硝化细菌通常是一类自养性细菌,包括亚硝酸菌和硝酸菌。在氮循环过程中扮演着很重要的角色。亚硝酸细菌(Ammonia-Oxidizing Bacterium, AOB)将NH4+-N氧化成N02--N,再由硝酸细菌(Nitrite-Oxidizing Bacterium, NOB)将NO2--N氧化成N03--N[2]。近年来, 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物生长并进行硝化作用,在好氧条件下将氨/铵或有机态氮氧化为羟胺、亚硝酸盐和硝酸盐[3],被称为异养硝化菌。相对于传统的自养硝化细菌,异养硝化细菌生长速率快、细胞产量高、需溶解氧浓度低,且可以同步进行硝化反硝化作用。因而其脱氮工艺更简洁、经济有效,引起越来越多研究者的注意[4],所以近年来异养硝化细菌的选育成为热点。论文网
本研究以一株异氧硝化细菌TT1为研究对象,通过设置不同的碳源,C/N,温度,pH 和溶氧量,研究菌株TT1硝化脱氮的最佳条件,期望获得最高效的氨氮去除效果。
2 材料与方法
2。1 菌株:异养硝化细菌TT1,本实验室分离保藏。
2。2 培养基
异养硝化细菌培养基:(NH4)2SO4 0。5g, NaNO2 0。5g, 柠檬酸三钠 9。0g, 维式盐 50ml,补充蒸馏水至1L, pH 7。0。 其中维式盐溶液:K2HPO4 5。0g,MgSO4 •7H2O 2。5g,NaCl 2。5g,FeSO4•7H2O 0。05g,MnSO4•4H2O 0。05g,补充蒸馏水至1L。
2。3仪器设备
WH861型漩涡振荡器(江苏太仓华利达实验室设备公司);GI54DS型高压蒸汽灭菌锅(厦门致
微仪器有限公司);FPG系列多段可编程光照培养箱(宁波莱福科技有限公司);微量移液器(德国Eppendorf);5417R型高速冷冻离心机(德国Eppendorf);冰箱(Hair集团);电子天平(Mettler Toledo PL203);pH计(Mettler Toledo DELTA 320);电热鼓风干燥箱(101-2型)。
2。4菌株生长曲线
将菌株接种到100mL异养硝化培养基中,置于30℃,160r/min恒温摇床培养。每隔4h取样测定培
养液的OD600。
2。5 氨氮去除特性实验
2。5。1 碳源
将基础培养基的碳源分别设置为乙酸钠、丁二酸钠、葡萄糖、柠檬酸三钠(改变碳源含量维持C/N为11),其余成分不变。取菌悬液1mL,分别接种到100mL不同碳源的异养硝化细菌基础培养基中,设定pH为7。0、温度为30℃、转速为160r/min摇床进行培养24h后检测培养液的NH4+-N以及OD600。每组实验做三个平行样。
2。5。2 C/N
根据上述结果选取最佳碳源,设置C/N分别为9、11、13、15、17,将菌株分别接入,设定温度为30℃、转速为160r/min摇床培养。定时检测培养基氨氮浓度的变化,每组实验做三个平行样。
2。5。3 pH 文献综述
在上述最佳碳源、C/N条件下,用HCl和NaOH溶液将基础培养基pH分别调为5。0、6。0、7。0、8。0、9。0,接入菌株,30℃、转速为160r/min摇床培养。定时检测培养基氨氮浓度的变化,每组实验做三个平行样。
2。5。4 温度
在上述最佳碳源、C/N和pH条件下,设置温度梯度为25℃、30℃、35℃、40℃,接菌培养,摇床转速为160r/min。定时检测培养基氨氮浓度的变化,每组实验做三个平行样。
2。5。5 溶氧量
摇床转速与培养基中溶解氧的浓度具有密切关系,转速越高,溶解氧浓度越高。
在上述最佳碳源、C/N、pH和温度条件下,将菌株接入基础培养基中,通过改变摇床转速来改变培养基的溶氧量。转速分别设为120r/min、160r/min、180r/min、200r/min。定时检测培养基氨氮浓度的变化,每组实验做三个平行样。