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反硝化聚磷微菌由于具有同时脱氮和除磷的特点,能够最大程度的减少碳源需求,为解决生物脱氮除磷工艺的碳源竞争矛盾提供了新的思路和方法。以纯培养方式探讨了外源性碳源、硝酸盐对反硝化聚磷菌(RC11)磷酸盐代谢活动的影响。结果表明,好氧培养时,菌株RC11在外源碳源存在时发生了超量吸磷现象;缺氧培养时,菌株RC11可以利用硝酸盐而非亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化聚磷。无外加碳源时,菌株RC11经历厌氧阶段后初期可以利用硝酸盐氧化到亚硝酸盐的过程中产生的能量进行摄磷;但当亚硝酸盐的积累达到高峰时,进入以亚硝酸盐为电子受体的反硝化阶段,由于亚硝酸盐氮不能作为氧分子的替代物进行反硝化除磷,菌株RC11实际上处于一个厌氧环境,会引发释磷;在厌氧条件下菌株RC11具有利用硝酸盐作为电子受体进行反硝化除磷的功能。 相似文献
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固相反硝化去除水产养殖尾水中硝酸盐氮(NO3–-N)具有广阔的应用前景,水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和进水硝酸盐浓度(influent nitrate concentration,INC)是影响反硝化系统反硝化性能的主要因素之一,需要对HRT进行优化,掌握其最大NO3–-N处理能力。本研究首次以香蕉杆为反硝化反应器的外加碳源,在流场环境下,测定不同HRT和INC下反硝化系统对NO3–-N、亚硝酸盐氮(NO2–-N)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除效果。并采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术,对反硝化系统运行初期及末期的细菌群落进行16S rDNA V3和V4区测序分析。结果显示,香蕉杆反应器的最佳HRT为20 h,对应NO3–... 相似文献
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【目的】构建以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统，并探究在不同水力停留时间（hydraulic retention time, HRT）和进水硝酸盐浓度（Influent nitrate concentration, INC）下该系统的反硝化性能，为丝瓜络作为反硝化碳源在水产养殖尾水处理工艺的进一步优化提供理论依据。【方法】以丝瓜络（loofah sponge, LS）为一维反硝化反应器（denitrification reactor, DR）外加碳源，在流场环境下，测定不同HRT（16、20、24和28 h）和INC（50、75、100和125 mg/L）下反硝化系统对硝酸盐氮（NO3?-N）、亚硝酸盐氮（NO2?-N）、氨氮（NH4+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）和COD的去除效果。并采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术，对丝瓜络反硝化反应器（LS-DR）在运行初期和末期时的细菌群落结构进行分析。【结果】当INC为50 mg/L，HRT为24 h时，LS-DR的NO3?-N去除率和TN去除率均达到最大，分别为98.97±0.52%和97.84±0.94%，同时出水NO2?-N浓度也达到较低水平（小于0.5 mg/L）；在HRT为24 h的基础上，当INC延长至75、100和125 mg/L时，其NO3?-N去除率和NO3?