好氧反硝化菌群的筛选及其培养条件的研究

第25卷第2期2010年6月安�徽�工�程�科�技�学�院�学�报JournalofAnhuiUniversityofTechnologyandScienceVol.25.No.2Jun.,2009收稿日期:2009�11�09�基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(08040102002)作者简介:孙�菲(1983�),女,安徽宿州人,硕士研究生.通讯作者:蔡昌凤(1956�),女,安徽无为人,研究员,硕导.文章编号:1672�2477(2010)02�0036�05好氧反硝化菌群的筛选及其培养条件的研究孙�菲1,方金武2,蔡昌凤1*,赵文玲1(1.安徽工程大学生物化学工程学院,安徽芜湖�241000;2.芜湖新兴铸管有限责任公司,安徽芜湖�241002)摘要:从淮北焦化厂A2/O污水处理站二沉池的活性污泥中,采用焦化废水配制的牛肉膏蛋白胨固体培养基(DM100)分离纯化出7株反硝化细菌,并通过梯度添加焦化废水的平板驯化和液体驯化,在DO=2.5mg/L的条件下复筛出4株具有抗逆性的优势好氧反硝化细菌,分别命名F4、F8、F9、F10.优势单菌株与组合菌群反硝化能力的对比试验表明,4株混合的好氧反硝化菌群生长快速稳定,在相同的试验条件下脱氮效率高于单菌株,48h的NO-3-N去除率为98.75%.4株混合菌群的最适生长条件为:35�,pH=8.0,C/N比=5,接种量=25%(菌液浓度为(2~3)�107个/mL).经过筛选和条件优化,优势菌群NO-3-N去除率达到90%的降解时间由96h降到18h.关�键�词:好氧反硝化菌群;筛选;培养条件;焦化废水中图分类号:X703.1����文献标识码:A由于工业废水大量排放,农业长期大量施用化肥,硝酸盐污染水源的现象日趋严重[1].硝酸盐氮可以转化成三大致癌物之一的亚硝胺,对人的健康危害很大,因此硝酸盐污染问题正日益受到国内外研究者的关注[2�4].反硝化在传统意义上被定义为某些细菌在无氧或微氧条件下以NO-3或NO-2作为电子受体进行呼吸代谢获得能量,同时将NO-3或NO-2还原为N2O或N2的过程[5].然而,近几年学者们不断地发现好氧条件下发生总氮损失[6].国内外的不少研究和报道已能充分证明,反硝化可在有氧条件下发生.好氧反硝化菌具有独特的脱氮优势:(1)好氧反硝化能与硝化在一个反应器中进行,减少占地面积和建设资金;(2)硝化的产物可直接作为反硝化作用的底物,避免硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的积累对硝化反应的抑制,加速硝化-反硝化进程;(3)反硝化释放出的OH-可部分补偿硝化反应所消耗的碱,维持系统中pH的稳定[7].有关好氧硝化�反硝化生物脱氮的研究日趋活跃[8�9].本文通过梯度法添加焦化废水的培养基筛选、驯化好氧反硝化菌,并比较单菌株和混合菌群的生长情况和反硝化能力,并研究其最适培养条件.为工业应用获得抗性较强、生长稳定、反硝化能力强、适应焦化废水处理的好氧反硝化菌群.1�材料与方法1.1�试验材料菌种来源:淮北煤焦化公司酚氰污水处理站(A2/O工艺)二沉池活性污泥.试验所用焦化废水:芜湖市新兴铸管厂焦化废水生化处理站经过气浮除油除渣的焦化废水,COD为4829.3mg/L,NH+4-N为114.85mg/L,NO-3-N为7.87mg/L,挥发酚为862mg/L,氰化物为157mg/L,pH在9.0左右.反硝化细菌基础分离培养基(DM0):牛肉膏10g/L,蛋白胨10g/L,NaCl5g/L,琼脂15~20g/L,蒸馏水,调节pH到7.4~7.6,121�灭菌20min.同时配制以焦化废水代替蒸馏水的DM100.反硝化细菌扩大培养培养基(FM10):白糖13.2g/L,KNO32g/L,K2HPO40.5g/L,MgSO4�7H2O0.2g/L,FeSO4�7H2O0.05g/L,CaCl20.02g/L,添加体积比10%的焦化废水,调节pH至7.5~8.0,115�灭菌30min(NO-3-N质量浓度为315.47mg/L).FM60为添加60%焦化废水的反硝化细菌扩大培养基.1.2�试验方法(1)菌源活性污泥的富集.取适量的活性污泥接种到150mLFM10中,30�、160r/min振荡培养48h后,取10mL培养液转接扩大培养3次.(2)反硝化菌的分离纯化.取0.2mL不同稀释度的菌液分别涂布在DM0和DM100上(每个稀释度3个重复),30�下培养1~3d,比较DM0和DM100上菌落形态和生长情况,经多次划线纯化筛选出10株菌株.(3)反硝化细菌的初筛.在无菌的环境下,将上述分离纯化的菌株接种到FM10中,30�、160r/min摇床培养48h和96h取样,测定NO-3-N浓度变化,比较各菌株反硝化能力.NO-3-N检测采用酚二磺酸分光光度法.(4)反硝化细菌的驯