作者：2017級本科生 徐然，黃家鑫 環(huán)境學(xué)院
指導(dǎo)老師：王慧 環(huán)境學(xué)院
關(guān)鍵詞：生物脫氮，異養(yǎng)硝化，好氧反硝化
摘要
異養(yǎng)硝化好氧反硝化菌（HN-AD菌）的發(fā)現(xiàn)為生物脫氮提供了新的思路。傳統(tǒng)的生物脫氮采用硝化和反硝化兩步反應(yīng)，硝化菌為自養(yǎng)菌，生長速度較為緩慢，而反硝化菌需要厭氧環(huán)境，所以需要兩個反應(yīng)池，并在生物處理前采取預(yù)處理步驟。HN-AD菌可以利用碳源，且在有氧的環(huán)境下完成同步硝化反硝化，生長速度快，脫氮效率較高，能夠解決傳統(tǒng)方式的問題，受到了越來越多的關(guān)注。本研究旨在從污水處理廠活性污泥中篩選、分理出一株具有異養(yǎng)硝化好氧反硝化特性的菌株，并計劃研究其脫氮性能，嘗試用于處理實際污水，評價其應(yīng)用的可能性和可行性。
異養(yǎng)硝化好氧反硝化菌的研究進展
在1983年，異養(yǎng)硝化好氧反硝化菌被發(fā)現(xiàn)，隨后相關(guān)研究逐漸增多，發(fā)現(xiàn)了多種不同種屬的HN-AD 菌，包括假單胞菌、不動桿菌等。目前的研究還停留在實驗室階段，包括篩選高效菌株，或?qū)赀M行馴化，得到更高的脫氮效率；研究不同實驗條件對菌株脫氮效率的影響，主要影響因素包括碳源氮源比例、碳源種類、溫度、pH值、溶解氧等；或研究菌株的氮代謝途徑，研究相關(guān)酶系等。通過已有研究，發(fā)現(xiàn)HN-AD菌有很高的脫氮效率，且在作用過程中沒有硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的大量積累，還在部分研究中發(fā)現(xiàn)菌株具有更好的耐低溫、耐貧營養(yǎng)、能處理高濃度氨氮等特性。雖然在對HN-AD菌的脫氮機理和實際投入應(yīng)用上還缺少研究支持，但不可否認(rèn)，HN-AD菌具有很好的工程應(yīng)用價值和前景。
一株異養(yǎng)硝化好氧反硝化菌的篩選
本課題組擬從污水廠污泥中分離一株具有異養(yǎng)硝化好氧反硝化功能的菌株。分別采用含氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的富集液，富集三代，用含溴百里酚藍的培養(yǎng)基篩選具有反硝化作用的細(xì)菌，再進行分離純化5代，得到39株菌。
圖1 分離純化過程
通過定量測定其對氨氮和總氮的脫氮效果，篩選出一株脫氮效率最高的菌株，其具有能利用碳源，在有氧條件下進行同步硝化反硝化作用的能力。
圖2 39株菌株的篩選
經(jīng)鑒定，該菌株為革蘭氏陰性菌，通過電鏡照片確定其為桿菌，后續(xù)還應(yīng)鑒定其所屬種屬。
圖3 菌株電鏡照片
脫氮性能探究
計劃對該菌株的脫氮性能進行定量探究，分別測定菌株在以氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮為唯一氮源的培養(yǎng)基中生長導(dǎo)致的各項指標(biāo)變化，根據(jù)已完成的預(yù)實驗設(shè)置高濃度和低濃度兩個濃度值，以8小時為單位測定48小時內(nèi)溶液中氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的濃度，以及細(xì)菌生長情況和碳源利用情況，從而評價該菌株的生長情況、脫氮效率、脫氮速率等。計劃再利用該菌株處理生活污水和景觀廢水，對應(yīng)高濃度和低濃度的含氮量，測試在實際污水處理中該菌株是否能發(fā)揮作用，并設(shè)置處理滅菌污水組作為對比，測試該菌株能否與其他細(xì)菌產(chǎn)生協(xié)同作用，評價該菌株實際應(yīng)用的可行性。
