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两株海水异养硝化—好氧反硝化菌的分离、鉴定、培养、硝化性能及脱氮性能研究

作　者: 孙朦朦
导　师: 陈成勋
学　校: 天津农学院
专　业: 水产养殖
关键词: 循环养殖系统生物滤池异养硝化-好氧反硝化氨氮去除率总氮去除率 16S rRNA
分类号: S917.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

采自天津立达海水资源开发有限公司半滑舌鳎循环水养殖系统中的样品，通过微生物富集、分离，筛选出具有氨氮降解功能的细菌，并对其进行了形态学、生理生化及16SrRNA鉴定，对单菌株降解特性等进行研究，主要研究内容如下：分别于2012年8月4日和2013年5月12日采集样品，采用富集培养法筛选出数株能在有氧条件下利用有机物降解氨氮的高效降解菌，以1%的比例接种于以柠檬酸钠（C6H5O7Na3·2H2O）为碳源，初始氨态氮（NH4+-N）浓度约为150mg·L-1的异养硝化培养基中，在23℃、120rpm条件下，培养24h，以24h总氨氮（TAN）和总氮（TN）去除率为主要指标，最终复筛出2株高效氨氮降解菌：YY24和HA2，其中YY24分离于2013.8.4样品，HA2分离于2013.5.12样品。通过其形态、生理生化特征及16SrRNA的分析，鉴定菌株YY24与pseudoalcaligenes （NR037000.1）的相似性为99%， HA2与Vibrio alginolyticus（NR₀44825.1）的相似性为99%，微生物鉴定仪鉴定结果为，YY24为Pseudomonasaeruginosa，可信度为98.1%；HA2为Vibrio alginolyticus可信度为96.1%。通过测定这两株菌在以氯化铵（NH4Cl）为氮源，柠檬酸钠（C6H5O7Na3·2H2O）为碳源，C/N10，23℃，120rpm下连续培养48h，每3h测定该菌株生长和脱氮效率，分析其异养硝化-好氧反硝化性能。结果表明，YY24菌株4h后进入对数生长期，24h进入稳定生长期，该菌株在数量增长的同时可去除氨氮和总氮，24h的去除率分别为96.67%、95.36%，最终没有亚硝酸盐积累；HA2菌株6h后进入对数生长期，27h进入稳定生长期，该菌株在数量增长的同时可去除氨氮和总氮，27h的去除率分别为97.24%、90.92%，最终没有亚硝酸盐积累。不同温度、pH、碳源、C/N等因素对菌株降解氨氮能力的影响的研究结果表明，这些因素对于菌株降解氨氮的效果影响较大。菌株YY24最适宜的脱氨氮条件为温度23℃，pH7.0，碳源为柠檬酸钠，C/N18，氨氮去除率能达99.11%，脱氮率达97.91%。菌株HA2最适宜的脱氨氮的条件为：温度23℃、pH8.5、碳源为柠檬酸钠、C/N10，氨氮去除率能达99.06%，脱氮率达97.27%。以生产实践为依托，研究本实验筛选出的2株异养硝化-好氧反硝化菌YY24和HA2在循环水养殖系统中自然微生物生物膜形成的过程及对循环水养殖水质净化的效果，并对比菌株HA2在不同养殖负荷条件下菌株的氨氮去除能力，结果表明：菌株对自然微生物膜形成产生显著影响，YY24菌株更易形成生物膜，其生物膜达到预期水质净化效果的形成周期，即生物膜挂膜成熟周期，约需要14d，生物膜挂膜成功后，形成很好的硝化和反硝化作用，实验生物滤器中的TAN浓度在19d之后均保持低于0.8mg·L-1、NO2--N浓度在40d之后均保持低于0.5mg·L-1，NO3--N浓度在38d之后均保持低于1.5mg·L-1，显示出对TAN、NO2--N、NO3--N很高的去除效果；HA2菌株挂膜需要19d，生物膜挂膜成功后，形成很好的硝化和反硝化作用，实验生物滤器中的TAN浓度在26d之后均保持低于0.9mg·L-1、NO2--N浓度在38d之后均保持低于0.1mg·L-1，NO3--N浓度在40d之后均保持低于1.7mg·L-1，显示出对TAN、NO2--N、NO3--N很高的去除效果，但是对TN处理的效果不明显；菌株在较高养殖负荷条件下更易挂膜，需19d，在低养殖负荷下挂膜需21d。

