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红鳍东方鲀循环水养殖系统中一株异养氨氧化—好氧反硝化菌的分离鉴定及性能研究

作　者: 王晓静
导　师: 张延青
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 红鳍东方鲀循环水养殖系统 Kocuria polaris AD7 异养氨氧化好氧反硝化
分类号: X714
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

海水循环水养殖系统将养殖排放水经过净化处理后循环回养殖池中，其中对于废水的有效处理及安全的循环回用是该系统的关键，生物处理作为循环水处理系统的核心单元在整个系统中起着重要的作用。实际废水中氮素的积累是养殖水体中危害性较大的污染物质，其降解去除也成为生物处理系统的难点与重点。本论文以筛选高效的氮素降解菌株并期望将其应用于循环水处理为目的，以红鳍东方鲀循环水养殖系统作为研究对象，筛选了一株具有一定异养氨氧化能力的微生物，并初步探究了该微生物对于循环水养殖系统的废水及生活污水两种实际废水的处理效果。得到的主要结论如下：1.从保藏的红鳍东方鲀循环水养殖系统生物滤池生物膜样中分离的菌种资源入手，通过初筛和复筛得到了一株具有一定异养氨氧化能力的菌株AD7，通过对其菌落形态、生理生化特性及其系统发育的结果分析，鉴定菌株AD7属于Kocuria polaris，目前还没有关于Kocuria属细菌硝化性能的报道。2. Kocuria polaris AD7是一株具有一定异养氨氧化能力的细菌。通过单因素实验，探究了包括碳源、C/N比、pH、NaCl浓度、DO（转速）、温度、初始氨氮浓度及初始接种浓度在内的影响因素对于其异养氨氧化能力的影响，确定其最适条件为：葡萄糖作为碳源，C/N为5，pH为8，温度为30℃，初始氨氮浓度为80mg/L，摇床转速为130r/min，初始接种浓度为0.9%，NaCl浓度为人工海水中的NaCl水平，即为26.7%。在该条件下，菌株AD7的氨氮去除率为57.33%（4d），最大氨氮去除速率为1.26mg·N/（L·h）。3. Kocuria polaris AD7具有一定的好氧反硝化能力。实验结果表明，菌株AD7在以KNO3为底物的系统表现出了较好的好氧反硝化能力，对硝态氮的去除率达到80.70%，但伴随着大量亚硝态氮的积累，实际的脱氮率相对较低。4.通过对菌株AD7在实际大西洋鲑循环水养殖系统废水处理效果的研究分析，接种48h后未检测到菌株的生长，且包括氨氮、亚氮及硝氮在内的水质指标均无明显变化，分析可能是由于实际养殖废水中的碳源种类及过低的氨氮浓度造成了该结果。通过外加碳源及氮源增加废水营养元素含量后，最终的实验结果表明菌株AD7在接种48h后的菌体生长量随着氨氮浓度的升高而上升，且对于氨氮的去除率也随之升高，亚氮积累均在0.1mg/L左右的低水平，硝氮去除率也有上升趋势。当氨氮浓度升高到5mg/L左右时，接种48h后菌株AD7的菌体生长量OD600达到0.02，氨氮去除率接近40%。该结果表明将菌株AD7应用于较高污染物浓度的循环水养殖系统生物处理设备的可行性较大。5.菌株AD7对于生活污水处理效果的实验结果表明，菌株对于生活污水中的氨氮的去除率较高，在接种48h后，菌体生长量OD600达到0.27，氨氮去除率超过50%。可见，将菌株AD7应用于生活污水中氨氮的去除效果是明显的。本文研究了菌株AD7异养硝化-好氧反硝化性能及其对实际废水的处理效果，为日后将该菌株投入到实际生产应用中使用提供了数据支持及理论依据。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第1章绪论  12-24
  1.0 概述  12
  1.1 循环水养殖系统的发展  12-16
    1.1.1 循环水养殖系统的起源  12-14
    1.1.2 循环水养殖系统水处理的关键技术  14-15
    1.1.3 循环水养殖系统的研究进展  15-16
  1.2 污水生物脱氮技术的研究进展  16-22
    1.2.1 传统硝化作用途径  16-18
    1.2.2 异养硝化作用途径及研究进展  18-19
    1.2.3 好氧反硝化作用途径及研究进展  19-20
    1.2.4 同步硝化反硝化  20-22
  1.3 生物强化技术在养殖废水处理中的应用  22-23
  1.4 选题研究内容及研究意义  23-24
第2章实验设计  24-32
  2.1 菌株来源  24
  2.2 培养基配方  24
  2.3 实验分析方法  24-26
  2.4 实验仪器设备  26
  2.5 菌株筛选方法  26-27
    2.5.1 初筛  26
    2.5.2 复筛  26-27
  2.6 菌种鉴定  27
    2.6.1 菌株 AD7 菌落形态及生理生化指标检测  27
    2.6.2 菌株 AD7 的 16S rRNA 基因序列分析  27
  2.7 菌株 AD7 异养硝化的性能研究  27-29
  2.8 菌株 AD7 好氧反硝化的性能研究  29
  2.9 菌株 AD7 对实际废水处理效果的分析比较  29-32
    2.9.1 菌株 AD7 对大西洋鲑循环水养殖系统废水处理效果的研究  29-31
    2.9.2 菌株 AD7 对生活污水处理效果的研究  31-32
第3章一株新型异养氨氧化菌株 Kocuria polarisAD7 的分离鉴定  32-38
  3.1 菌株 AD7 的分离筛选  32
  3.2 菌株 AD7 的鉴定  32-36
    3.2.1 菌落形态  32
    3.2.2 生理生化特性  32-35
    3.2.3 16S rRNA 基因的的 PCR 扩增及测序与系统发育分析  35-36
  3.3 本章小结  36-38
第4章菌株 AD7 异养硝化-好氧反硝化性能研究  38-52
  4.1 菌株 AD7 异养硝化性能的研究  38-50
    4.1.1 不同条件下菌株 AD7 的异养硝化性能  38-49
    4.1.2 最优条件下菌株 AD7 的异养氨氧化特性  49-50
  4.2 菌株 AD7 的好氧反硝化能力的研究  50
  4.3 本章小结  50-52
第5章菌株 AD7 对不同废水处理效果的研究  52-57
  5.1 菌株 AD7 对大西洋鲑循环水养殖系统废水处理效果的研究  52-54
    5.1.1 菌株 AD7 对大西洋鲑循环水养殖系统出水处理效果的研究  52
    5.1.2 菌株 AD7 对外加碳源及氮源的循环水养殖系统出水处理效果的研究  52-54
  5.2 菌株 AD7 对生活污水处理效果的研究  54-56
  5.3 菌株 AD7 对于实际废水处理效果的比较分析  56
  5.4 本章小结  56-57
结论与建议  57-59
  结论  57-58
  建议  58-59
参考文献  59-64
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  64-65
致谢  65

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