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图1定向培养装置
1.3方法
1.2.1培养基亚硝化细菌富集培养基
0.4%(NH4)2SO4、0.1%K2HPO4、0.05%MgSO4、0.2%NaCl、0.04%FeSO4,0.5%CaCO3混匀溶解。调节pH值至8.0~8.2。亚硝化细菌液体培养基:亚硝化细菌富集培养基稀释5倍,即为亚硝化细菌液体培养基,其中NH+4-N浓度为206mg/L。
1.2.2亚硝化细菌培养条件优化
1.2.2.1温度
选取一定量的长势较好的亚硝化细菌,加入500mL亚硝化细菌液体培养基,于500mL摇瓶中,调pH值为8,在15、25、30、35、40℃下,110r/min摇床培养。1.2.2.2Na2CO3浓度选取一定量的长势较好的亚硝化细菌,加入500mL亚硝化细菌液体培养基,于500mL摇瓶中,调pH值为8,分别加入0.1%、0.2%、0.4%,1%Na2CO3,110r/min,最适温度下摇床培养。
1.2.2.3NH4HCO3浓度
选取一定量的长势较好的亚硝化细菌,加入500mL亚硝化细菌液体培养基,于500mL摇瓶中,调pH值为8,分别加入0.02%、0.1%、0.2%、0.3%NH4HCO3,110r/min,最适温度,最适Na2CO3浓度下摇床培养。
2 结果与讨论
2.1选择性传代培养效果
选择性传代培养第4批次、第5批次亚硝化效果如图2所示,经过5批次选择性传代培养,亚硝化速率得以提高,亚硝化细菌逐渐成为优势菌,第5批次培养第10d,ρ(NH4+-N)=0,NO2-N累积率达到93%。
2.2亚硝化细菌的形态特征
在分离平板上挑选点状粉红色单菌落,进行生理生化实验和扫描电镜分析,分离菌株为格兰氏阴性,需氧性实验阳性,不需要有机生长因子,观察扫描电镜成像可知为短杆状,菌体大小约0.75μm×0.3μm,根据形态特征及生化特征分析,分离菌株为亚硝化单胞菌属。
2.3培养条件对亚硝化效果的影响
高氨氮水质驯化过程中的亚硝化效果如图6所示,随着培养时间的延长和初始NH4+-N浓度的提高,经过22d的连续培养,亚硝化细菌逐渐适应了高氨氮水质环境,NH4+-N去除率≥94.5%,氨氧化速率达到21.8mg/(L•h)。NH4+-N在好氧条件下被稳定地转化为NO2--N,亚硝化细菌得到了有效富集,亚硝化细菌浓度达到2.4×109CFU/mL,亚硝酸氮累积率≥96.0%。当初始ρ(NH4+-N)≥400mg/L,NH4+-N去除率有所下降,分析认为,在pH及水温不变的前提下,提高初始氨氮浓度在脱氮初期造成了游离氨浓度的升高,进而在一定程度上抑制了初期亚硝化细菌的活性,随着亚硝化作用的持续进行,游离氨浓度有所降低,但氨氧化速率仍受到一定影响。
结语
1)选择性传代培养可从市污水处理厂好氧段活性污泥中富集亚硝化细菌,经过5批次选择性传代培养,亚硝化速率和NO2--N累积率得以提高,亚硝化细菌逐渐成为优势菌,第5批次培养第10天,NH4+-N全部去除NO2--N累积率达到93%,分离的亚硝化细菌为亚硝化单胞菌属,短杆状,菌体大小约0.75μm×0.3μm。2)在初始ρ(NH4+-N)=200mg/L的情况下,最适宜培养亚硝化细菌的条件为:pH=8、水温T=30℃、ρ(DO)=1mg/L。
参考文献:
[1]邢丽贞,郑德瑞,孔进,等.高氨氮废水短程硝化过程中N2O释放实验研究[J].环境科学学报,2016,36(4):1260-1265.
[2]康达,郑平,胡倩怡.厌氧氨氧化结构体、形态与功能[J].化工学报,2016,67(10):4040-4046.
项目来源 新疆维吾尔自治区科技支疆项目(2017E0257)
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