation: Date of Defence: Degree-Conferring-Institution : - II -  Zuo Wei Prof. Ma Fang Master of science Microbiology School of Muni. Env. Eng. June, 2006 Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学理学硕士学位论文 摘要 氮素是水体污染中的一类重要的污染物，对人体健康和环境有极大的危 害，它主要以有机氮和无机氮两种形式存在。生物脱氮是目前污水脱氮最常 用的方法，但是由于作用于各脱氮步骤中的不同菌群对于营养及溶解氧的要 求各异，造成了生物脱氮工艺复杂，极大地限制了生物脱氮在实际工程中的 应用。近年来，一些新型的脱氮菌（异养硝化菌、好氧反硝化菌、自养硝化 菌等）的发现，为生物脱氮提供了新的思路。本课题筛选出一株好氧反硝化 菌同时具有异养硝化功能，该菌自身可实现同步硝化反硝化，即该菌可以独 立完成生物脱氮的全部过程，为新型脱氮技术打下基础。 筛选出 5 株好氧反硝化菌，驯化后，经过测定，其中 AD3 效果最好， 培养 24h 后其硝氮去除率可达到 90%以上。对 AD3 的生理生化实验和 16S rDNA 分析显示，AD3 属于施氏假单胞菌（ Pseudomonas stutzeri）。将 AD3 的 16S rDNA 序列与其它脱氮菌的 16S rDNA 序列相比较，构建其系统发育进 化树，发现 AD3 与所有异养硝化菌及好氧反硝化菌在亲缘关系上比较相近 属于同一组，而自养硝化菌则自成体系属于另一组。 对AD3 的好氧反硝化特性进行了深入的研究。发现其在完全好氧及完 全厌氧的条件下均有良好的反硝化效果。扩增出AD3 的周质硝酸盐还原酶 基因片段，证实了AD3 的确有表达出周质硝酸盐还原酶的能力。并对影响 P 究，得出了增加该代谢途径流量的最佳条件。 研究发现，这 5 株好氧反硝化菌在异养硝化培养基中均具有较好的异养 硝化效果，在改进的 DM 培养基中其异养硝化效果更好。通过 5 株好氧反 硝化菌的异养硝化效果比较可知，菌株 AD3 具有最好的异养硝化效果。 考察了 pH 值、温度、金属离子、碳源等生态因子对 AD3 异养硝化效 果的影响，总结出 AD3 异养硝化的最佳条件范围。探讨了好氧反硝化途径 与异养硝化途径相互间的影响。发现好氧反硝化途径的进行可以促进异养硝 化反应的进行。 将菌株 AD3 应用于 SBR 生物脱氮反应器中，发现其氨氮去除率可达 90%以上，具有很好的脱氮效果。在对其生态因子影响的研究中，发现碳氮 比是对该反应器影响最大的一个环境因素，它是通过影响好氧反硝化反应来 影响整个脱氮反应的效果的。DO 值对氨氮去除及硝氮、亚硝氮的积累均没 - III - 哈尔滨工业大学理学硕士学位论文 有影响。温度对氨氮去除率有一定影响，但对硝酸盐及亚硝酸盐积累没有影 响。 菌株 AD3 由于其既具有异养硝化作用，又具有好氧反硝化作用。因而 可以直接将水体中的氨氮转化为氮气，所以其具有很高的应用价值，是一株 非典型的脱氮菌。 关键词 同步硝化反硝化；好氧反硝化菌；异养硝化菌； 16S rDNA；周质 硝酸盐还原酶 - IV - 哈尔滨工业大学理学硕士学位论文 Abstract Nitrogen is one of the most important pollutants in the water. It is hazard to people’s health and environment. Two forms of nitrogen element in the water are organic nitrogen and inorganic nitrogen. Because of the different nourishment requirement of the nitrifiers and denitrifiers, the process of nitrogen removal is very complex and the applic