【摘要】：海水養(yǎng)殖廢水中含有大量的氨氮、COD和懸浮物等有害物質(zhì),不當(dāng)?shù)呐欧艜?huì)引發(fā)近海海域水體富營養(yǎng)化。普通的生物處理方法具有菌種馴化周期長,處理效果差等缺點(diǎn),因此需要找到一種耐鹽性能強(qiáng)、處理效果好的微生物菌劑。本文針對(duì)目標(biāo)污染物篩選出水處理功能菌,選擇優(yōu)秀菌株分別制備了復(fù)合型微生物絮凝劑和氨氮降解復(fù)合菌劑,并探究其最佳作用條件。本研究從威海市排污口處采集沉積物樣品,利用6種培養(yǎng)基分離得到179株菌,對(duì)部分菌株進(jìn)行絮凝、氨氮降解、亞硝態(tài)氮降解、硝態(tài)氮降解和COD降解能力的測(cè)定。并將其中水處理效果明顯的17株菌進(jìn)行分子鑒定,鑒定結(jié)果為假交替單胞菌屬(Pseudoalteromonas sp.)8株、適冷桿菌屬(Psychrobacter sp.)4株、假絲酵母屬(Candida sp.)2株、動(dòng)性球菌屬(Planococcus sp.)1株、芽孢桿菌屬(Bacillus sp.)1株和畢赤酵母屬(Pichia sp.)1株。由于多功能型菌株S2A15(Planococcus maritimus)兼具絮凝能力和COD降解能力且處理效果較好,因此對(duì)其做進(jìn)一步探究。在絮凝方面,當(dāng)投加3 mL 10%CaCl_2溶液,2 mL絮凝劑,pH值調(diào)節(jié)為9時(shí)絮凝效果最好,為77.83%,且該絮凝劑在120℃條件下加熱后,絮凝率仍可達(dá)到65.41%;在降解COD方面,S2A15在28℃條件下處理濃度為400 mg/L COD(鹽度3.3%)污水時(shí),其降解率達(dá)到最高為76.90%。該菌株可在4-28℃,pH為6-10,鹽度為0-18%的條件下生長。本研究創(chuàng)新性的將菌株S2F5(Pseudoalteromonas nigrifaciens)和菌株S2M5(Pseudoalteromonas agarivorans)以1:2的比例構(gòu)建成復(fù)合型絮凝菌,比單株菌的絮凝率分別提高了4.95%和5.42%。通過Plackett-Burman(PB)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和中心組合設(shè)計(jì)方法(central composite design,CCD)確定復(fù)合型絮凝菌發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為:蔗糖12.82 g/L,磷酸氫二鉀4.00 g/L,硫酸鎂3.70 g/L,磷酸二氫鉀3.00 g/L,氯化鈉33.00 g/L,硫酸銨0.52 g/L;通過中心組合設(shè)計(jì)方法確定復(fù)合型絮凝菌的最優(yōu)培養(yǎng)條件為pH值7.12、接種量4.81%和裝液量20.93 mL;確定復(fù)合型微生物絮凝劑最佳的絮凝條件為:當(dāng)加入300μL 10%CaCl_2溶液,2 mL復(fù)合型微生物絮凝劑,pH值為6.5時(shí),絮凝率最高達(dá)到93.56%,其絮凝率比優(yōu)化前提高了20.91%。該絮凝劑可處理pH值在5.0-7.5范圍內(nèi)的污水,且具有一定的熱穩(wěn)定性,在100℃條件下加熱后絮凝率仍能達(dá)到85.57%。將菌株N7(Pichia kudriavzevii)和N9(Candida tropicalis)以1:2的比例構(gòu)建成氨氮降解復(fù)合菌劑,比單株菌的降解率分別提高了13.69%和11.85%。以N7和N9構(gòu)建的復(fù)合菌劑在pH值為3-9,鹽度為0-11%的條件下均可以生長,且氨氮降解率均達(dá)到90.00%以上;在30℃時(shí)該復(fù)合菌劑對(duì)氨氮的降解率最高達(dá)到96.00%。當(dāng)以玉米葉作為載體時(shí),其吸附復(fù)合菌劑菌體的效果最好,活菌數(shù)可達(dá)到1.1×10~7 cfu/g。本研究表明,復(fù)合菌劑在海水養(yǎng)殖廢水的處理方面具有很大的應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖 1-1 生物脫氮示意圖然而隨著研究的推進(jìn)，人們又發(fā)現(xiàn)異養(yǎng)型微生物也能發(fā)生硝化反應(yīng)，，稱化菌；某些微生物也能在好氧條件下也能進(jìn)行反硝化作用，稱為好氧反甚至有些菌種兼具以上兩種能力，稱為異養(yǎng)硝化好氧反硝化菌。Zheng[35]一株異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細(xì)菌在 2℃時(shí)，異養(yǎng)硝化和好氧反硝化的能力參數(shù)和底物利用能力進(jìn)行檢測(cè)，并獲得了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，在初始濃度/L 時(shí)，氨氮和硝態(tài)氮最大的降解速率分別為 0.076 mg NH4+-N/L/H 和 0.023--N/L/H，在同時(shí)存在 2.5 mg/L 的 NH4+-N 和 NO3--N 時(shí)，硝酸鹽去除率最 0.054 mg NO3--N/L/H（1.86 倍），而 NH4+-N 去除率略有下降。Yang 等花江中分離出一株新種 M-11，為異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細(xì)菌，在 2℃、C5 的條件下，低營養(yǎng)消耗的 M-11 對(duì)氨氮的降解能力達(dá)到 98%，在好氧條件 89%的亞硝態(tài)氮和 89%硝態(tài)氮，厭氧條件下可去除 93%的亞硝態(tài)氮和 98氮。He 等[37]人選用 Pseudomonas tolaasii 菌株 Y-11，測(cè)定其在 15℃混合下同步硝化反硝化能力，24 h 后氨氮從初始值為 10.99 mg/L 降至檢測(cè)限以h 后降解了 88%的硝酸鹽氮，且未檢測(cè)到亞硝酸鹽氮，探究 Y-11 對(duì)低濃度

實(shí)驗(yàn)流程圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X714

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本文編號(hào)：2661702