一株异养硝化细菌的分离及系统发育分析

异养硝化_好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素_于大禹

2012年第31卷第12期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ?2797? 化工进展 异养硝化-好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素 于大禹1，张琳颖1，高 波1，2 （1东北电力大学化学工程学院，吉林吉林 132012；2众和海水淡化工程有限公司，天津 300462）摘要：在异养硝化-好氧反硝化菌H1良好的脱氮效果基础上，研究了在不同溶解氧浓度、废水成分和金属离子存在条件下时，H1的代谢途径及其异养硝化性能的变化。研究表明，溶解氧浓度在4.7 mg/L时，H1脱氮途径最佳；在NH4+模拟废水中，NH4+会通过NH4+—→NH2OH—→N2O—→N2的途径被快速去除；在NH4+和NO2?混合模拟废水中，没有显示出H1优先进行反硝化的现象，NH4+-N的降解是短程的硝化反硝化过程；在NH4+和NO3?混合模拟废水中，NO3?会诱导羟胺氧化酶产生NO2?-N，使得NH4+-N经过反硝化途径的亚硝酸盐水平被去除；在NH4+模拟废水中，1 mmol/L的Cu2+和Fe2+对异养硝化过程具有显著地激活作用。 关键词：异养硝化-好氧反硝化菌；异养硝化性能；溶解氧；废水成分；金属离子 中图分类号：X 703.1；X 172 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2012）12–2797–04 Factors affecting the heterotrophic nitrification property of heterotrophic nitrification-aerobic denitrifier YU Dayu1，ZHANG Lin y ing1，GAO Bo1，2 （1School of Chemical Engineering，Northeast Dianli University，Jilin 132012，Jilin，China；2ZhongHe Seawater Desalination Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300462，China） Abstract：Based on the good denitrification effectiveness of heterotrophic nitrification-aerobic denitrifier H1, this paper investigated the metabolic pathways and the heterotrophic nitrification characteristics of H1 under different conditions including dissolved oxygen concentration, wastewater composition and the metal ions. The results showed that when the dissolved oxygen concentration was 4.7 mg/L in the simulated NH4+ wastewater, the removal pathway of ammonia was NH4+—→ NH2OH —→N2O—→N2, which was the fast removal pathway. In the simulated NH4+ and NO2?wastewater, NH4+-N was removed by short - cut nitrification and denitrification, not showing priority denitrification by H1 in the whole process. In the simulated NH4+ and NO3? wastewater, NO3? induced hydroxylamine oxidase to produce NO2?-N, thus NH4+-N was removed by the nitrite levels of denitrification pathway. In the simulated NH4+ wastewater, 1 mmol/L Cu2+ and Fe2+ can significantly activate the activities of heterotrophic nitrification. Key words：heterotrophic nitrification-aerobic denitrifier；heterotrophic nitrification property； dissolved oxygen；wastewater composition；metal ions 近年来，异养硝化细菌和好氧反硝化细菌的发 现打破了传统理论认为的硝化反应只能由自养细菌完成而反硝化反应只能在厌氧条件下进行的观点。这些研究为生物脱氮提供了新的理论基础。 目前，异养硝化-好氧反硝化生物脱氮理论已成为国内外研究者的新宠。它克服了传统的生物脱氮收稿日期：2012-08-07；修改稿日期：2012-08-31。 基金项目：国家973计划（2007CB206904）、吉林省科技发展计划（20090145）及吉林省教育厅“十二五”科学技术研究（2011-370和2012-92）项目。 第一作者及联系人：于大禹（1978—），男，博士，副教授，主要从事环境微生物学及其应用方面的研究。E-mail yudy@mail. nedu. https://www.sodocs.net/doc/a33283158.html,。

硝化细菌的分离纯化

材料与方法 样品 检测用试剂 1、Griess 试剂 溶液I称取磺胺酸0.5g，溶于150mL醋酸溶液(30％)中，保存于棕色瓶中。 溶液II称取α-萘胺0.5g，加入50mL蒸馏水中，煮沸后，缓缓加入30％醋酸溶液150mL，保存于棕色瓶中。 格里斯试剂检验亚硝化菌方法：用滴管吸取2滴细菌培养液置于白瓷板上， 依次滴加格里斯试剂Ⅰ、Ⅱ各2滴，出现红色反应说明培养液中含有亚硝酸，有 亚硝酸细菌存在。 2、二苯胺-硫酸试剂（检测菌液中是否存在硝酸盐证明硝化细菌是否存在） 称取二苯胺1g，溶于20mL蒸馏水中，然后徐徐加入浓硫酸lOOmL，保存于棕色瓶中。 由于亚硝基、硝基均能与二苯胺试剂起蓝色显色反应，所以在测定硝基前，必须去除培养液中的亚硝基。采用尿素+浓硫酸去除亚硝基是简单有效的方法，硝化菌检验具体操作步骤：取细菌培养液lml移入干净试管中，向试管中放半药勺的尿素混匀，然后再向试管中滴加10滴浓硫酸，此时可以看到试管中有大量气泡生成，反应很强烈，不断振动试管，使反应充分进行直至没有气泡产生。然后取试管中液体两滴，置于白瓷板上，用格里斯试剂检验是否变红，如果颜色没有变化，再滴加二苯胺试剂，如果变蓝，说明有硝基产生，有硝化菌存在。培养基 1、LB（检验硝化细菌的纯度不生长表纯） 酵母粉 5g 蛋白胨 10g NaCl 10g 蒸馏水 1000ml 灭菌前pH=7.3 2、KM（检验硝化细菌的纯度不生长表纯） 酵母浸提物 0.5g 蛋白胨 0.5g 牛肉膏 0.5g 蒸馏水 1000ml 灭菌前pH=7.3 3、PDA（检验硝化细菌的纯度不生长表纯） 马铃薯(除皮) 200g 蔗糖(或葡萄糖) 20g 水 1000mL 灭菌前pH自然 硝化细菌培养基

