【摘 要】
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我国是水产养殖大国,循环水养殖系统（Recirculating Aquaculture System,RAS）技术在我国目前有广泛的应用与发展。但是高密度养殖方式、残余的饵料投加量以及反硝化过程的缺失等现状的约制,导致硝酸盐容易在RAS中积累。高溶氧下难以实现传统的反硝化过程以及总氮去除的补水要求,且随着硝酸盐积累,将伴随着水产养殖产物生理机制破坏、生长速率抑制、成活率降低,甚至致死等问题的出现。
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我国是水产养殖大国,循环水养殖系统（Recirculating Aquaculture System,RAS）技术在我国目前有广泛的应用与发展。但是高密度养殖方式、残余的饵料投加量以及反硝化过程的缺失等现状的约制,导致硝酸盐容易在RAS中积累。高溶氧下难以实现传统的反硝化过程以及总氮去除的补水要求,且随着硝酸盐积累,将伴随着水产养殖产物生理机制破坏、生长速率抑制、成活率降低,甚至致死等问题的出现。好氧反硝化微生物强化手段,一方面将好氧反硝化运用于RAS水处理的研究,可以实现反硝化以及高浓度溶解氧保证产物生长需求这两个问题的统一;另一方面采用生物强化方式,可在不添加额外处理设备的条件下,强化生物处理过程的硝酸盐去除效果,符合经济成本最小化原则,且操作简单易于管理。从硝化池污泥中筛选得到一株具有高效好氧反硝化功能的菌株YSD-1,对其进行了一系列研究,研究结果如下:（1）经形态学观察与分子生物学等多种方法结合,鉴定YSD-1为荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）,将其命名为Pseudomonas fluorescens YSD-1。测定其生长曲线,符合细菌一般型（S型）生长特性。（2）P.fluorescens YSD-1在NO3--N底物浓度为100 mg/L与300 mg/L的时,NO3--N去除率均可达80%以上,且反硝化过程中并无NO2--N;积累在500 mg/L是仅为23.1%,高浓度NO3--N条件下,菌株P.fluorescens YSD-1反硝化脱氮受到明显抑制作用。菌株P.fluorescens YSD-1反硝化时的定量QPCR结果展示了,nap A、nir S、nir K基因表达水平随时间的动态变化,证实了菌株P.fluorescens YSD-1存在NO3--N→NO2--N→NO的好氧反硝化途径。nir S、nir K的共存表明其反硝化过程中不会出现亚酸盐积累。（3）确定优化培养基为硝酸钾2.1 g,乙酸钠10 g,磷酸氢二钠1.5 g,磷酸氢二钾1.5 g,七水硫酸镁0.1 g,1 m L微量元素（/L）;优化反硝化条件为转速180r/min,温度33℃,初始p H为7.5,NO3--N可达到降解率为89.5%。（4）设计两组反应器,对模拟养殖循环水进行处理,实验组加入P.fluorescens YSD-1进行生物强化处理。强化后的NO3--N平均去除率提高了4.40%。缩短了反应器的稳定出水的时间。P.fluorescens YSD-1在污泥中实现成功定植,实验组中假单胞菌属的相对丰度为6.61%,3.17%,3.70%,对照组为0.17%、0.11%、0.10%。实验组与对照组污泥在属水平之间并无显著性差异,加入外源微生物P.fluorescens YSD-1对污泥微生物群落结构并无较大的扰动,没有破坏原有的生态系统平衡。通过16Sr DNA功能预测分析可知,添加P.fluorescens YSD-1增强了群落的反硝化代谢途径。
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