两株不同种属异养硝化菌混合培养及其性能研究

发布时间：2017-06-11 18:08

  本文关键词：两株不同种属异养硝化菌混合培养及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业化进程的不断推进,大量含氮的工业废水排入水体中,氮污染危害日趋严重。目前常用的传统生物脱氮工艺存在反应器启动缓慢,需外加碳源等缺点,针对这些缺点同时硝化反硝化新型脱氮工艺应运而出,因此,对具有异养硝化好氧反硝化功能的微生物的研究显得十分必要。本课题选用实验室筛选的两株具有同时硝化反硝化能力的异养硝化菌Acinetobacter sp.Y1和Penicillium sp.L1。本文先对单株异养硝化菌脱除NH_4~+-N的能力进行了优化,之后以NH_4~+-N,TN和COD的降解速率及降解率为指标对两株菌复合方法优选,并研究了复合菌降解NH_4~+-N和NO_3--N的能力,通过一系列的实验可以得出以下主要结论:1.优化异养硝化真菌Penicillium sp.L1脱除NH_4~+-N的能力研究以TN、COD降解率及菌丝球生长状况为指标,通过改变接种方式(孢子直接接种,接种量分别为1%、2%和3%;孢子预培养接种,预培养时间为24 h、36 h和48 h),C/N(12、24、36和48),初始p H(1、3、5、7和9),碳酸钙添加量(0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L和1000 mg/L)优化菌株L1脱氮能力,得出结论:Penicillium sp.L1以孢子预培养48 h接种,在C/N为36、初始p H为5,不添加碳酸钙时降解TN和COD和生长状况最优,以130 mg/L的氨氮为初始碳源时,TN和COD的降解率分别达到98.85%和90.01%,菌丝球平均直径为4.5 mm且结构紧实不易破碎。此条件下,甚至在初始氨氮浓度为400 mg/L时,Penicillium sp.L1对TN和COD的降解率可分别高达94.92%和81.25%。2.两种异养硝化菌复合方式优选分别以三种方式复合Acinetobacter sp.Y1和Penicillium sp.L1,分别为同时接种方法复合、分批培养方法复合、吸附方法复合,实验以氨氮为唯一氮源。以TN和COD降解率和降解速率为指标并对比单株菌的脱氮效果,得出结论:吸附复合方式最佳。用吸附方式构建的复合菌前12 h TN和COD的平均脱除速率达7.09 mg-N/L/h和102.33 mg-C/L/h,明显优于单株菌Y1时的4.69 mg-N/L/h和15.83 mg-C/L/h。3.优化后复合菌脱氮性能研究实验利用复合菌脱除氨氮和硝氮,复合菌有两种,具有活性的Penicillium sp.L1吸附Acinetobacter sp.Y1构建的复合菌(a)及灭活的Penicillium sp.L1吸附Acinetobacter sp.Y1构建的复合菌(b),复合菌可以重复用来脱除氨氮,以复合菌(a)的重复利用性最佳,可以在7个周期内保持高效脱氨氮能力,且在120 rpm震荡20天不解体。在复合菌单次利用实验中,复合菌能够在较大的溶解氧浓度范围内(0 r/min~120 r/min)利用硝氮进行反硝化,复合菌在120 r/min时反硝化速率高于0 r/min时,且效果都优于单株菌Y1,复合菌好氧反硝化能力较强。
【关键词】：复合菌 菌丝球 氨氮 反硝化
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 符号说明11-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 课题来源与研究背景意义12-13
• 1.1.1 课题来源12
• 1.1.2 课题研究的背景意义12-13
• 1.2 研究内容13-14
• 1.3 技术路线14-16
• 第二章 文献综述16-26
• 2.1 氮污染现状及危害16-17
• 2.1.1 氮污染现状16
• 2.1.2 氮污染危害16-17
• 2.2 生物脱氮工艺17-21
• 2.2.1 污水氮元素的存在形式及转化17
• 2.2.2 传统生物脱氮工艺17-19
• 2.2.3 传统生物脱氮技术的不足19
• 2.2.4 新型生物脱氮工艺19-21
• 2.3 异养硝化微生物的研究进展21-23
• 2.4 菌丝球在水处理方面的应用23-24
• 2.5 复合菌在水处理方面的研究进展24-26
• 第三章 实验材料、仪器及药品试剂26-42
• 3.1 实验仪器26
• 3.2 实验药品26-28
• 3.3 实验检测方法28-42
• 3.3.1 氨氮的测定28-31
• 3.3.2 硝酸盐氮的测定31-32
• 3.3.3 亚硝酸盐氮的测定32-34
• 3.3.4 羟胺氮的测定34-36
• 3.3.5 总氮的测定36-38
• 3.3.6 化学需氧量的测定38-40
• 3.3.7 细菌密度的测定40
• 3.3.8 孢子悬浮液的量化40-41
• 3.3.9 菌丝球直径的测定41-42
• 第四章 异养硝化真菌脱氮性能研究42-52
• 4.1 实验材料与方法42-43
• 4.2 接种方法对真菌性能的影响43-45
• 4.2.1 不同孢子接种量的影响43-44
• 4.2.2 孢子萌发时间的影响44-45
• 4.3 C/N对真菌性能的影响45-47
• 4.4 初始pH对真菌性能的影响47-49
• 4.5 碳酸钙对真菌性能的影响49-50
• 4.6 Penicillium sp. L1同时脱除高浓度TN和COD的能力50-51
• 4.7 本章小结51-52
• 第五章 两株异养硝化菌复合方式优化52-64
• 5.1 实验材料与方法52-53
• 5.2 两种异养硝化菌同时接种复合方式的探究53-57
• 5.2.1 碳源实验53-55
• 5.2.2 C/N实验55
• 5.2.3 两种异养硝化菌同时接种复合的效果探究55-57
• 5.3 两种异养硝化菌分批培养复合方式的探究57-60
• 5.3.1 对数期Y1与长成L1菌丝球复合方式57-58
• 5.3.2 不同生长期的菌株Y1和L1复合方式58-60
• 5.4 异养硝化真菌吸附异养硝化细菌复合方式的探究60-62
• 5.5 本章小结62-64
• 第六章 优化后复合菌脱氮性能探究64-70
• 6.1 实验材料与方法64-65
• 6.2 复合菌对氨氮的去除65
• 6.3 复合菌对硝酸盐的去除65-68
• 6.3.1 高浓度溶解氧下的反硝化作用65-67
• 6.3.2 低溶解氧浓度下的反硝化作用67-68
• 6.4 本章小结68-70
• 第七章 结论与建议70-72
• 7.1 结论70
• 7.2 建议70-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 攻读学位期间发表的学术论文目录80

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本文编号：442170