反硝化菌DM13在反硝化生物滤池中的深度脱氮研究

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污水排放标准趋于严格,污水处理厂逐渐加强对总氮的管控。其中氨氮大部分能够达到标准,总氮不达标。主要是实际工程上反硝化阶段难以达到厌氧条件和缺乏高效反硝化功能菌使得硝态氮难以及时被处理。因此进行深度处理工艺研究,同时寻求高效的反硝化菌是解决水体总氮出水高的重要方法。本研究对从环境中筛选得到的反硝化菌进行培养条件优化、生理生化、生物分子学鉴定来加深对反硝化菌的认识,并设计出特异性引物为微生物应用提供技术手段。对反硝化菌与不同填料固定化形成反硝化生物填料进行研究,为反硝化生物填料商品化应用提供理论依据。将反硝化菌与填料应用于反硝化生物滤池,为其在城市生活污水二级出水深度脱氮的工程应用提供依据。
  本研究的主要工作包括以下四部分:从环境中筛选得到反硝化菌,对其生长影响因子进行研究;并进行生理生化鉴定、16SrDNA序列同源性对比、特异性引物的设计;利用反硝化菌与填料的固定化筛选填料;反硝化菌与填料应用于深度脱氮中进行研究。
  本研究所得结论如下:
  1.筛选得到能在好氧条件生长且还原NO3--N的DM13反硝化菌。其菌落形态表现为圆形,表面光滑、湿润,边缘整齐,不透明,白色。最佳的碳源为乙酸钠,碳氮比在4~12,pH为酸性条件。
  2.进行生理生化鉴定,DM13菌株在产气试验和过氧化氢酶试验、淀粉酶、蛋白酶、革兰氏染色表现为阳性,脂酶、纤维素酶、甲基红试验、V-P试验、吲哚试验均表现为阴性。利用16SrDNA同源性分析技术得到DM13菌株为芽孢杆菌。
  3.利用PCR、凝胶电泳、qPCR技术对DM13菌株设计的引物进行检验,得出以下结论,引物P-1可作为特异性引物应用于反硝化基因丰度分析。
  4.在小型生物滤池中投加DM13菌液与沸石、火山石、生物球、巴比伦通过循环菌液形成反硝化生物滤料,并在不同时间取出处理模拟的城市生活污水处理厂二级出水。综合分析水质指标、生物量、qPCR相对定量值、反硝化速率,得到它们的适宜循环时间为2d、2d、8d、14d。
  5.在反硝化生物滤池应用中,进水COD平均为56.5mg/L,循环挂膜、自然挂膜、接种污泥出水COD平均分别为11.7、14.8、13.4mg/L,COD去除率均为79.2%、73.2%、75.8%,循环挂膜较自然挂膜、接种污泥COD去除率提高了6%、3.4%。进水TN平均为21.7mg/L,循环挂膜、自然挂膜、接种污泥出水TN平均分别为5.6、10.2、9.2mg/L,TN去除率平均分别为74.1%、53.0%、57.3%。循环挂膜较自然挂膜、接种污泥TN去除率分别提高了21.1%、16.8%。
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