硝化与反硝化

硝化：在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。反应过程如下： 亚硝酸盐菌： 向左转|向右转 接着亚硝酸盐转化为硝酸盐： 向左转|向右转 这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。上诉两式合起来写成： 向左转|向右转 综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下： 向左转|向右转

上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。 影响硝化过程的主要因素有： (1)pH值当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上； (2)温度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜； (3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～ 0.5d-1(温度20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。在实际运行中，一般应取＞2 ； (4)溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上； (5)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。

硝化细菌的分离与鉴定范文

硝化细菌的分离与鉴定 要筛选生长速度快、硝化作用强的硝化细菌用于水产养殖水处理。硝化细菌包括亚硝化 菌和硝化菌两个生理菌群，分别可将水中的氨态氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。实验结果 表明经5周培养，亚硝化菌可使培养液中的氨氮含量下降到60％，硝化菌可使培养液中的亚硝酸盐含量下降到60％。实验可通过测定培养液中亚硝酸盐的含量变化来测定细菌的氨转化作用或硝化作用。 关键词：硝化菌，亚硝化菌，硝化作用，筛选。 氨氮和亚硝酸盐都是在水产养殖过程中产生的有毒物质，且亚硝酸盐还是强烈的治癌物质，因此如何降解这两种物质，是科学工作者近年来的工作重点。 硝化细菌是一类具有硝化作用的化能自养菌，包括硝化菌和亚硝化菌两个生理菌群，其 主要特性是自养性，生长速率低，好氧性，依附性和产酸性等。可通过NH4+→NO2- → NO3-这一过程将NH4+转化为NO3-。能有效降低水体中氨氮及亚硝酸氮的含量，对水产养 殖业及环境保护具有重要意义。硝化细菌是生物硝化脱氨中起主要作用的微生物，直接 影响硝化效果和生物脱氨的效率。 研究表明，水体中硝化细菌的浓度对生物脱氨具有十分重要的意义，由于大多数硝化细 菌生长缓慢，硝化及脱氨效果欠佳，处理水产养殖污水的效果不是很好。因此筛选出生 长速率高硝化作用强度大的硝化细菌有很大的用途。 本文对硝化细菌的研究主要在富集培养和固定化细胞方面，能够有效提高硝化细菌的产 率和硝化细菌的利用率。通过富集培养的硝化细菌浓度是未经富集培养的12.5～20.0倍 ，利用细胞固定化技术可使氨氮去除率提高16.5个百分点。国外在硝化细菌的培养方面 的研究已有一些专利技术，其中一些已形成工业化生产，但产品价格较昂贵，并且必须 不断向反应器中补充流失的硝化细菌。硝化作用包括两个步骤：氨转化为亚硝酸盐和亚 硝酸盐转化为硝酸盐，这两个步骤分别由亚硝化菌和硝化菌完成，至今还未发现有能将 氨直接转化为硝酸盐的细菌。 氨和亚硝酸分别是亚硝化菌和硝化菌的唯一能源。对于硝化细菌来说生长环境中的温度 对其影响较大，pH值和盐度的影响相对较小。大多数硝化细菌的合适生长温度为10～38

硝化细菌的培养及作用

硝化细菌的培养及作用 近年来，硝化细菌已逐渐成为水产养殖界的热门话题，它在水产养殖中的重要性开始引起广泛的注意。可以说，迄今为止，在大规模、集约化的水产养殖模式中，如果没有硝化细菌参与其中的净水作用，想获得成功的养殖，是相当困难的。 鱼、虾等水产动物吃、喝、排泄、生活、休息都是在水体中进行的，那么，如何管理水体的水质以便适合它的生长、生存、健壮就成了重要的问题。尤其是现代集约化养殖长期累积了大量养殖生物排泄物，所有有机物的排泄物，甚至其尸体，在异养性细菌的作用下，其中的蛋白质及核酸会慢慢分解，产生大量氨等含氮有害物质。氨在亚硝化菌或光合细菌作用下转化成亚硝酸，亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐，而亚硝酸盐又可以和胺类物质结合，形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。因此，亚硝酸盐常与恶名昭彰的氨相提并论，由于亚硝酸盐长期蓄积中毒，会使鱼、虾等抗病力降低，易招致各种病原菌的侵袭，故常被视为是鱼、虾的致病根源。然而，当亚硝酸在硝化菌的硝化作用下转变成硝酸后，很容易形成硝酸盐，从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。所以说，硝化细菌与养殖环境的关系十分密切。 目前市面上宣称具有硝化作用的一些异养菌及真菌，虽然也能将氨氧化成硝酸盐，但通常只能利用有机碳源获取能量，不能利用无机碳源，其对氨的氧化作用十分微弱，反应速率远比自养性硝化细菌慢，

