好氧反硝化菌诱变育种及16S rDNA序列分析

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rain12345
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目前,由于工业的发展和人们生活水平的提高,污水排放量逐年增大,污水中的氮元素污染愈来愈严重,水体富营养化已经严重影响了人们的生产生活,在这种情况下,对于污水脱氮技术的研究就显得愈来愈重要。由于好氧硝化反硝化脱氮工艺具有运行操作简单、运行成本小、基础建设投资少等优点,成为国内外学者和研究人员研究的重点脱氮技术。但是由于好氧反硝化机理并未明确,反硝化反应条件研究还处于起步阶。本文通过分离、紫外诱变出具有较强反硝化能力的好氧反硝化菌种,并对菌种进行反硝化能力研究及分析菌种16SrDNA序列。   对沈阳市北部污水处理厂二沉池中的活性污泥进行分离、筛选,得到4株具有在有氧情况下能进行反硝化反应的好氧反硝化菌株,通过对菌株反硝化能力的测定,确定了一株菌株WCJ4,菌株WCJ4对NO3--N反硝化能力最强,NO3-N去除率能达到了61.46%,但是总氮去除率只有40.58%。菌株WCJ4的对数生长周期为0-16h,对NO3--N的反硝化反应最要发生在此阶段。对菌株WCJ4进行紫外照射诱变,经过反复筛选得到菌株Wzb14。菌株Wzb14的反硝化能力明显得到提高,对于NO3--N去除率为91.21%,同时总氮去除率达到了85.74%。NO2--N的积累量明显降低,最后达到6.30mg/L。对菌株Wzb14进行革兰氏染色和培养观察,发现菌株Wzb14为淡黄色、圆形、边缘整齐、表明凸起干燥的革兰氏阳性菌。   为确定菌株的生长曲线,发现原菌株WCJ4的对数生长期为16h,但是诱变菌株Wzb14的对数生长期为24h,诱变之后菌株的对数生长期增长。研究菌株Wzb14的最适生长条件,设计正交试验发现,菌株Wzb14在pH为6、温度在25℃时、C/N比为10、以葡萄糖为碳源情况下,菌株Wzb14生长最好。试验中得出菌株Wzb14的生长量影响的按大小的顺序排列为温度、C/N比、碳源、pH值。菌株Wzb14生长受到温度影响最大。在正交试验的基础上,研究最适生长条件下,菌种Wzb14的除氮率,菌株Wzb14的去除率从91.21%提高到了93.38%,原因在于菌株Wzb14在最适生长条件下生长状况较好,需要更多的营养物质和氮元素供自身生长代谢。   此外,在此基础上通过试验研究溶解氧对于菌株Wzb14的反硝化能力的影响,通过对菌株Wzb14液体培养时增加摇床转速,增大培养液中溶解氧浓度。试验发现,菌株Wzb14的除氮率随着摇床转速的增大而增大,但是当摇床转速达到160r/min以上时,菌株Wzb14的反硝化能力基本不再增加。溶解氧浓度在较低的水平下,对菌株Wzb14的反硝化能力有着显著的影响,但是当溶解氧浓度达到5.0mg/L以后,菌株Wzb14的反硝化能力基本不受溶解氧的影响。   通过对菌株Wzb14的16SrDNA的序列分析发现,菌株Wzb14属于红色球菌种,16SrDNA长度为1396bp。菌株Wzb14与同菌属的菌种同源性较高,都是达到95%以上。红色球菌种属是已经被研究者发现的能过进行好氧反硝化的菌属,与已发现的好氧反硝化菌种也有较高的同源性,今后应着重研究并探讨同源性较高的菌种在功能上的表现出的相似性,并进行好氧反硝化工艺的扩大试验。
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