两株不同种属异养硝化菌混合培养及其性能研究

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1、两株不同种属异养硝化菌混合培养及其性能研究第一章绪论1.1课题与研究背景意义随着工业、农业生产和社会经济的迅速发展，氮污染现象也日益严重。生物脱氮工艺是现代含氮废水处理常用的处理方法，具有成本低、环境污染小、有机氨氮工业废水和生活污水中氨氮降解效果更好等优点。传统生物脱氮一般包括两个过程：自养菌在好氧条件下的硝化过程和异养菌在缺氧或厌氧条件的反硝化过程。这就要求反应装置中设置好氧和缺氧/厌氧阶段，装置庞大，此外传统生物脱氮工艺存在对高负荷有机物浓度敏感等许多难以克服的问题。相比之下，以异养硝化菌为主要功能性微生物的新型脱氮工艺，

2、由于异养硝化菌具有菌株生长速度快、可利用底物更加广泛、环境适应能力强等优点，受到国内外学者的广泛关注。近年来，越来越多的异养硝化菌被发现，大部分被筛选研究的异养硝化菌为细菌，这些细菌具有生长快、活性高、可利用底物广泛、脱氮效率高，能同时进行异养硝化和好氧反硝化等优势，但是在实际应用中异养硝化细菌容易流失或者被其他微生物吞噬。某些异养硝化真菌在液体培养时能自动聚集成一定大小的菌球，即菌丝球，菌丝球比表面积大，有一定的吸附能力，其密度较大，沉降性能好，可避免传统活性污泥法污泥上浮、污泥膨胀、泥水分离不彻底、不稳定的缺点。但异养硝化真

3、菌相对细菌而言，生长及脱氮效率较慢。在水污染治理过程中，单株菌作用有限，而复合菌对环境的适应能力强，两种或两种以上微生物相互作用相互影响，最终可以发挥其最大的群体优势，因此对复合微生物的研究十分有意义。本文选取从焦化废水处理厂的活性污泥中筛选出两种不同种属异养硝化菌，细菌Aciobactersp.Y1和真菌Penicilliumsp.L1，优选出两株菌的复合方法构建复合菌，并用此复合菌脱除氨氮和硝氮，发挥丝状真菌和细菌的各自优势，丰富脱氮微生物体系，为新型脱氮工艺研究提供帮助。.........1.2研究内容本实验室研究人员已经

4、研究了Aciobactersp.Y1的最佳脱氮条件，探索了其可能的脱氮路径，对Penicilliumsp.L1的研究较少。在此基础上，为了探究Aciobactersp.Y1和Penicilliumsp.L1组成复合菌的脱氮效果，对单株菌Penicilliumsp.L1脱氨氮能力优化后，选择最佳方式复合两株菌，考察复合菌脱除氨氮和硝氮的效果。具体研究内容如下：（1）优化Penicilliumsp.L1脱除氨氮的能力。考察了接种方式、C/N、pH和添加碳酸钙对NH4+-N,TN和COD的降解速率及降解率的影响，确定脱氮的最优条件并得

5、到生长状态较好的菌丝球。（2）两株菌复合方式优选。根据两株菌的生长特点，确定了三种复合方式，通过比较三种复合方式构建的复合菌对比TN（NH4+-N）和COD的降解率，选择出最佳的复合方式。（3）考察复合菌的脱氮性能。以最优复合方式构建复合菌，并分别以氨氮和硝氮为唯一氮源，获悉复合菌与单株菌相比在脱氮过程中的优势。........第二章文献综述2.1氮污染现状及危害我国水资源总量约为2.71012m3，淡水资源仅占其中的8.04%，而据全国环境统计公报[1]统计，我国近十年来废水排放总量逐年增加，不仅减少了洁净淡水资源空间，还给污

6、水处理系统带来空前的压力。氨氮作为废水的主要污染物之一受到了国家的重点关注，由表2-1可知，城镇生活污水、农业源污水、工业污水和集中式污水是我国氨氮污染主要，其中又以城镇生活污染和农业源污染更为严重。氮素是水生植物生长繁殖的必要元素，含氮废水进入水体后可引起水富营养化，造成水生植物特别是藻类的大量繁殖，藻类繁殖迅速，生长周期短，藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡，而且分子形态的氨也会引起鱼类和水生动物中毒，

7、部分死亡，水体生态失衡。........2.2生物脱氮工艺废水中氮元素以有机氮和无机氮的形式存在，水体中微生物通过固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用将各种形式的氮元素进行利用和转化，有机氮先转化为无机氮再被微生物利用，水中无机氮在NH3-N、NH4+-N、NO3--N、NO2--N和NH2OH-N五种常见形态下被微生物新陈代谢使用。其转化形式如图2-1所示。A/O工艺[5]即Anoxic/Oxic工艺，此工艺将缺氧段和好氧段串联在一起共同处理污水。在A段，即缺氧段，异养型微生物可以将纤维、淀粉等悬浮污染物质和可溶性有机物水

8、解成小分子有机酸，将不溶有机物转化为可溶性有机物，此时，蛋白质、脂肪等污染物有机链上的N或氨基酸中的氨基游离出来成为氨或铵根离子。在O段，即好氧段，自养硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，此时污水再回流至A段，将硝酸盐氮通过反硝化作用逐步转化为含氮气体排出。此工艺的工艺