一株好氧反硝化菌的筛选鉴定及其脱氮特性分析

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。并对影响好氧反硝化代谢途径的因素——Mg2+,硝酸盐浓度及碳源,作了进一步研究,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