-N去除速率（nitrate removal rate, NRR）均随INC的增加而显著增加（P < 0.05），出水COD则随INC的增加而降低，但均未实现完全反硝化，然而，LS-DR在整个实验期间均能完全去除NH4+-N；扫描电镜结果显示丝瓜络表面结构有利于微生物附着生长；高通量测序结果显示LS-DR的优势菌门包括变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、弯曲杆菌门（Campilobacterota）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobiota）；被鉴定的优势菌属中热单胞菌属 (Thermomonas, 1.46%)、陶厄氏菌属 (Thauera, 0.55%)、固氮螺菌属 (Azospira, 3.32%)、Simplicispira（1.01%）、假黄色单胞菌属 (Pseudoxanthomonas, 0.39%)、草螺菌属 (Herbaspirillum, 3.02%)和Uliginosibacterium（0.9%）能够促进反硝化的进行，Cytophaga xylanolytica（1.61%）和Cloacibacterium（2.69%）主要参与了丝瓜络的降解，黄杆菌属 (Flavobacterium, 1.17%)和Diaphorobacter（0.64%）既能进行反硝化，也能降解丝瓜络。【结论】LS-DR的最佳HRT为24 h，最适宜的INC为50 mg/L。【意义】本研究为丝瓜络固相反硝化工艺的优化提供了理论基础，为开发应用新型缓释碳源提供参考。 相似文献
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为探索适用于高密度池塘养殖尾水处理和水循环利用的生态工程技术,本研究构建了一套基于组合湿地的池塘循环水养殖系统。在考察组合湿地对池塘尾水中氮、磷等物质去除效果和养殖过程中池塘水质动态变化的基础上,分析评估了系统氮、磷利用效率。结果显示：在5.54 m3/(m2·d)高水力负荷下,组合湿地对氨氮(TAN)、硝态氮(NO-3-N)、总悬浮物(TSS)、总磷(TP)、总氮(TN)和化学耗氧量(COD)去除率分别为68.94%、-25.38%、60.86%、43.56%、16.67%和27.98%,湿地出水水质满足渔业养殖用水要求;养殖过程中,循环塘TAN、NO-2-N浓度较低,均值分别为0.72 mg/L、0.10 mg/L,显著低于对照塘,DO均值为4.85 mg/L,显著高于对照塘且较为稳定;主养品种黄颡鱼产量达到391.38 kg,较对照塘提高9.11%;氮、磷相对利用率分别提高10.68%和11.20%,绝对利用率分别提高11.06%和11.49%,环境... 相似文献
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海水养殖尾水的达标排放是海水养殖产业面临的主要问题之一,人工湿地作为一种生态、综合水处理技术,可有效去除养殖尾水中的氮、磷等污染物,获得适宜的水力负荷条件是该技术推广和应用的前提。构建一套复合垂直流人工湿地处理系统,研究3种水力负荷条件(V1=0.50、V2=0.19、V3=0.10 m/d)对牙鲆(Paralichthys olivaceus)养殖尾水的处理效果的影响。结果显示,3种水力负荷状态下,该系统对于海水养殖尾水中主要污染物的处理效果差异显著。进水中的化学需氧量(COD)浓度相对较低时,去除率均较低(最高去除率为36.25%),水力负荷状态对COD的去除率影响不明显。水力负荷为0.50 m/d时,总氮(TN)的去除率为49.50%;在0.10 m/d时,TN去除率达到85.90%。活性磷酸盐(PO43–-P)的去除率受到水力负荷的影响较小,最低去除率为77.44%。水力负荷状态会影响系统内氮、磷的浓度变化：在不同水力负荷下,下行池中氮污染物去除率在80%以上;上行池则会在高水力负荷状态下产生硝酸盐氮(NO3–-N)或亚硝酸盐氮(NO2–-N)的累积,影响出水水质。PO43–-P的吸附转化主要发生在下行池的中上层,水力负荷越大,PO43–-P的吸附转化就越靠近系统后程。 相似文献