全文目录

摘要  11-13
Abstract  13-15
第一章引言  15-29
  1 封闭式循环海水养殖系统简介  15-20
    1.1 封闭式循环海水养殖业的发展  15-16
    1.2 封闭循环海水养殖废水处理技术  16-20
    1.3 生物滤器在封闭式循环海水养殖废水处理中的应用  20
  2 传统硝化理论及其应用  20-23
    2.1 传统生物脱氮原理  20-22
    2.2 基于传统硝化理论建立的反应器  22
    2.3 传统生物脱氮技术的不足  22-23
  3 新型脱氮理论  23-28
    3.1 厌氧氨氧化  23
    3.2 短程硝化  23-24
    3.3 同时硝化反硝化  24-28
  4 本研究的目的和意义  28
  5 本研究的内容  28-29
第二章异养脱氮菌的分离、纯化与筛选  29-37
  1 材料  29-30
    1.1 样品来源  29
    1.2 实验仪器  29
    1.3 培养基  29-30
  2 实验方法  30-31
    2.1 异养硝化-好氧反硝化菌分离纯化  30
    2.2 异养硝化-好氧反硝化菌筛选  30-31
    2.3 数据分析  31
  3 结果与讨论  31-35
    3.1 菌株分离  31
    3.2 异养硝化-好氧反硝化菌筛选  31-35
  4 讨论  35-36
  5 本章小结  36-37
第三章异养脱氮菌 YY24 和 HA2 的生理生化及分子学研究  37-44
  1 材料与方法  37-38
    1.1 菌株来源  37
    1.2 方法  37-38
  2 结果  38-42
    2.1 菌落形态特征观察  38
    2.2 个体形态特征观察  38-39
    2.3 生理生化鉴定  39-41
    2.4 16S rRNA 鉴定结果  41-42
  3 讨论  42-43
  4 本章小结  43-44
第四章异养脱氮菌 YY24、HA2 的生长特性及其脱氮特性研究  44-51
  1 材料与方法  44-45
    1.1 菌株来源  44
    1.2 培养基  44
    1.3 实验仪器  44
    1.4 试验方法  44-45
  2 结果  45-49
  3 讨论  49-50
  4 本章小结  50-51
第五章环境因素对异养脱氮菌 YY24 和 HA2 的生长特性及其脱氮特性影响研究  51-71
  1 材料和方法  51-53
    1.1 菌株  51
    1.2 培养基  51
    1.3 主要仪器及试剂  51
    1.4 环境因子对生长和脱氮性能的影响  51-53
    1.5 数据分析  53
  2 结果  53-68
    2.1 各环境因素对 YY24 生长及脱氮效果影响  53-58
    2.2 各环境因素对 HA2 生长及脱氮效果影响  58-68
  3 讨论  68-70
  4 本章小结  70-71
第六章异养脱氮菌 YY24、HA2 对实际废水处理的影响  71-80
  1 材料  71-72
    1.1 菌株来源  71
    1.2 培养基配方  71
    1.3 药品及仪器设备  71-72
    1.4 实验装置  72
    1.5 实验用鱼  72
  2 方法  72-77
    2.1 种子液的培养  72-73
    2.2 实验设计  73
    2.3 采样  73
    2.4 测定  73-77
  3 讨论  77-78
  4 小结  78-80
结论  80-81
参考文献  81-89
致谢  89-90
攻读硕士学位论文期间发表的论文  90

两株海水异养硝化—好氧反硝化菌的分离、鉴定、培养、硝化性能及脱氮性能研究

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