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螯台球菌Chelatococcus daeguensis的筛选及其在中温条件下的好氧反砂硝化性能研究

作　者: 张苗
导　师: 黄少斌
学　校: 华南理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 好氧反硝化 螯台球菌 16S rDNA序列分析 中温 N2O
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
引　用: 1次
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内容摘要


燃煤电厂经湿法脱硫除尘后的烟气温度为50 oC左右（中温环境）,且含有38%的氧。生物滴滤法脱除烟气中的NOX是近年来广泛关注的高效低耗的气体处理技术。目前分离的好氧反硝化菌都是常温（3035 oC）菌,不适宜在中温环境生长。本论文的研究工作旨在驯化筛选能在中温条件下进行高效好氧反硝化的细菌,并对其纯培养条件下的生长影响因子、脱氮产物进行研究,为该菌株应用于工程实践提供理论基础。从实验室自建的生物滴滤系统填料的生物膜上,采用特定的培养基,利用稀释平板分离纯化、逐步升温方式筛选出1株能在50 oC进行高效好氧反硝化的菌株TAD1。对其24 h的反硝化性能进行跟踪测定,结果表明,该菌株在50 oC、好氧条件下,24 h将培养液中的硝酸盐浓度从63.79 mg/L降至0.46 mg/L,脱氮率高达99.12%,反硝化过程中没有出现亚硝酸盐的积累,氮气是反硝化过程的主要终产物。在反硝化过程中,pH值呈逐渐上升趋势,氧化还原电位（ORP）呈逐渐降低趋势,在菌体的对数生长期COD迅速降低。另外,在连续10 d的传代过程中,菌株TAD1始终保持很高的活性,硝酸盐去除率始终保持在98%以上。对菌株TAD1进行革兰氏染色、扫描电镜等形态学观察得出,该菌株为革兰氏阴性短杆菌,大小为（0.670.89）μm×（1.031.41）μm;经生理生化特性和基于16S rDNA序列分析,初步鉴定该菌株为螯台球菌属（Chelatococcus）,命名为Chelatococcus daeguensis strain TAD1,该菌株是一株新型好氧反硝化菌。50 oC好氧条件下,对菌株TAD1进行纯培养,研究了C/N、初始pH值、溶解氧（DO）、碳源、氮源对其反硝化特性的影响。结果表明,该菌株的最适C/N为9,最佳pH值范围为7.09.0,溶解氧浓度为7.2 mg/L,最佳碳源为丁二酸钠,氮源为硝态氮。本实验重点考察了不同C/N和pH值对菌株脱氮过程中N2O产生量的影响。结果显示,C/N和pH值对菌株TAD1脱氮过程中N2O的产生量有明显影响。菌株TAD1最适宜的C/N为9,pH值为7.0,此时N2O产生量仅为3.35×10-2 mg/L,N2O转化率为0.045%,反硝化产物以氮气为主。另外,菌株TAD1不适宜在酸性条件（pH小于6）下生长,N2O产生量为13.88×10-2 mg/L,是pH值为7.0时的4.14倍,是pH值为8.0时的5.07倍。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 选题背景  11-15
    1.1.1 我国火电行业NO_X排放现状  11-12
    1.1.2 火电行业NO_X的控制技术  12-13
    1.1.3 生物滴滤塔脱除NO_X的特点  13-14
    1.1.4 温度对生物滴滤塔处理废气的影响  14-15
  1.2 好氧反硝化菌的相关研究  15-20
    1.2.1 好氧反硝化菌的反应机理  16-17
    1.2.2 好氧反硝化菌的分离研究  17-19
    1.2.3 好氧反硝化菌的研究方向与应用  19-20
  1.3 脱氮产物的研究进展  20-22
    1.3.1 脱氮产物N_2O的危害  20-21
    1.3.2 生物脱氮过程中N_2O产生的微生物学机理  21-22
  1.4 本课题的研究目的与内容  22-24
    1.4.1 研究目的  22-23
    1.4.2 研究内容  23-24
第二章 好氧反硝化菌株的筛选  24-36
  2.1 菌种来源  24-25
  2.2 实验材料  25-26
    2.2.1 实验仪器  25
    2.2.2 实验药品  25-26