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以人工高分子聚合物+农业废弃物为复合碳源的反硝化系统兼具高效脱氮和低脱氮成本的优势。进水硝酸盐浓度(INC)和温度(T)是生物反硝化过程的重要影响因素,本研究以质量比为1∶1的聚己内酯(PCL)和玉米芯(CC)为复合碳源构建反硝化系统,设置3种INC和温度,测定了脱氮能效、有机物利用情况、微生物群落结构和功能基因丰度来判定这2个因素对反硝化的影响。实验结果显示,反应器最佳的INC为30 mg/L,60～90 d的平均硝酸盐去除率(NRE)达到99.12%,且无明显亚硝酸盐氮积累;在不同INC下,优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria),其丰度随INC升高而下降,分别为54.46%、39.96%和24.77%;T=25℃为最佳温度条件,其功能基因表达量除napA外均最高,后30 d的NRE为99.21%;T=30℃和T=25℃优势菌门均为变形菌门,丰度分别为55.86%和38.85%,而T=20℃的系统中丰度最高的为拟杆菌门(Bacteroidota)(28.87%);各系统的优势菌属都为红细菌属(Rhodobacter)。各系统产生的短链脂肪酸中,乙酸占比最高且其与丙酸的比... 相似文献
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研究了以玉米芯同时作为反硝化碳源和生物膜载体的人工强化生物反应器对罗非鱼(Oreochromis spp.)循环养殖废水的脱氮效果,并对新型反应器脱氮微生物多样性进行了分析。结果表明,实验室条件下,人工强化挂膜方式可明显缩短装置的启动时间,新型脱氮装置具有良好的脱氮效果,氨氮可从(8.00±2.22)mg·L~(-1)降至3.50 mg·L~(-1),硝酸盐可从(31.50±1.57)mg·L~(-1)降至0.5 mg·L~(-1),较好地实现了高溶氧养殖废水的同步硝化反硝化作用,总氮去除率达85%以上。微生物群落结构分析表明,人工富集培养的硝化菌和反硝化菌均较为成功,随着装置运行时间的延长,玉米芯表面生物膜菌群也随之发生变化,参与脱氮的硝化细菌菌属主要由亚硝酸螺菌属(Nitrosospira)、亚硝酸单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝酸球菌属(Nitrosococcus)3个属组成;丰度最大的反硝化菌属为产碱菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)。 相似文献
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为提高对工厂化鳗鲡精养殖水体水质的原位改良能力和养殖尾水的氮磷减排，通过对鳗鲡养殖尾水处理池中采集的淤泥进行分离筛选，获得一株高效好氧反硝化聚磷菌。经16S rDNA序列鉴定分析，确定为坦氏不动杆菌(Acinetobacter tandoii),将其命名为坦氏不动杆菌PP-1。开展了菌株PP-1对鳗鲡养殖水质总磷和硝酸盐氮降解效果的试验，结果显示水力停留时间在12 h、24 h的总磷降解率分别达到56.31%和81.82%,硝酸盐氮降解率分别达到65.5%和90.37%。开展了菌株PP-1在美洲鳗鲡工厂化养殖中的应用研究，结果显示，水力停留时间在24 h的总磷和硝酸盐氮的降解率分别达到58.8%和56.1%。研究表明，坦氏不动杆菌PP-1有助于降低美洲鳗鲡养殖水体的总磷和硝酸盐氮质量浓度，促进美洲鳗鲡的生长，同时具备良好的应用安全性。该研究为解决鳗鲡养殖水体中的氮磷同步降解问题提供了新的参考，具有重要的应用价值。 相似文献
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为进一步提升人工湿地在微污染水源条件下的同步脱氮除磷能力,以硫铁矿作为湿地填料设计构建了人工湿地装置,并采用挂膜法对硫铁矿进行硫自养型反硝化细菌表面负载,在此基础上研究硫铁矿人工湿地对水体中污染物的去除规律和去除机理,并通过高通量基因测序技术分析硫铁矿表面微生物的群落结构。结果显示,从UASB活性污泥中筛选出的硫自养型反硝化菌活性最高,脱氮效果最好;在微污染水源条件下,硫铁矿潜流人工湿地具有较好的同步脱氮除磷能力,在水力停留时间为60 h条件下,其对水体中的化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)、硝态氮(NO3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率分别达到53.5%、60.9%、67.2%、49.2%、46.3%;矿石表面发现菌群群落达到13门以上,变形菌门(Proteobacteria)为矿石表面最为优势的功能微生物菌群,相对丰度比例占45%左右,硫杆菌属(Thiobacillus)为自养反硝化脱氮的主要功能菌属。研究表明,采用硫铁矿作为填料可显著提高人工湿地的脱氮除磷效果,对微污染水体有较好的水质净化效果,以硫源作为反硝化过程的电子供体可以提高低碳源条件下系统的反硝化效果。 相似文献
