自养生物膜氨氧化及其反硝化现象初探
从某油田外排水中富集、分离的自养氨氧化菌经培养、挂膜获得自养氨氧化生物膜。研究了不同pH、碱度、含盐量、氨氮浓度、温度及氧分压这些环境因素对自养生物膜氨氧化能力的影响。发现该自养生物膜受pH、碱度、氨氮浓度、碱度、温度及氧分压的影响比较显著，而几乎不受盐度的影响。对该自养生物膜氨氧化活性检测表明，自养生物膜的最适pH范围为7.5-7.7，在含盐量为0％-3.5％的范围内，该自养生物膜表现出一定的耐盐能力，自养生物膜进水氨氮160-170mg/L，碱度1600mg/L～1700mg/L条件下(碱度与氨氮比约为10:1)，氨氧化率超过70％，有痕迹量的亚硝酸盐的生成，氧化的氨氮部分转化为硝酸盐。自养生物膜在氨氧化过程中存在明显的温度拐点，在36℃以下，生物膜氨氧化速率低下，24小时氧化率约50％，产物以亚硝酸盐和硝酸盐为主；而在38℃以上，生物膜氨氧化速率显著提高，达到95％以上，液相产物以硝酸盐为主，其浓度约占已氧化氨氮70％。对生物膜氨氧化过程产生的气体进行气相色谱分析结果表明，经过生物膜处理后的气体中氮气的含量是94.367％，氧气的含量降低至5.633％，而空气中氮气的含量是79.379％，氧气的含量是20.596％。与对照气体相比，氮气浓度提高了14.988％，而氧气浓度降低了14.963％，说明自养生物膜发生了有趣的好氧反硝化脱氮现象。该现象的发生可能与膜表面的致密包裹层限制了氧的传输有关。从自养氨氧化生物膜中富集、筛选、分离获得7株细菌。由于整个氨氧化过程都是生物膜上的细菌共同作用和完成的，对这7株细菌分别进行了初步的生理生化特征检验，并对其中的优势菌28-1和38-1进行了16S rDNA的分子鉴定。根据形态和生理生化特征：28-2为硝化球菌属，28-3鉴定为球杆菌属，28-4为栖热菌属，28-5为红色杆菌属，38-2为栖热菌属。28-1菌与Rhodococcus sp．的期望值达到了2e<'-100>-6e<'-101>之间，可以认为28-1为Rhodococcus sp.菌(红球菌属)；38-l菌与Bacillus cereus的期望值在8e<'100>-1e<'-123>之间，可以认为38-1为Bacillus cereus菌(蜡样芽胞杆菌)。本论文针对高温条件下自养氨氧化微生物和代谢途径的研究，对于缺乏有机碳源的氨氧废水生物脱氮来说具有一定的理论意义，为开发针对低C／N比氨氮废水的新型自养脱氮技术奠定了基础。
生物膜;氨氧化速率;反硝化现象;分子鉴定;废水生物脱氮
四川大学
硕士
遗传学
高平
2006
中文
Q734;X703
85
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）