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硝化细菌应用技术研究

作　者: 张明
导　师: 徐亚同
学　校: 华东师范大学
专　业: 生态学
关键词: 硝化细菌应用技术富集培养计数水产养殖水处理微污染原水低能耗
分类号: Q939.9
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

硝化细菌是一大类在自然界氮循环中起关键作用微生物菌群。由于它们严格自养、生长缓慢的生态生理属性，使硝化细菌的检测和应用等受到限制。而目前我国氮污染的问题又日趋严重，许多应用领域都迫切需要进行氮污染的治理。本文主要对硝化细菌的检测、富集培养和保存技术等进行基础应用研究，并对硝化细菌在河蟹人工育苗水处理生物组合技术中的应用、微污染原水生物预处理中的应用和高效低能耗生活污水生物脱氮系统中应用等进行了较全面的研究，主要研究结果如下： 1．硝酸细菌MPN—Griess计数法所用培养基的亚硝酸盐浓度对计数的周期和结果均有影响，采用0.1mmol／L亚硝酸盐的培养基，进行4周的计数培养，是最优的硝酸细菌MPN—Griess计数法。 2．荧光原位杂交（FISH）可快速检测硝化细菌的数量和分布情况。 3．采用硝化细菌的偶氮盐（INT）还原计数检测法对活性污泥的硝化细菌进行检测，所得的结果与传统的MPN—Griess法检测值有着很好的相关性，INT法检测周期为2天，具有快速、简便、操作容易等优点，是一种有推广价值的硝化细菌快速计数检测方法。 4．选取富含硝化细菌的活性污泥作为富集培养的对象，采用纯无机培养基对硝化细菌进行定向富集培养，能在较短的时间内得到大量硝化细菌富集培养物，硝化细菌数约占总菌数的99％以上。硝化细菌富集培养后直接避光保存是一种较佳的保存方式，经3个月的保存其硝化细菌存活率为26.7％，其比衰减率为0.0138d^-1硝化细菌。 5．在水产养殖水处理中采用投加硝化细菌等有益组合微生物进行强化挂膜的生物膜法工艺可保证养殖水体中氨氮有效去除，且该硝化生物膜能迅速适应进水盐度升高的变化；在HRT1.2小时条件下，可将氨氮浓度5mg／L模拟养殖废水处理至出水氨氮0.7mg／L以下。在河蟹人工育苗生产性应用试验中，采用水循环净化处理技术与投加硝化细菌等有益微生物、饵料生物应用相结合的生物组合技术，在不换水的条件下，可使试验苗池水体氨氮保持在博士论文中英文摘要0.smg/L以下，水质明显优于频繁换水的对照苗池，试验苗池蟹苗成活率、产量和质量均明显优于对照苗池。该生物组合技术可使河蟹人工育苗系统封闭运行，池水循环利用，降低育苗生产成本，减少对周边水环境的污染，取得良好的经济效益和环境效益;在硝化细菌应用于微污染原水生物预处理的应用研究表明，采用投加硝化细菌的人工强化挂膜方法，可使聚苯乙烯泡沫颗粒填料的硝化生物膜成熟时间较自然挂膜法缩短2/3;该反应器在气水比为0.2时，就可保证氨氮的有效去除。在进水原水溶解氧在smg/L以上，而氨氮浓度在lmg/L以下时，可以采用不曝气充氧方式运行，出水氨氮等指标可以达到O.smg/L以下，但出水溶解氧偏低。该填料生物膜上的硝化细菌数量与异养细菌大致相当，硝化细菌略占优势。反应器不同高度的生物膜分布有较显著的差异，其硝化细菌数量随着水流的方向逐渐减少，但异养细菌数量却无显著差异;生物膜厚度也随着水流方向逐渐减小;但随着反冲洗的进行，硝化细菌分布的分层特性将逐渐减弱。采用硝化细菌强化挂膜的好氧一厌氧生物滤池在仅需水力提升动力消耗的条件下，运行效果良好。在进水COo为1 05一48omg/L，BOD为43一285mg/L时，容积负荷在0.05一。.46KgBoD/m3.d时，该反应器对废水中c0D的去除率可达80%一90%，出水CODc「低于70mg/L;BODS的去除率可达90%⁹5%，出水低于20mg/L，可达标排放。对COD在200mg/L的低浓度城市生活污水而言，在容积负荷。.20一。.25kgBOD/m3·d时，出水NH3一N在gm留L左右。对c0D在400mg/L左右的常规浓度城市生活污水而台‘，在增加回流后，负荷小于0.1 skgBoo/m3·d时，出水NH3一N低于一smgzL。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
第一章绪论  11-44
  第一节硝化细菌概述  11-24
    1 硝化细菌的分类  11-16
    2 硝化细菌的特征  16
    3 硝化细菌在自然界中的作用  16-17
    4 硝化细菌的生长  17-20
    5 硝化细菌的衰减与死亡  20
    6 影响硝化细菌生长的外界因子  20-24
  第二节硝化细菌的检测  24-31
    1 硝化细菌数量的MPN检测法  24-26
    2 分子生物学技术在硝化细菌检测中的应用  26-31
  第三节硝化细菌的应用技术概况  31-41
    1 生物增强技术介绍  31-32
    2 硝化细菌菌剂的开发概况  32-36
    3 硝化细菌在水产养殖水处理中的应用  36-39
    4 硝化细菌产品在水处理中的应用概况  39-41
  第四节本论文的研究内容、技术路线和创新点  41-44
第二章硝化细菌应用基础研究  44-74
  第一节硝化细菌的分离与纯化的研究  44-52
  第二节硝酸细菌MPN-Griess计数法的改进  52-56
  第三节 FISH技术在硝化细菌快速检测中应用的研究  56-62
  第四节硝化细菌的偶氮盐还原法快速计数检测研究  62-73
  第五节各种硝化细菌检测方法的比较和评估  73-74
第三章硝化细菌的富集培养技术和保存研究  74-83
  第一节硝化细菌富集培养技术的研究  75-80
  第二节硝化细菌富集培养物的保存  80-83
第四章硝化细菌在水产养殖水处理中的应用研究  83-104
  第一节小试研究  84-95
  第二节河蟹人工育苗养殖水处理的生产性应用试验  95-104
第五章硝化细菌在微污染水源水生物预处理中的应用研究  104-120
  1 前言  104-107
  2 材料与方法  107-109
  3 结果与讨论  109-119
  4 结论  119-120
第六章硝化细菌在高效低能耗污水处理装置中的应用研究  120-134
  1 前言  120-121
  2 材料与方法  121-123
  3 试验结果及分析  123-133
  4 结论  133-134
第七章结论  134-137
参考文献  137-147
致谢  147

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