異養(yǎng)硝化—好氧反硝化菌pseudomonassp.adn42的鑒定與脫氮特性研究

1、碩士學(xué)位論文異養(yǎng)硝化_ 好氧反硝化菌P s e u d o m o n a s s p ·A D N ．4 2 的鑒定與脫氮特性研究I d e n t i f i c a t i o na n d N i t r o g e n R e m o v a l C h a r a c t e r i s t i c s o fH e t e r o t r o p h i c N i t r i f i c a t i o na

2、n d A e r o b i c D e n i t r i f i c a t i o nB a c t e r i u m P s e u d o m o n a s s p ．A D N - 4 2作者姓名： 塞』丞堪學(xué)科、專業(yè)： 丕境王猩- 號■廣指導(dǎo)完成號：教師：日期：大連理工大學(xué)D a l i a n U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要氨氮是造

3、成水體污染的重要污染物之一，生物脫氮方法以其無污染、安全且經(jīng)濟的特點被認(rèn)為是最有效的污水脫氮方法。傳統(tǒng)生物脫氮理論認(rèn)為在好氧條件下專性自養(yǎng)硝化菌主要進行硝化反應(yīng)，厭氧條件下異養(yǎng)反硝化菌主要進行反硝化反應(yīng)，因此，硝化、反硝化反應(yīng)需要在不同反應(yīng)池內(nèi)進行。近年來，許多新發(fā)現(xiàn)的好氧反硝化菌和異養(yǎng)反硝化菌可在同一好氧池內(nèi)實現(xiàn)同步硝化反硝化，為生物脫氮提供了新的途徑。本研究根據(jù)大連海域繁茂膜海綿中存在著豐富的海洋微生物資源這一特征，從海綿中篩選出l

4、 株具有異養(yǎng)硝化和好氧反硝化功能的耐鹽菌，對其進行細(xì)菌鑒定，研究反應(yīng)條件對菌株脫氮效果的影響，考察其脫氮途徑及脫氮過程中氮平衡，對菌株脫氮過程中的關(guān)鍵基因進行克隆以便闡明菌株脫氮機理。通過菌株形態(tài)和掃描電鏡觀察確定其為桿菌，菌體長度范圍平均1 ．3 7l x m ，直徑0 ．3 4u m ，革蘭氏染色呈紅色為革蘭氏陰性菌，生理生化指標(biāo)與假單胞菌屬相似度達(dá)到9 9 ％，通過1 6 S r R N A 基因序列分析確定其為假單胞菌屬( P

5、s e u d o m o n a s s p ．) ，命名為A D N - 4 2 。菌株異養(yǎng)硝化．好氧反硝化最適條件為溫度3 0 ℃，C ／N 值為1 2 ，搖床轉(zhuǎn)速1 5 0 r ／m _ i n ，氨氮初始濃度約3 0 0 m g ／L ，鹽度為4 0 g ／LN a C l ，最佳接菌量為5 ％。在此條件下菌株0 ~ 3 6h 內(nèi)氨氮去除速率為6 ．3m g ／( L ．h ) ；8 4h 時氨氮去除率為7 5 。4 ％，無硝

6、態(tài)氮、羥胺產(chǎn)生，亞硝態(tài)氮最大積累量為8 ．3m g ／L ，培養(yǎng)過程中菌株生長狀況良好：在0 4 8 h 內(nèi)能夠適應(yīng)生長環(huán)境并處于對數(shù)生長期，O D 6 0 0 達(dá)到1 ．9 7 ，同時C O D c ，在5 4h 內(nèi)由4 2 0 3 ．3 m g m 降至1 2 4 0 ．5m g ／L 。菌株A D N ．4 2 可在純氧條件下進行同步硝化反硝化，產(chǎn)生N 2 和C 0 2 ，無溫室氣體N 2 0 生成，考察溶解氧( D O ) 影響

7、發(fā)現(xiàn)持續(xù)低D O ( 約3 r a g ／L ) 條件下，菌株脫氮效果最佳，初始氨氮幾乎全部脫除。氮平衡分析結(jié)果顯示轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的氮為已降解的氨氮的3 7 ．5 ％，N 2 占脫氮產(chǎn)物含量的比例為3 0 ．5 ％，初始氮與結(jié)束態(tài)氮保持均衡。對菌株A D N 一4 2 的n o s Z 基因進行克隆，結(jié)果獲得了一條4 5 3b p 的基因片段，其與G e n b a n k 中菌株n o s Z 具有較高的同源性，相似度達(dá)到了9 2 ％。