1. 研究目的与意义(文献综述)
近年来,由于我国畜禽养殖业集约化、规模化的快速发展,随之而带来的环境污染问题也越发严重。其中畜禽养殖废水中氮污染问题最为突出,多数养殖场废水中的氨氮都超标,超标率为80%以上,氮超标所引起水体的富营养化以及严重的生态环境污染已经成为世界性的问题。因此,对畜禽养殖废水中氮降解的研究,就显得尤为迫切[1]。传统的吹脱法由于其对氨氮处理效果好、操作简单,因此在实际工程中得到广泛应用,但在实际工程应用的过程中,吹脱工艺也存在着各运行参数不明确,操作人员粗放操作等问题,引起处理成本高、易引起环境污染的问题。而以硝化作用为主要手段去除水体氨氮的微生物法可解决此类问题[2]。
硝化过程一般被定义为氨氮在有氧的条件下,被微生物氧化为亚硝酸盐,并进一步氧化为硝酸盐的过程[3]。在稳态条件下,硝化反应的速度限制步骤是亚硝化菌将nh4 -n氧化成no2-n的过程,生物处理过程中不会产生亚硝酸盐的积累。这是传统意义上的硝化反应模式,也是目前污水硝化处理工艺的理论基础[4]。然而在实践中人们发现自养硝化菌在脱氮工艺中存在许多缺陷,一是自养硝化菌在大量有机物存在条件下,对氧气和营养物的竞争不如好氧异养菌,从而导致其难以在系统中成为优势菌;二是自养硝化菌增值速度慢,特别是在低温冬季,难以维持较高的生物浓度[5-7]。近年来,在污水脱氮研究中,一些极为特殊的异养细菌,他们利用和转化氮的方式是同步异养硝化和好氧反硝化,这就使异养硝化突破了自然环境的范畴,在人工环境中,特别是在污水脱氮系统中,发挥重要作用[8]。
castignetti[9]等首次报道了土壤中常见的假单胞菌等12种反硝化细菌可产生异养硝化的现象。荷兰delft技术大学的robertson[10]等从污水处理厂的反硝化单元分离出泛养硫球菌。该细菌可进行好氧反硝化,同时又是异养硝化细菌。castignetti[11]测定了泛养硫球菌在硝化和反硝化过程中生物能的变化,结果表明,泛养硫球菌以联氨为基质进行的消化过程中,生物能没有变化。而以亚硝酸盐、硝酸盐和氮氧化物为基质进行的反硝化过程中,贮存了生物能。在异养硝化的应用研究中,arts[12]等进行了roto torque 反应器内泛养硫球菌固定化技术研究。其后,许多污水生物脱氮研究工作都涉及到异养硝化过程。与自养硝化菌相比,异养硝化菌需要的溶解氧低、能耐受酸性环境、活性高,这些特点无疑提高了异养硝化作用在养牛场养殖废水脱氮中的应用价值[13]。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容
a.寻找菌株来源,某养牛场养殖废水。
b.高效异养硝化菌的驯化及分离纯化。
3. 研究计划与安排
第一周 前期准备工作、完成英文文献翻译以及与导师见面
第二周---第四周 完成任务书和开题报告并准备实验仪器及药品
第四周---第八周 查阅资料,完善实验理论依据,探索实验方法
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 司文攻, 吕志刚, 许超. 耐受高浓度氨氮异养硝化菌的筛选及其脱氮条件优化[j]. 环境科学, 2011,32(11):3448-3454.
[2] 温东辉, 唐孝炎. 异养硝化及其在污水脱氮中的作用[j]. 环境污染与防治, 2003,25(5):283-285.
[3] 曾庆梅, 司文攻, 李志强,等. 一株高效异养硝化菌的选育、鉴定及其硝化条件[j]. 微生物学报, 2010, 50(6):803-810.
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