不能被视为真正的硝化作用。 硝化作用必须依赖于自养性硝化细菌来完成。养殖池中有丰富的氮源，原本很适于硝化细菌生长，不过由于养殖池中存在大量的异养菌，受到异养性细菌的排斥作用，适合硝化细菌栖息的地方，相对自然环境显然少得多，因此无足够数量的自养性硝化细菌来消费过量的亚硝酸氮，这就是问题所在。 一、硝化细菌基本概念 硝化细菌系指利用氨或亚硝酸盐作为主要生存能源，以及能利用二氧化碳作为主要碳源的一类细菌。硝化细菌是古老的细菌之一，其广泛分布于土壤、淡水、海水及污水处理系统中，却在自然界鲜少大量出现，原因在于硝化细菌的分布会受到许多环境因素的影响，如氮源、温度、氧气浓度、渗透压、酸碱度和盐度等等。 硝化细菌分为亚硝化菌与硝化菌，亚硝化菌的主要功能是将氨氮转化为亚硝酸盐；硝化菌的主要功能是将亚硝酸盐转化为硝酸盐。氨氮和亚硝酸盐都是在水产养殖过程中产生的有毒物质且亚硝酸盐还是强烈的治癌物质，因此如何降解这两种物质，是科学工作者近年来的工作重点，由于亚硝化菌的生长速度比较快且光合细菌也具有降解氨氮的作用，因此现代养殖已能成功地将氨氮控制在较低的水平上。而对于亚硝酸盐，由于自然界中的硝化菌生长极慢且还没有发现有其它的任何微生物可代替硝化菌的功能，所以养殖过程中产生的亚硝酸盐就成为阻碍养殖发展的关键因素。科研人员经过多年努力，通过大量的实验筛选，最终研制成功一种新型的纯化硝化菌制剂“硝化宝”，

反硝化作用

反硝化作用 反硝化作用（denitrification） 也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化 二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中 的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉 菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体， 把硝酸还原成氮（N ），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用 的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、 反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示： C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量 CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量 少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳， 以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应： 5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4 反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。 农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可 使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。 反硝化作用，狭义的指将硝酸盐还原为分子态氮的过程，称为脱氮作用；广义的指将硝酸 盐还原为较简单的氮化合物的过程，除了脱氮作用外，还包括硝酸盐还原作用（指脱氮作用 以外的还原作用，例如硝酸盐还原为亚硝酸盐的作用）。 多种细菌和真菌斗具有硝酸盐还原酶，可以将硝酸盐还原为亚硝酸盐。方程式如下： NHO3+2H------------>HNO2+H2O(需要硝酸还原酶的作用) 而脱氮作用，则常常与无氮有机物的氧化反应伴随发生，例如： C6H12O6+6H2O---------->6CO2+24H

硝化细菌的简介及研究思路

1.1 问题的提出 1.1.1 我国水体富营养化状况 我国是一个湖泊众多的国家，大于1 km2的天然湖泊就有2300多个，湖泊面积为70988 km2，约占全国陆地总面积的0.8％。湖泊总蓄水量为7077多亿m3[1]。调查结果表明：2004年七大水系的412个水质监测断面中，I～III类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为41.8％、30.3％和27.9％，七大水系主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类[3]。 2004年监测的27个重点湖库中，II类水质的湖库2个，III类水质的湖库5个，Ⅳ类水质的湖库4个，Ⅴ类水质湖库6个，劣Ⅴ类水质湖库10个。其中，“三湖”（分别为太湖、巢湖和滇池）水质因总氮和总磷浓度高而均为劣Ⅴ类。太湖水质与上年比有所改善，但仍处于中度富营养化状态。滇池的草海属于中度富营养化，外海属重度富营养化。巢湖水质属中度富营养化。对于海洋环境，2004年全海域共发现赤潮96次，较上年减少23次。赤潮累计发生面积266630平方公里，较上年增加83.0％，其中，大面积赤潮集中在东海。 目前，水体的富营养化已经成为我国最为突出的环境问题之一。许多大型湖泊，如巢湖、太湖、鄱阳湖、滇池和西湖等，都已经处于富营养或重度富营养化状态。而且一些河流在部分河段也出现了富营养化现象，如黄浦江流域、珠江广州河段等。据统计，我国主要湖泊处于因氮、磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的56％[4]。因此，如何治理富营养化的水体，减少其中的营养物质的含量，回复水体的综合功能，已成为当前全球性的环境问题的研究热点[5]。 1.1.2 富营养化水体的微生物治理 针对水体富营养化现象，其水质改善及对策包括三个大的方面：污染源控制对策、水体生态修复对策以及应急除藻对策[6-8]。水体富营养化的关键与核心是生物多样性的破坏，其典型表现就是富营养化水体发生藻类“水华”现象[9]。因此，从保护和恢复生物多样性入手，引入微生物、植物和动物，尤其是关键物种，重建食物链结构，是恢复水体正常的主要手段之一[10-12]。为此经常用到的技术措施包括：以藻控藻，投加细菌微生物[13]、放养鱼类[14]，恢复与构建水生植被[15,16]等。 利用微生物种群的新陈代谢活动对富营养化水体中的有机污染物、氨氮和有机氮等进行去除，尤其是氮污染物的去除，主要需要建立硝化－反硝化体系。而在自然界中，原本存在有专门从事硝化－反硝化过程中的微生物种群。但是由于某些微生物种群，如硝化细菌的代时较长，增殖速率非常低。同时，水体的人为活动的破坏。导致了富营养化水体中硝化－反硝化体系的弱化甚至缺失。故针对富营养化水体，可采用向水体中投加复合微生物菌群，从而增强水体的生物自净化能力，达到控制水体富营养化的目的，该技术被称之为“微生物强化技术”。该技术具有费用低、见效快、无污染和方便安全等特点。 复合微生物种群主要由光合细菌、硝化细菌等组成，再辅之以反硝化细菌。其中，光合细菌通过自身代谢与藻类竞争性争夺营养物质，并可降解、消除藻类代谢分泌于体外的多种物质，削弱藻类的竞争力。一般的光合细菌都有固氮能力，在厌氧光照条件下固氮能力最