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通过硝化作用和反硝化作用可以有效控制循环水养殖系统水中的氧氮、亚硝酸盐和硝酸盐.进行水产养殖用水硝化作用的生物过滤器的研究已经系统而深入,而关于养殖用水反硝化作用的脱氮反应器的研究则并未引起相应的关注.水产养殖用水进行异养反硝化必需添加碳源.在已有的研究中,经常使用的甲醇等有机液体碳源存在添加量不易控制、出水有残留等弊端;可生物降解聚合物被证明是比较理想的水产养殖用水异养反硝化碳源的选择之一;近年来对以养殖活动中产生的残饵和粪便作为异养反硝化内供碳源的研究也引起了广泛的关注.总结了近年来循环水养殖系统异养反硝化不同种类碳源的效率、在实际生产中的可操作性的相关研究进展. 相似文献
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异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification, HN-AD)脱氮技术可在好氧条件下同步实现硝化/反硝化过程，在海水养殖废水生物脱氮处理中具有显著的优势。文章梳理了海水环境中HN-AD菌的分离筛选研究，结合关键功能基因和酶系分析了HN-AD脱氮途径与机制，归纳了碳源、碳氮比、溶解氧、氮源、温度、pH以及新型污染物等主要环境因子对HN-AD菌脱氮效果的影响。今后需进一步通过常规和分子生物学手段获得高效脱氮菌株，借助多组学手段阐明脱氮途径机制，厘清环境因素影响HN-AD菌的分子生物机制以获得最优工艺参数。 相似文献
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厌氧氨氧化和反硝化作用是底泥生物脱氮的主要过程,碳源是调控厌氧氨氧化和反硝化作用的关键因子。本研究以褐煤为对象,对褐煤的静态碳释情况及其对池塘底泥中脱氮作用的影响进行了研究。结果显示,褐煤在室温条件下的碳释放规律符合二级动力学方程,具备作为反硝化碳源的可行性;在脱氮实验中,发现褐煤对底泥上覆水体中的亚硝酸盐氮(NNO2--N)的去除具有促进作用,NNO2--N的去除率随褐煤浓度的增加而升高,当褐煤质量浓度为40 g/L时,N\${\rm{O}}_2^ - $\-N去除率最高达99.61%,此时硝酸盐氮(NO3--N)的浓度也最低;同时发现,水体中氨氮(NH4+-N)氧化的最适褐煤质量浓度为10 g/L,其去除率达99.39%;对底泥中的厌氧氨氧化菌群进行Illumina高通量测序发现,其中浮霉菌门占比最大(39.6%~71.8%),优势菌属为Candidatus Brocadia (13.9%~35.8%)和Desulfovibrio (17.1%~34.8%),添加褐煤组Candidatus Scalindua菌属比例高于未添加组;荧光定量PCR得出,随着褐煤质量浓度升高,底泥中的反硝化菌丰度呈增长趋势,而厌氧氨氧化菌丰度则低于无褐煤添加组,表明添加褐煤对底泥反硝化有促进作用,而对厌氧氨氧化有一定的抑制作用。研究表明,褐煤具备作为反硝化碳源的条件,可用于池塘养殖底泥脱氮作用。 相似文献
