摘 要:生物法脫氮近年來被廣泛使用,其中使用的亞硝酸菌和硝酸菌起重要作用。據(jù)調查,市面上銷售的菌劑大多為復合型,含有多種菌種。為處理城市廢水中的氨氮和硝化氮,從復合菌種中進行篩選鑒定,選出降解效果較好的硝酸菌和亞硝酸菌,并對目的菌種探究其最佳生長因素,以得出一種培養(yǎng)高效菌種的方法。
關鍵詞:篩菌;亞硝酸菌;硝酸菌;生長因子
1.前言: 高濃度的氮對廢水中的微生物具有抑制作用,制約了生化處理廢水的效果, 會影響生化系統(tǒng)對有機污染物的降解。如果處理后的出水中氨氮、總氮含量超標,未經允許排放至河流中可能產生水體富營養(yǎng)化,帶來巨大危害,因此去除氨氮具有重要意義。近年來,生物法脫氮逐漸被使用,不僅可有效去除多種含氮化合物,而且產生的二次污染小、綠色經濟。生物法的去除機理包括硝化和反硝化兩個過程。其中硝化過程包括兩個步驟:在亞硝酸菌參與下,氨氮轉化為亞硝酸鹽; 在硝酸菌參與下,亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽。本試驗以模擬廢水中氨氮和亞硝化氮的去除效率為菌株篩選的指標,從市面上銷售的某種菌劑中,篩選出處理效果較好的硝化菌和亞硝化菌。并對篩選出的菌種進行富集培養(yǎng),通過改變溫度、時間、pH,探究最佳生長條件,以得出一種培養(yǎng)高效菌種的方法。
2材料和方法
2.1菌劑來源樣品
選擇市面上銷售的某種硝化菌劑(含亞硝化單胞菌、硝化桿菌),適宜生長條件:pH 7~8。
2.2實驗材料
3.試驗方法
3.1菌株的富集培養(yǎng)
取菌劑樣品5克,放于250ml錐形瓶,其中含100ml無菌水,放于150 r/min, 30℃的搖床上振蕩培養(yǎng)30min。在無菌條件下,取上清液10ml,接種于100mL的液體培養(yǎng)基(亞硝化、硝化培養(yǎng)基),在30℃恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)3~5d。
3.2菌株的分離純化
配制硝化和亞硝化培養(yǎng)基,取滅菌后的培養(yǎng)基,待冷卻至55℃,取上清液10ml,注入培養(yǎng)皿,冷卻至室溫,完成倒平板。吸取富集培養(yǎng)液10ml,涂布于亞硝化和硝化平板,放置在30℃恒溫培養(yǎng)箱,培養(yǎng)3~7天。待菌落長成后,選取生長快、菌落大、數(shù)量多的菌進行純化。運用平板劃線法純化培養(yǎng),劃線完成后倒置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待培養(yǎng)基表面長出明顯菌落時,重復平板劃線,進行3~5次后,得到形態(tài)較為相同的單一菌落。
3.3目的菌種的富集
選用接種環(huán),用酒精燈消毒后,冷卻至室溫,再挑取特征明顯的單一菌落,接種至富集培養(yǎng)基,置于200 r/min、30℃搖床中培養(yǎng)3~5d。培養(yǎng)一定時間后,取10 mL上清液,轉接至新的富集培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng),至少重復培養(yǎng)3代,以獲得較為單一的菌落。
3.4菌株降解效果鑒定
在配制模擬廢水時,調整初始氨氮濃度、亞硝態(tài)氮濃度在10mg/L左右。移取5mL培養(yǎng)液(含亞硝酸菌),投加至1L模擬廢水中(含NH4Cl);移取5mL培養(yǎng)液(含硝酸菌),投加至1L模擬廢水中(含NaNO2)。同時設置空白對照組:只含有5ml模擬廢水。將所有測驗樣品置于30℃恒溫搖床中,每24h取樣,測定水中的NH4 +-N、NO3 –N、NO2-N、TN含量(水樣需要稀釋5~10倍后再進行測定),記錄實驗數(shù)據(jù)。計算目的菌種的降解率,運用Oringin、Excel繪制降解率圖表,比較得出降解效果較好的亞硝化菌和硝化菌。本試驗所使用的水質分析方法均參考《水與廢水監(jiān)測方法》(第四版)。
3.5最適培養(yǎng)溫度的確定
將含有一定量目的菌種的培養(yǎng)液,分別放入20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的恒溫搖床,以150r/min培養(yǎng)3~5天。待培養(yǎng)液渾濁后,進行降解效果實驗,測定不同溫度下目的菌種對氨氮、亞硝化氮的去除率。繪制降解率曲線,找出存在最適溫度的范圍。在此范圍內,縮小溫度間隔,進行測定,找出較為準確的最適溫度。
3.6最適培養(yǎng)時間的確定
以一定接種量,將篩選出的硝化菌和亞硝化菌接種到富集培養(yǎng)基中,置于30℃、150r/min搖床中,每隔12h取一次樣,測定其降解氨氮和亞硝化氮的能力,計算降解率,直至廢水中相關指標不發(fā)生明顯變化時,停止取樣,確定最適培養(yǎng)時間。
3.7最適pH的確定
配制液體培養(yǎng)基,設置酸堿度分別為:5.5、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0,其他條件不改變,放入高壓滅菌鍋于121℃下滅菌。冷卻至室溫后,放于30℃、150r/min搖床中培養(yǎng)48h。按照測定降解率的方法,測定不同pH條件下的降解率,確定最佳pH范圍。
4.結語
近年來,發(fā)展良好的生物法脫氮逐漸被運用,去除效果好、污染小、綠色經濟。生物法脫氮效果很大程度上取決于菌種的降解氨氮、硝化氮效果。通過試驗,發(fā)現(xiàn)運用此種方法能夠較快得到降解效果好的硝酸菌和亞硝酸菌,而且操作起來簡便、費用不高,具有一定的可實施性。同時在篩選出菌種后,設置不同變量探究最佳生長因子,將有助于培養(yǎng)去除效果更好的菌種,節(jié)省實際投入運用的人力物力,具有發(fā)展和應用潛能。
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作者簡介:
李娜(1998.12—),女,漢族,重慶市,本科在讀,鄭州大學,環(huán)境工程