一株反硝化菌的分离与鉴定

一株高效好氧反硝化菌的分离及特性研究 杨俊忠，倪砚，许尚营，徐可瀚，刘义，曾丽霞，刘德立? 华中师范大学生命科学学院，湖北省遗传调控与整合生物学重点实验室，武汉 （430079） E-mail: deliliu2002@https://www.sodocs.net/doc/a33283158.html, 摘要：利用富集培养的方法从南昌市郊某养鱼塘采样分离出22株反硝化细菌，其中8株反硝化率较高，从中选择一株效果最好的作为研究对象，命名为HS-N62。该菌在12h将培养基SC 中起始浓度为140mg/L的硝酸盐氮（NO3-N，10mmol/L）完全降解，并且没有NO2-的积累。对其生长特性进行了研究，最适生长温度的范围是30℃-37℃，最适生长的pH 值范围是6. 0～8. 0，最适C/N比为10：1，并能利用多种碳源生长。运用正交试验探讨了该菌株最适的反硝化条件。通过菌株形态观察、生理生化及16S rDNA 分子鉴定，菌株HS-N62与Pseudomonas sp.亲缘关系最为接近，同源性达99 %，初步鉴定该菌为Pseudomonas sp.。关键词：好氧反硝化；分离鉴定；特性研究 1. 引言 近几十年来，我国水产养殖业迅猛发展，但在水产养殖过程中的氨、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等营养元素含量过高所造成的富营养化现象日益严重，结果造成大量鱼虾死亡，最终导致重大经济损失，因此，控制水体中的硝态氮和亚硝态氮成为规模化养殖成功的关键之一[1]。反硝化是将硝酸盐或亚硝酸盐还原成N O或N2的过程。传统观点认为：反硝化细菌大 2 都是兼性厌氧，细菌的反硝化作用是在无氧条件下发生。但近几年国内外的不少研究报道证明好氧反硝化菌的存在。细菌好氧反硝化的发现,突破了传统理论的认识，为生物脱氮技术提供了一种崭新的思路[2]。 具有反硝化能力的细菌就目前所知分布于50 多个属，许多菌属如假单胞菌属( Pseudomonas )、产碱菌属( Alcaligenes)和副球菌属( Paracoccus ) 都存在好氧反硝化现象[3]。本文从常年养鱼的池塘中采样筛选出多株好氧反硝化细菌，并研究了其生长条件及其反硝化效率，可为好氧反硝化脱氮的实际应用提供依据。 2. 材料与方法 2.1 培养基 富集培养基（SM，g/L）：NaNO3 0.85，丁二酸钠2.84，KH2PO4 1.36，MgSO4·7H2O 0.19，2 ml 微量元素溶液，pH 7.0～7.4。 反硝化培养基(SC，g/L)：NaNO3 0.85，丁二酸钠 4.72，酸水解酪素5.0，Na2HPO4 7.9，KH2PO4 1.5，MgSO4·7H2O 0.10，2 ml 微量元素溶液，pH 7.0～7.4。微量元素(g/L)：CuSO4·5H2O 4.0，FeSO4·7H2O 0.70，FeCl3·6H2O 7.0，CoCl3·6H2O 0.20，NaMO4·2H2O 3.4 0，CaCl2·2H2O 2.0，pH 7.0 [3-4]。 BTB培养基(g/L)：丁二酸钠4.72，NaNO3 0.85，KH2PO4 1.0，FeSO4·7H2O 0.2，MgSO4·7H2O 0.1，琼脂15，pH 7.0。 基金项目：教育部博士点基金项目(20060511002)和“211”重点学科建设项目；湖北省科技攻关计划项目(2007AA201C50，2007AA301C26)。

硝化细菌的几大误区原创申精

硝化细菌的几大误区(原创申精) 硝化细菌的几大误区（原创申精) 一、哎~我的水好混好白，里面全是氨///哇！他的水好清，说明硝化细菌…… 水混不代表水中有很多异养菌和氨！水清不代表硝化系统已经建立起来并运转正常！！因为异养菌产生的氨、硝化菌产生的亚硝酸盐和硝酸盐都是溶于水的，无色的，都是无机物，就和盐一样，纯净水是透明的，盐水也是透明的，含有氨的水也是透明的，含有亚硝酸的水也是透明的，含有硝酸盐的水也是透明的，各种透明透明透透明！！你的水不清发白只能说明你的物理过滤不达标！你的水清只能说明你的物理过滤非常强大或者堵塞严重！！（实验用的硝化细菌培养基和溶液都是混浊的哦） 二、98%的硝化细菌说明上面都写着：本产品可造成短暂的水体混浊，属正常现象…… 我勒个去~~这货不是硝化细菌，真正的硝化细菌产品不会造成水质的浑浊，你买的那个瓶瓶或包包里有没有硝化细菌我不知道，但我知道那里面的主要成分是凝水剂或凝水粉，几毛钱一公斤！！不信的话你放进缸里关了过滤试试，5分钟后让你看见棉絮状的凝结物在缸里你信不信？！这货只能净水不能硝化，它的原理就是把水中的微粒凝结成大块的凝结物，然后通过过滤过滤掉。还不信？！！你再打开过滤，看你的滤棉是不是堵了！滤盒小还可能水溢出来！硝化细菌产品主要含量是休眠的硝化细菌，细菌复苏需要各种条件满足（水、氧、22-30摄氏度、无杀菌灯、ph6.5-8.0）最短2小时，最长24小时（视产品酶化技术）才能复苏，而且即便休眠期的硝化细菌（不论粉状或液体）都可95%的溶于水，50%浓度的休眠硝化细菌水样颜色是浅褐色，如果你想让硝化细菌产品造成水的浑浊那也很简单，1米的缸里放满满一洗脸盆硝化细菌，水就会稍微有点褐色浑浊了~~~淘宝上98%的硝化细菌卖家都没有养鱼的经验，可能连他们自己也不知道什么才是真正的硝化细菌，他们只是商人，他们和卖铅笔盒内衣短裤的卖家没有任何区别，别把他们想成专业的大师，只有2%的商家有自己的渔场，并明确表示：硝化细菌不浑水，浑水不是硝化菌！ 三、最上层的过滤棉要经常清洗…… 物理过滤的核心其实就像城市里的堵车，物理过滤棉就好比城市里面的大大小小的街道和马路，而水中的杂质包括看得见的看不见的就好比城市里面的公交车、小汽车，而水就好比行人，那么如何只让行人通过而让各种车静止不动固定在原地呢？答案很简单：塞车！不停地塞车！！随着大大小小各种各样的车辆将道路堵死，行人则可以穿梭自如，物理过滤就是如此，滤棉内大大小小的空隙阻拦了各种水中的

