论文部分内容阅读
传统的生物脱氮工艺主要包括硝化过程和反硝化过程,两种过程在溶解氧和碳源等方面存在着不同的耐受能力。研究者发现,某些异养硝化菌可以在有氧参与下完成反硝化过程,为在同一个反应体系实现上述两种过程提供了可能,并因此成为研究热点。Paracoccus versutus LYM是筛选自海洋底泥的兼性反硝化菌,之前的研究中已经证实该菌可以在厌氧条件下可将硝态氮或者亚硝态氮转化生成氮气,之前尚未有关该类型菌好氧反硝化功能的研究及报道。本研究以P. versutus LYM为研究对象,探讨其在好氧环境中转化硝态氮的好氧反硝化功能,转化氨氮的异养硝化好氧反硝化功能,以及在氨氮和硝态氮(或亚硝态氮)共存时的同步硝化反硝化反应过程。主要研究成果包括以下三个方面：1) P. versutus LYM被证实具备好氧反硝化功能。P. versutus LYM可以在150rpm，30℃的摇床环境中,48h内将95%的初试浓度为400mg/L NO3--N经NO2--N转化为N2。在好氧反硝化影响因素考察过程中,发现乳酸钠为P. versutus LYM的最优碳源,最适C/N为10,接菌量为0.593g DCW/L (Dry Cell Weight,菌的干重)；2) P. versutus LYM被证实具备异养硝化好氧反硝化功能。即P. versutus LYM在相同的好氧环境中实现氨氮的转化率为74.5%,并且N2是唯一的反硝化气体产物,整个反应过程中少有中间产物的积累。经过氮平衡分析和酶提取及活性验证,得出P. versutus LYM在异养硝化好氧反硝化过程氮元素的转化途径是,NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-→NO2-→N2;3)在同时含有NH4+和NO3-的培养基中,P. versutus LYM可以将两种氮化合物转化,虽然产生了一定浓度的NO2-并在培养基中积累。向体系内加入适量Fe2+有助于NO2-的进一步转化但不能完全去除；当增加培养中的有机碳浓度时,可以实现体系内氮的完全脱除,并且将NO2-作为反应底物同NH4+作为氮源时,提高有机碳浓度仍然可以实现P. versutus LYM的氮的完全脱除,当相同的条件下不加NH4+, P. versutus LYM不能生长也不能转化NO2-。