反硝化细菌培养条件研究(2)

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2.2 细菌的初筛结果 13

2.3 菌株产气性能实验 14

2.4好氧反硝化细菌复筛结果 15

2.5 小结 15

3 好氧反硝化细菌培养条件实验研究 16

3.1 实验方法 16

3.1.1不同碳源、氮源的影响 16

3.1.2 C/N的影响 16

3.1.3 温度的影响 17

3.1.4 初始pH的影响 17

3.2 结果与讨论 17

3.2.1 氮源的影响 17

3.2.2 碳源的影响 18

3.2.3 C/N的影响 19

3.2.4 初始pH的影响 19

3.2.5 培养温度的影响 20

3.3 小结 21

结论 23

致谢 24

参考文献 25

1 引言

1.1 氮元素的来源及危害

氮元素是构成生命体所需要的几种重要元素之一。大气中的氮气经过微生物的固氮作用进入土壤，被植物、动物所利用，然后在微生物的参与下又使氮返回到大气，如此构成氮元素的循环。陆地生态系统氮循环的主要构成环节是：氨化作用、硝化作用、有机氮的合成、固氮作用和反硝化作用。因此反硝化作用是氮循环不可缺少的部分。然而随着世界经济的发展和城市化，大量含氮和磷化合物的生活污水、农业用药施肥、工业废水等被排入到水域中，导致了水体富营养化严重并持续恶化，水体富营养化的引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水质恶化，水中溶氧量下降，鱼类及其他生物大量死亡，这种现象出现在河流湖泊中称为水华，出现在海洋中称为赤潮。硝酸盐氮容易转化为致癌物质亚硝胺，污染动物饮水。所以水体富营养化已经危机到饮用水和灌溉水等。因此，水中氮素去除在环境保护研究中是非常重要的。论文网

1.2 氮素去除方法

随着人类文化素质的提高，人们意识到氮素污染问题迫在眉睫，通过人们大量的实验研究，到目前为止，废水脱氮的方法有三大类：化学除氮、物理除氮和生物除氮三大类。

化学除氮方法通常是利用化学反应的原理来脱氮，主要有催化裂解、湿式催化氧化、折点加氯、离子交换、氨吹脱、电化学处理、焚烧、电渗析和化学沉淀等技术。

物理除氮工艺主要是针对反渗透来达到去除氮素的目的，反渗透除氮的作用原理是利用反渗透膜的选择透过性，在加压的情况下实现NH4+的分离。

但是不论是用化学除氮方法还是用物理除氮方法脱氮，都有其各自局限性和缺点，它们最大的缺点就是很容易引起二次污染，而生物除氮工艺却能够弥补这一缺陷。生物除氮还具有操作运行简单，去除率高和可靠性强等优点，生物脱氮是目前公认的高效、经济、最有前途的方法。

1.3 生物脱氮技术

1.3.1传统理论上的生物脱氮工艺

氮素去除传统的做法需要两步：1.在有氧条件下自养微生物的硝化作用，使铵态氮由自养的硝化微生物在有氧条件下转化为硝态氮。2.无氧条件下异养微生物的反硝化作用，使硝态氮通过异养的反硝化细菌在无氧条件下还原为氮气后排如大气。因此，传统生物脱氮工艺都是将好氧硝化段及缺氧反硝化段分开的。美国的Barth在1969年提出的三段生物脱氮工艺是早期的应用实例，该工艺分为三段：机物氧化、硝化和反硝化，这三段工艺每部分具备自己的污泥回流系统及沉淀池，后来人们将有机物氧化阶段和硝化阶段合起来成为好氧段，反硝化为缺氧段，由于好氧和厌氧这两个过程不能够同时进行，所以形成的脱氮工艺有Bardenpho生物脱氮工艺、后置缺氧-好氧生物脱氮工艺、前置缺氧-好氧生物脱氮工艺以及后置缺氧-好氧生物脱氮工艺。