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为加快推进水产养殖业绿色发展，解决对虾海水池塘养殖面源污染以及产业发展与生态保护之间矛盾，研究了对虾海水池塘养殖固形废弃物集污效率与尾水生态处理技术。采用自行设计的沉淀塔进行固废收集，三级上向垂直流处理桶利用硝化-反硝化-再硝化处理工艺进行尾水脱氮处理。结果显示，在对虾池塘实际养殖过程中，养殖前期、中期与后期，沉淀塔对固形废弃物集污效率分别为10.6%±1.8%、31.1%±5.7%、52.2%±5.2%;总氮集污效率分别为1.4%±0.2%、3.4%±0.6%、9.1%±0.1%。三级上向垂直流处理桶均装填生物毛刷，自然挂膜60 d后，分别进行溶氧控制30 d,溶氧质量浓度分别为1.11～1.98 mg/L、0.27～0.45 mg/L、4.60～5.82 mg/L。经测定分析，三级处理桶总氮、氨氮去除率可以达到45.5%与93.6%,将处理桶中的毛刷进行高通量测序分析，发现第三级处理桶中硝化细菌丰度最高，主要包括亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、硝化螺菌属(Nitrospira)。本研究构建了“沉淀塔固废集污”+“三级上向垂直流处... 相似文献
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养殖废水排放严重制约海水养殖业健康发展,为了筛选出适用于养殖废水高效脱氮的菌株,利用BTB培养基从对虾育苗尾水沉淀池塘底泥和海水养殖废水处理池中分离纯化得到5株好氧反硝化菌株。经异养硝化能力试验研究发现5种菌株均具有一定的硝化能力,其中WM2菌株氨氮去除效果显著,去除率达到76.3%,经形态学鉴定、16S rDNA基因序列分析和系统发育树构建分析,鉴定其为革兰氏阴性菌,属于海生杆菌(Marinobacterium)属,海生杆菌属作为脱氮细菌研究在以往的研究中鲜有报道。将菌株WM2接种到实际的半滑舌鳎工厂化养殖废水中,处理48 h后的氨氮去除率达到89.38%、硝态氮去除率为88.77%、亚硝态氮去除率为99.66%,脱氮效果显著。因此本研究筛选出的菌株WM2作为新型异养硝化-好氧反硝化细菌对养殖废水脱氮具有良好的应用潜力。 相似文献
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一株反硝化细菌的筛选及其反硝化特性的研究 总被引：13，自引：0，他引：13
从土壤中分离到一株高活性反硝化菌DNF409,经生理生化和16S rDNA序列分析,初步判断为芽孢杆菌属(Bacillussp.)。在生长的各个阶段,该菌株均具有较强的反硝化活性,最适反硝化碳源为乙醇。在天然养殖水体中,碳氮摩尔比达到8.0∶1、菌体浓度达到108cfu/L时,其反硝化活性即可充分发挥,硝态氮和亚硝态氮的降解率可分别达到94.79%和99.94%。试验表明该菌株在养殖水体的生物脱氮方面具有广阔的应用前景。 相似文献
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微塑料污染和养殖尾水超标排放已成为全球重要问题。在同一系统中,同时研究丝状藻对氮、磷的去除效果和对微塑料的拦截效果尚未见报道。为解决这一问题,本研究构建了一种藻类净水除杂系统,并研究其拦截微塑料和去除水体氮、磷的能力。研究使用水绵(Spirogyra)、浒苔(Enteromorpha)和刚毛藻(Cladophora)3种丝状藻在净水除杂系统中进行微塑料拦截实验,结果显示,实验时间为10 d时,3种丝状藻对纤维状微塑料拦截效果最佳(水绵88.50%,浒苔79.50%,刚毛藻75.50%),对颗粒状微塑料拦截效果最差(水绵67.50%,浒苔53.00%,刚毛藻55.00%)。与其他2种藻类相比,水绵对微塑料具有更好的拦截效果,因此,使用水绵进行水体氮、磷去除实验。将单位面积的藻量分为0、2、4和6 g/dm2,在15 d的实验中,水绵对总氮的去除率最高为91.88%(4 g/dm2),对总磷的去除率最高为90.33%(6 g/dm2),对PO43--P去除率最高为90.38%(6 ... 相似文献
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为探究稻蟹共作模式对池塘养殖尾水的净化能力,在宁夏银川地区的大规模稻蟹共作-池塘养殖耦合系统中,稻田种植面积52 hm2,水产养殖面积20 hm2,采取田间试验、水质分析相结合的方法,分别对稻田进水口、出水口水体中的溶解氧、磷酸盐、亚硝态氮、氨氮等水环境指标进行分析。结果表明,2020年试验稻田出水口氨氮、磷酸盐、亚硝态氮的最高去除率分别为69.2%、14.0%、100%,2021年试验稻田出水口氨氮、亚硝态氮的最高去除率分别为25.1%、100%,2022年试验稻田出水口氨氮、磷酸盐、亚硝态氮的最高去除率分别为76.9%、74.4%、100%。试验结果显示,2022年稻田对池塘养殖尾水的净化效果最好。由此表明,稻蟹共作模式可以显著降低池塘养殖尾水中的氨氮、磷酸盐、亚硝态氮水平,具有较好的水质净化效果,对生态环境产生积极影响。 相似文献