微生物的硝化作用

高级微生物学综述 微生物的硝化作用 学生姓名：任伟帆 学号：4 指导教师：唐文竹 所在学院：生物工程学院 专业：生物学

大连工业大学 微生物的硝化作用 摘要：本文主要介绍了硝化作用微生物的种类,包括氨氧化菌、亚硝酸氧化菌、异养氨氧化菌和厌氧氨氧化菌。分析了硝化微生物的系统发育，还介绍了在硝化作用微生物生态学研究进展，以及同类群细菌中与硝化作用相关的酶类。文章的最后还分析了微生物脱氮在污水处理中的应用。 关键词：氨氧化细菌；系统发育分析；硝化作用；微生物脱氮 Microbial nitrification Abstract:This paper introduces the types of nitrifying microorganisms, including ammonia-oxidizing bacteria, nitrous acid, oxidizing bacteria, heterotrophic ammonia-oxidizing bacteria and anaerobic ammonium-oxidizing bacteria. The phylogenetic analysis of microbes was also studied, as well as advances in microbial ecology of nitrification and the enzymes associated with nitrification in the same group of bacteria. Finally, the application of microbial denitrification in sewage treatment was analyzed. Key words： ammonia-oxidizing bacteria; phylogenetic analysis; nitrification; microbial denitrification 前言 氮元素在自然界中大量存在，是非常丰富的元素之一,它在自然界中主要以分子氮、有机氮化合物和无机氮化合物的形式存在。它们在微生物、动物、植物体内相互转移、转化，构成了氮循环[1]。而微生物在其中起着非常重要的作用，主要通过氨化作用、硝化作用、反硝化作用以及固氮作用来实现的。而目前，水体污染越远越严重，处理难度越来越大，生物处理工艺受到了更多的重视。因此，通过深入分析硝化作用微生物的种类及作用机理，不断改进生物脱氮工艺具有重要意义。

硝化与反硝化去除氨氮的原理

硝化与反硝化去除氨氮操作 一、硝化与反硝化的作用机理： 1、硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌，亚硝化菌将废水中的NH3转化为亚硝酸盐，硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，称为硝化作用。硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。 2、反硝化菌将硝酸盐转化为N2、NO、N2O，称为反硝化作用。 3、硝化细菌必须在好氧条件下作用。 4、反硝化菌必须在无氧或缺氧的条件下进行。 二、作用方程式： 硝化反应： 2NH3＋3O2――（亚硝化菌）――2HNO2＋2H2O＋能量（氨的氧化） 2HNO2＋O2――（硝化菌）――2HNO3＋能量（亚硝酸的氧化）反硝化反应： NO3— +CH3OH ——N2 + CO2+H2O+ OH—（以甲醇作为C源） 三、操作： 1、将购买的硝化菌投加到曝气池5、6#，亚硝化菌投加到曝气池1、 2、 3、4#，反硝化菌投加到厌氧池。 2、控制指标： 生物硝化 ①PH值：控制在7.5—8.4 ②温度：25—30℃

③溶氧：2—4mg/L ④污泥停留时间：必须大于硝化菌的最小世代时间，一般应大 于2小时 生物反硝化： ①PH值：控制在7.0—8.0 ②温度：25—30℃ ③溶氧：0.5mg/L ⑤机碳源：BOD5/TN＞（3—5）过低需补加碳源

生物脱氮机理 污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即，将转化为和。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，即，将（经反亚硝化）和（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。 ○1硝化——短程硝化： 硝化——全程硝化（亚硝化+硝化）： ○2反硝化——反硝化脱氮： 反硝化——厌氧氨氧化脱氮： 反硝化——厌氧氨反硫化脱氮： 废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分。主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮。其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌，以无机碳化合物为碳源，从或的氧化反应中获取能量。其中硝化的最佳温度在纯培养中为25-35℃，在土壤中为30-40℃，最佳pH 值偏碱性。反硝化作用是反硝化菌（大多数是异养型兼性厌氧菌，DO<0.5mg/L）在缺氧的条件下，以硝酸盐氮为电子受体，以有机物为电子供体进行厌氧呼吸，将硝酸盐氮还原为N2或NO2-同时降解有机物。