    2.2.3 主要培养基  26
  2.3 检测项目与分析方法  26-30
    2.3.1 检测项目  26-27
    2.3.2 分析方法  27-30
  2.4 好氧反硝化菌的筛选过程  30-32
    2.4.1 好氧反硝化菌的筛选  30-32
    2.4.2 种子菌悬液的制备  32
  2.5 菌株TAD1 的好氧反硝化能力测定  32-34
  2.6 传代稳定性实验  34-35
  2.7 本章小结  35-36
第三章 好氧反硝化菌株TAD1 的分类与鉴定  36-49
  3.1 细菌分类鉴定方法  36-39
    3.1.1 数值分类鉴定法  36-37
    3.1.2 化学分类鉴定法  37
    3.1.3 分子遗传学分类鉴定法  37-39
  3.2 16S rDNA 测序技术的相关研究  39
    3.2.1 16S rDNA序列分析鉴定细菌的基本原理和方法  39
    3.2.2 16S rDNA基因技术在环境微生物鉴别中的应用  39
  3.3 菌株TAD1 的鉴定  39-48
    3.3.1 实验材料  39-40
    3.3.2 设备与依据  40
    3.3.3 菌株TAD1 的形态学鉴定  40-41
    3.3.4 菌株TAD1 的生理生化鉴定  41-45
    3.3.5 16S rDNA序列同源性分析  45-48
  3.4 本章小结  48-49
第四章 C. daeguensis TAD1 反硝化性能研究  49-61
  4.1 技术背景  49-50
  4.2 实验方法  50-51
    4.2.1 菌株扩大培养  50
    4.2.2 不同C/N对C. daeguensis TAD1 反硝化特性的影响试验  50
    4.2.3 不同pH值对C. daeguensis TAD1 反硝化特性的影响试验  50
    4.2.4 不同溶解氧对C. daeguensis TAD1 反硝化特性的影响试验  50-51
    4.2.5 不同碳源对C. daeguensis TAD1 反硝化特性的影响试验  51
    4.2.6 不同氮源对C. daeguensis TAD1 反硝化特性的影响试验  51
  4.3 分析方法  51
  4.4 实验结果与讨论  51-60
    4.4.1 C/N对C. daeguensis TAD1 好氧反硝化效果的影响  51-53
    4.4.2 初始pH值对C. daeguensis TAD1 好氧反硝化效果的影响  53-56
    4.4.3 溶解氧对C. daeguensis TAD1 好氧反硝化效果的影响  56-57
    4.4.4 碳源对C. daeguensis TAD1 好氧反硝化效果的影响  57-58
    4.4.5 氮源对C. daeguensis TAD1 好氧反硝化效果的影响  58-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 C/N和PH值对C. DAEGUENSIS TAD1 产N_2O的影响研究  61-69
  5.1 技术背景  61-63
    5.1.1 pH值对N_2O产生的影响  61
    5.1.2 C/N对N_2O产生的影响  61-62
    5.1.3 溶解氧(DO)对N_2O产生的影响  62
    5.1.4 NO_2~--N浓度  62-63
  5.2 实验材料与方法  63-64
    5.2.1 培养基  63
    5.2.2 实验方法  63-64
    5.2.3 分析方法  64
  5.3 实验结果与讨论  64-68
    5.3.1 C/N对C. daeguensis TAD1 产N_2O的影响  64-66
    5.3.2 pH值对C. daeguensis TAD1 产N_2O的影响  66-68
  5.4 本章小结  68-69
结论与建议  69-71
参考文献  71-79
攻读硕士学位期间取得的研究成果  79-80
致谢  80-81
答辩委员会对论文的评定意见  81

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境微生物学
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