固定化復(fù)合菌處理養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝氮的研究.pdf

1、自對蝦養(yǎng)殖池塘中分離得到了兩株具有可快速降解氨氮和亞硝態(tài)氮功能的細(xì)菌,并對其吸收氨氮和亞硝氮的特性進(jìn)行了研究;通過混料設(shè)計(jì)的方法,優(yōu)化了該兩株菌同其他菌株的混合比例,組成了復(fù)合菌劑;研究了該復(fù)合菌劑的固定化方法,并測定了其氨氮和亞硝態(tài)氮降解效能。主要結(jié)果如下:
　　1.氨氮降解細(xì)菌的篩選鑒定及特性研究
　　以氯化銨和葡萄糖為底物,通過對采自對蝦養(yǎng)殖池塘的菌株進(jìn)行篩選,得到一株高效去除氨氮的菌株B25,經(jīng)過16SrRNA測序,

2、對比結(jié)果與巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)達(dá)到100％的相似性。該菌株在C/N=20時生長水平最好,細(xì)菌密度可達(dá)5.44×108cells/mL,且在此碳氮比的培養(yǎng)基中氨氮去除率最高,可達(dá)89.09%。通過正交試驗(yàn)得出,該菌株在接種濃度光密度為0.15,碳氮比為10,pH為7.5時氨氮的去除效果最好,可達(dá)88.26%。另外,還對菌株的生長曲線進(jìn)行了擬合,結(jié)果表明,該菌株的生長符合Gompertz模型,擬合度R2高達(dá)

3、0.985,擬合表達(dá)式為Y=0.184e368.636exp(-0.199t)。
　　2.亞硝氮降解細(xì)菌的篩選鑒定
　　運(yùn)用富集培養(yǎng)、分離純化的微生物學(xué)手段,從養(yǎng)蝦池中分離得到26株細(xì)菌,芽孢染色實(shí)驗(yàn)初步鑒定為芽孢桿菌。通過設(shè)置含不同的營養(yǎng)條件的亞硝氮培養(yǎng)基對所得菌株進(jìn)行初篩和復(fù)篩,得到一株在初篩培養(yǎng)基和復(fù)篩培養(yǎng)基亞硝氮去除率分別達(dá)到100.00%和97.65%的菌株BD6。經(jīng)過16SrRNA測序,比對結(jié)果與蠟樣芽孢桿菌(B

4、acillus cereus)和蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)均有99%的相似性。
　　3.混料設(shè)計(jì)優(yōu)化復(fù)合菌劑比例的研究
　　通過混料設(shè)計(jì)(Mixture)對3株芽孢桿菌(Bacillus spp.)和1株溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)的搭配比例進(jìn)行了優(yōu)化。以細(xì)菌生長OD值、氨氮和亞硝氮去除率為試驗(yàn)指標(biāo),建立了各搭配比例與三個指標(biāo)之間的回歸方程。使用Design Exp

5、ert8.0的優(yōu)化功能(Optimization)對滿足所有期望的響應(yīng)值進(jìn)行優(yōu)化,得到復(fù)合菌的最優(yōu)比例為芽孢桿菌BD6株5.2%、BZ5株22%、B25株0%、溶藻弧菌VZ5株72.8%。對該最優(yōu)比例進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果與預(yù)測基本一致。按上述比例搭配的復(fù)合菌株在24h即可獲得較高的氨氮和亞硝氮去除率,72h的氨氮去除率為98.37%、亞硝氮去除率為93.81%。應(yīng)用混料設(shè)計(jì)可以對混合菌中多組分和多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化,從而得到最優(yōu)的復(fù)合菌比

6、例組合。
　　4.復(fù)合載體固定化細(xì)菌去除水體氨氮和亞硝氮的研究
　　以氨氮去除率為指標(biāo),對無機(jī)載體進(jìn)行篩選,得到無機(jī)載體材料石英小球去除效果最好。以聚乙烯醇和海藻酸鈉為載體,以石英粉(二氧化硅)為吸附劑,采用包埋法固定復(fù)合細(xì)菌,制備得到復(fù)合固定化細(xì)菌載體小球,并研究了其最佳工藝條件、特性及對氨氮和亞硝氮的去除效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該固定化小球的最佳工藝條件為聚乙烯醇10%、海藻酸鈉3%、包埋菌量0.1%、二氧化硅4%、交聯(lián)時間