水体中反硝化细菌的分离、筛选与初步鉴定

水体中反硝化细菌的分离、筛选与初步鉴定 邵基伦环境工程专业 摘要：当今世界环境污染日益加重，尤其是水体污染已严重影响人们的日常生活与身体健康。水污染是多方面的因素综合作用，而以氨氮的污染最为广泛且严重。所以控制污水中的氨氮含量是污水处理中的重要内容。污水脱氮的基本原理是污水中的含氮有机物首先经过微生物的氨化作用转化为氨，硝化细菌的硝化作用，将氨氧化为亚硝酸盐，并继续氧化为硝酸盐。硝酸盐经过反硝化细菌的反硝化作用转化为氮气等环节成分而释放到大气中，从而实现污水脱氮。硝化作用是这一过程中的一个中间环节，也是一个重要环节。硝化作用是指氨经过微生物的作用氧化为亚硝酸和硝酸的过程，由硝化细菌完成。硝化细菌是一类好样化能自养细菌，包括亚硝化细菌和硝化细菌两个亚群。硝化细菌能够利用还原态无机氮化合物进行自养生长，硝化细菌的生命活动在污水脱氮中起重要作用。由于硝化细菌是化能自养菌，其生长速率很慢，因此硝化、亚硝化细菌的生命活动成为污水脱氮的关键步骤之一。它们能有效降低水体中氨氮及亚硝酸氮的含量，对水产养殖业及环境保护具有重要意义。硝化细菌是生物硝化脱氨中起主要作用的微生物，直接影响硝化效果和生物脱氨的效率。因为硝化细菌、亚硝化细菌在污水脱氮中的特殊意义，对这类微生物的研究受到广泛关注。 氨和亚硝酸分别是亚硝化菌和硝化菌的唯一能源。对于硝化细菌来说生长环境中的温度对其影响较大，pH值和盐度的影响相对较小。大多数硝化细菌的合适生长温度为10～38 ℃，高于20℃时硝化细菌的活性较高，但超过38℃消化作用将会消失。当环境气温低于20℃时，氨的转化会受到影响。一般认为，适宜硝化菌和亚硝化菌生长介质的pH值分别为6.0～8.5和6.0～8.0。水体DO的高低影响到好氧、厌氧微生物的比例，大多数研究人员认为DO的浓度应当控制在1.0～2.0 mg/L,低于0.5 mg/L时硝化作用明显减弱。另外,碳氮比、碱度等对硝化及脱氨均有影响。 本实验采用人工培养基方法富集培养硝化细菌．研究了富集培养过程中硝化与亚硝化细菌的结构和性质变化。结果表明，在25-28℃，pH7．5～8.5，D0 2-5mg／L，氨氮浓度100—150mg ／L条件下，经过19d和15d的富集培养，可以得到硝化速率为4.18mg(NH3-N)-[g(MLSS)/h]和10.1mg(NH4-N)-[g(MLSS)/h]的硝化细菌培养物．在这种富集培养过程中，硝化细菌培养物的污泥色泽和结构、MLSS、SV30、SVI、硝化强度和硝化速率等均出现规律性变化且随培养方法不同表现出明显差异。