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为解决黄尾鲴夏花培育过程养殖水体中氮、磷等营养物质含量上升的问题，探讨了不同浓度的高效絮凝脱氮除磷菌剂对养殖水体氮、磷去除的效果。30d的水族缸养殖实验验证了当高效絮凝脱氮除磷菌剂的剂量为0.2 mg/L时，养殖水体氨氮的含量始终在0.15 mg/L以下；氨氮去除率可达90.5%～99%,亚硝酸盐氮的含量始终在0.08 mg/L以下，亚硝酸盐氮去除率可达93.8%～99%;总磷去除率可达72.8%～99%;生物絮团在第三天就能形成。此外，通过大田实验得到使用高效絮凝脱氮除磷菌剂培育黄尾鲴夏花成活率可达71.25%～72.5%,养殖效益每亩可达3862.5～3937.5元。表明高效絮凝脱氮除磷菌剂能显著提高耐低温黄尾鲴的苗种成活率和养殖经济效益。 相似文献
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养殖尾水氮含量过高等富营养化问题是影响当前我国池塘养殖产业健康可持续发展的重要因素,反硝化和厌氧氨氧化是自然水生态系统中重要的氮循环过程,是沉积物氮素营养迁出的主要途径,埋栖型贝类通过滤水和蠕动等生命活动不仅能净化水质,还可以使沉积物颗粒混合并改变沉积物/水界面的物质交换。本研究于2020年9、10、11、12月采集菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)养殖池塘贝类区域(有贝区)和对照区域(无贝区)的沉积物表层样品,进行泥浆培养实验,利用氮稳定同位素示踪技术检测其反硝化和厌氧氨氧化反应速率,并分析了其与间隙水理化参数的相关性。结果显示,菲律宾蛤仔养殖池塘有贝区10月和11月样品检测到厌氧氨氧化反应,并有反硝化—厌氧氨氧化耦合反应;有贝区9—12月沉积物反硝化反应速率均高于无贝区,有贝区9月的反硝化反应速率最高(0.005 8 μmol/kg·h);水体温度与沉积物反硝化反应速率呈极显著正相关(P<0.01),氨氮(NH4+-N)浓度与厌氧氨氧化反应速率呈极显著正相关(P<0.01)。研究表明,海水池塘养殖生态系统中也存在厌氧氨氧化过程,养殖菲律宾蛤仔等埋栖型贝类有利于池塘沉积物/水界面的反硝化和厌氧氨氧化反应,有效地促进池塘沉积物脱氮过程,研究结果不仅丰富了海水养殖生态系统氮循环理论,也为开展尾水生物净化工作提供了新思路。 相似文献
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为解决循环水养殖生产中硝酸盐积累问题，以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)循环水养殖系统为例(养殖负荷5 000 kg),设计了一种移动床生物膜反应器(MBBR)—藻类反应器联用系统作为生物处理单元用以消除养殖水体中无机氮。根据物质平衡原理确定生物处理单元进水流量为453.3m3/h, MBBR尺寸为4 m×4 m×2.8 m(4个),藻类反应器尺寸为6 m×6 m×2.8 m(4个),MBBR水力停留时间(HRT)为0.3 h,藻类反应器HRT为0.36 h,系统新水更新量为0.97m3/h,循环次数为22次/d,系统硝酸盐氮可维持在70 mg/L以下的安全质量浓度范围内。构建中试系统进行验证，发现MBBR-藻类反应器联用相比MBBR,总氮的去除率由3.9%提高至42.8%;藻类可通过光合作用吸收水体磷酸盐，联用系统对总磷的去除率高达66.8%,藻类特定生长率达到3.86～10.35%/d,联用系统有效缩短了去除同量氮磷所需水力停留时间。本研究可为循环水养殖系统中硝酸盐原位消除技术及生物处理单元的建立提供理论参考，助推水... 相似文献