异养硝化细菌概述

异养硝化细菌heterotrophic nitrification bacteria应用的好处 A 异养硝化细菌能够在利用有机碳源生长的同时将含氮化合物硝化生成羟胺、亚硝酸盐、硝酸盐等产物, 多数还能同时进行好氧反硝化作用, 直接将硝化产物转化为含氮气体。因此，这类细菌已成为废水处理中生物脱氮新工艺的重要研究对象。 B 与自养型硝化菌比较, 异养硝化菌的生长速率快, 细胞产量高,需要的溶解氧浓度低, 能耐受酸性环境且活性高,并且能够代谢各种形态的氮化合物, 同时提高COD的去除率。由于异养硝化菌的出现, 工艺上可以实现在一个反应器里完成硝化反硝化, 不仅可以降低运行成本, 减少工艺上繁琐的操作, 还可以扩大自养硝化菌所不能处理的水质范围。 什么是异养硝化细菌 近二十多年来, 研究者在各种环境中分离并鉴定了一些特殊的菌株, 这些菌株可以利用有机碳源生长并进行硝化作用。因此, 人们把这类具有异养硝化功能的菌株统称为异养硝化菌不同异养硝化细菌的来源和特点 由于过去监测硝化现象都是通过测定其硝化产物(硝酸盐、亚硝酸盐)来确定硝化作用的强度和有无, 而多数异养硝化微生物在硝化同时还具有反硝化作用, 所以积累的硝化产物相对自养硝化菌要少。因此, 人们认为在自然界中异养硝化作用甚微, 而自养硝化作用占主要地位, 只有在不适合自养硝化菌生长的环境条件下异养硝化微生物才可能占主导地位。然而, 最近几年通过优化监测手段, 陆续有报道证明,在自然界主要是土壤里的生物硝化过程中, 异养硝化微生物同样起着不可忽视的作用, 特别是在酸性森林土壤里异养硝化作用占主导地位。近年来,国内外研究者从环境中分离出多株具有异养硝化功能的微生物, 这些微生物不仅可以高效去除COD和氨氮, 多数还具有好氧反硝化功能, 且脱氮效率显著。因此, 异养硝化微生物受到了广泛关注。据文献报道, 异养硝化微生物多存在于藻类、放线菌、真菌和细菌中。由于其遗传背景的差异性, 不同的异养硝化微生物其各自生长及硝化特点都有所不同。在这里, 将目前分离出的具代表性的一些异养硝化细菌的主要脱氮特性作了比较,见表。影响异养硝化菌生长硝化的主要因素有 有机碳源类型、底物浓度(碳源、氮源)、C/N、pH、温度、溶解氧浓度和抑制剂。 不同的异养硝化菌对于环境参数的反应并不一致, 但他们对于氧浓度, 氨浓度的反应相似 A 有机碳源类型 有机碳源不仅影响着异养硝化菌的生长, 也影响着它的硝化活性。因此, 有机碳源的类型及浓度对异养硝化活性起着关键作用。能够被利用来维持异养硝化菌生长的碳源类型非常广泛, 如：丙酮肟、葡萄糖、半乳糖、乙酰胺、乙酸盐、柠檬酸盐、蛋白胨、牛肉膏等。然而, 能够被异养硝化菌利用进行硝化反应的碳源类型却有所限制。如Alcaligenes faecalis No. 4 只能利用有机酸进行硝化反应。Arthrobacter BD 只能利用有机酸盐和α-酮戊二酸、丙酮肟进行硝化反应。Arthrobacter sp.只有在以柠檬酸盐、苹果酸盐、醋酸盐或者乙醇作为碳源时, 才具有硝化活性。Otani 发现碳源的不同大大影响了细菌的脱氮能力, 如Alcaligenes faecalis 只有当醋酸钠或者乙醇做为碳源时, 才会充分去除硝酸[28]。Hu 等人分离的Acinetobacter sp. 和Xanthomonas sp. 等13 株异养硝化菌甚至可以利用难降解物质做为唯一碳源和氮源进行生长硝化。 总的来说, 大部分异养硝化菌都能利用乙酸盐、柠檬酸盐等有机酸物质和牛肉膏、蛋白胨等复杂成分营养物作为碳源进行生长硝化。而且对于复杂成分的培养基, 菌株生长更好。但有的异养硝化菌虽然在牛肉膏、蛋白胨培养基上生长率较高,其硝化速率却低于以单纯化合物做为碳、氮源的组合培养基。 B 底物浓度(碳源、氮源) 底物浓度不同, 异养硝化菌的硝化速率会有明显不同。Mevel在保持C/N 为3 的条件下, 把碳源(乙酸钠)和氮源(硫酸铵)稀释了5 个梯度, 发现底物浓度对Bacillus MS30 的生长和

异养硝化-好氧反硝化菌的研究进展

总第173期2018年第1期 山西化工 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Total 173 No. 1，2018 111DOI：10. 16525/https://www.sodocs.net/doc/a33283158.html, l4-1109/tq. 2018. 01. 11异养硝化-好氧反硝化菌的研究进展 要如磊 (阳泉煤业（集团）有限责任公司太原化工新材料有限公司，山西太原030400) 摘要：随着生物脱氮工艺在国内外污水处理中的广泛应用，人们对微生物脱氮菌的研究越来越多。近年 来，人们发现有些脱氮微生物兼具异养硝化和好氧反硝化的功能。介绍了国内外异养硝化-好氧反硝化 菌的种类、筛选方法以及脱氮性能，并提出了今后的研究和发展方向。 关键词：异养硝化-好氧反硝化菌；种类；筛选方法；脱氮性能 中图分类号:X703 文献标识码:A文章编号：1004-7050 (2018) 01 -0032-03 引言 近年来，氮素污染所导致的水体富营养化已经 引起了人们的广泛关注，废水脱氮研究尤为迫切。目前，生物脱氮工艺以其操作简单、成本低、二次污 染小、脱氮效率高等多方面的优点，在国内外污水处 理中被广泛应用。传统生物脱氮包括好氧条件下的 自养硝化过程和厌氧条件下的异养反硝化过程，分 别由硝化菌和反硝化菌完成。硝化反应与反硝化反 应对溶解氧浓度需求的不同导致好氧区和缺氧区的 分开，二者在反应器上难以统一。 然而，随着研究的深入，近年来人们发现有些脱 氮微生物兼具异养硝化和好氧反硝化的功能，异养 硝化-好氧反硝化菌成为生物脱氮领域内的一个新 的热点。这些新型脱氮微生物可以使硝化和反硝化 反应能在同一反应器内同时完成，节省了反应空间，缩短了反应时间，平衡了反应条件，还克服了传统生 物脱氮存在的很多弊端。 1异养硝化-好氧反硝化菌的类型1983年，荷兰Robertson和Kuenen最早从脱 硫脱氮污水处理系统中分离出一株泛养硫球菌thiosphaera pantotropha(后更名为脱氮副球菌paracoccus denitrificans)，随后发现它能同时进行异 养硝化和好氧反硝化，其功能的特殊性吸引了国内外 学者对异养硝化-好氧反硝化菌广泛而深入的研究。 1989 年，Robertson和 Cornelisse对 delft菌种 收稿日期：2017-12-06 作者简介：要如磊，女，1987年出生，2014年毕业于北京科技大学化 学与化工学院化学系，硕士学位。研究方向：废水生物脱氮。保藏库中某些异养硝化菌是否为好氧反硝化菌进行 了研究。结果表明，具有异养硝化功能的脱氮假单 胞杆菌pseudomonas denitrificans和輿产碱杆菌al-caligenes faecalis也具有好氧反硝化功能。 近十几年来，国内外学者积极研究，新的异养硝 化-好氧反硝化菌不断被发现，大大拓宽了双功能菌 的种类。异养硝化-好氧反硝化菌主要存在于副球 菌属（paracoccus)、假单胞菌属（pseudomonas)、产 碱杆菌属（alcaligenes)、芽孢杆菌属（bacillus)、红球 菌属（rhodococcuus)等（见第33页表1)。 2异养硝化-好氧反硝化菌的筛选方法2.1选择性培养基法 利用不同氮源的选择性培养基可以用来筛选异 养硝化-好氧反硝化菌。首先，通过氨氮培养基初筛 得到异养硝化菌，挑选氨氮去除能力较高的菌株;然 后，将其接种于硝酸氮培养基进行复筛，最终得到异 养硝化-好氧反硝化菌。Zhang[1]等先用硝化基础培 养基富集、分离、纯化得到异养硝化菌，然后用反硝 化培养基筛选出能利用N03-、N〇F的菌株，从猪粪 废水中筛选得到YZN-001菌株。此菌株不仅能利 用氨氮，而且能利用硝酸氮。 2.2酸碱指示剂法 溴百里酚蓝（BT B)指示剂的变色范围为6.0?7. 6,由黄色经绿色变为蓝色。而反硝化作用 消耗硝酸盐或亚硝酸盐后，OH-不断积累，根据反 硝化过程产碱这一特性在反硝化培养基中加入B T B，筛选平板上出现蓝色晕圈的菌落，即可实现好 氧反硝化菌的初步筛选。尹明锐[2]等利用B T B培 养基分离得到好氧反硝化菌，进一步通过硝化测定，选取氨氮去除率在50%以上的菌株，确认得到3株

硝化作用概述,硝化作用机理,硝化氧化影响因素

硝化作用概述，硝化作用机理，硝化氧化影响因素 概述 19世纪以前，人们认为土壤中的硝酸根（N03）主要是化学作用的产物，即空气中的氧和氨经土壤催化形成，没有意识到土壤微生物活动对N03形成的重要性。1862年L.巴斯德首先指出N03的形成可能主要是微生物硝化作用的结果。1877年，德国化学家T.施勒辛和A.明茨用消毒土壤的办法，证实了铵根（NH4）被氧化为硝酸根（N03）的确主要是生物学过程。某些特殊的条件下，化学硝化作用也可以发生，只不过因其要求的条件苛刻与微生物的硝化作用相比生成的硝酸根量很少。1891年，С.Н.维诺格拉茨基用无机盐培养基成功地获得了硝化细菌的纯培养，最终证实了硝化作用是由两群化能自养细菌进行的。其作用过程如下：先是亚硝化细菌将铵根（NH4）氧化为亚硝酸根（N02）；然后硝化细菌再将亚硝酸根氧化为硝酸根（N03）。这两群细菌统称硝化细菌。 硝化细菌从铵或亚硝酸的氧化过程中获得能量用以固定二氧化碳，但它们利用能量的效率很低，亚硝酸菌只利用自由能的5～14%；硝酸细菌也只利用自由能的5～10%。因此,它们在同化二氧化碳时，需要氧化大量的无机氮化合物。 土壤中硝化细菌的数量首先受铵盐含量的影响，一般耕地里，每克土中只有几千至几万个。添加铵盐即可使其数量增至几千万个。土壤中性偏碱，通气良好，水分为田间持水量的50～70%，温度为10～30℃时，最适宜硝化细菌的生长繁殖，铵盐也能迅速被转化为硝酸盐。 自然界中,除自养硝化细菌外,还有些异养细菌、真菌和放线菌能将铵盐氧化成亚硝酸和硝酸，异养微生物对铵的氧化效率远不如自养细菌高，但其耐酸，并对不良环境的抵抗能力较强，所以在自然界的硝化作用过程中，也起着一定的作用。 硝化作用机理 硝化作用由自养型细菌分阶段完成。 第一阶段 第一阶段为亚硝化，即铵根（NH4+)氧化为亚硝酸根（NO2-）的阶段。参与这个阶段活动的亚硝化作用过程硝酸细菌主要有5个属：亚硝化毛杆菌属(Nitrosomonas) ；亚硝化囊杆菌属(Nitrosocystis)；亚硝化球菌属(Nitrosococcus)；亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化肢杆菌属(Nitrosogloea)。其中，尤以亚硝化毛杆菌属的作用居主导地位，常见的有欧洲亚硝化毛杆菌(Nitrosomonas europaea)等。 第二阶段 第二阶段为硝化，即亚硝酸根（NO2-）氧化为硝酸根（NO3-）的阶段。参与这个阶段活动的硝酸细菌主要有3个属：硝酸细菌属(Nitrobacter)；硝酸刺菌属(Nitrospina)和硝酸球菌属(Nitrococcus)。其中以硝酸细菌属为主，常见的有维氏硝酸细菌(Nitrobacter winogradskyi)和活跃硝酸细菌(N. agilis)等。 其他硝化细菌 除上述的自养型微生物外，土壤中还有大量多种异养型微生物在培养基上，也能将氨和有机氮化物氧化为N囯或囶,但其硝化能力低于自养型硝化细菌。也有人认为，异养型硝化微生物的硝化能力虽弱，但在土壤中的数量却十分庞大，因而在硝化作用中也有相当意义。 硝化氧化影响因素 土壤硝化氧化作用受很多因素的影响，Haynes(1986)把这些因素分为3组：（1）环境因素：底物和产物、pH值、水分和氧气含量及温度等；（2）生态因素：拮抗物质、生物对NH4