人工湿地中异养硝化-好氧反硝化菌分离及脱氮除磷特性的研究

doi:10.19640/j.cnki.jtau.2023.04.008

天津农学院学报 ›› 2023, Vol. 30 ›› Issue (4): 39-45.doi: 10.19640/j.cnki.jtau.2023.04.008

人工湿地中异养硝化-好氧反硝化菌分离及脱氮除磷特性的研究

崔看利, 张丹, 方展明, 任雨新, 姜瑞璇, 孙学亮^通信作者

天津农学院水产学院天津市水产生态及养殖重点实验室,天津 300392

收稿日期:2022-04-15 出版日期:2023-08-31 发布日期:2023-11-01
通讯作者: 孙学亮（1984—）,男,高级实验师,硕士,主要从事水产养殖方面研究。E-mail：Sunxueliang12345@163.com。
作者简介:崔看利（1998—）,女,本科在读,主要从事水产养殖方面研究。E-mail：cuikanli.tjau@foxmail.com。
基金资助:
大学生创新创业项目（202010061053）; 天津市科技计划项目（19YFZCSN00430）; 天津市淡水养殖产业技术体系创新团队建设项目（ITTFRS2021000-010）; 宝坻区农业科技计划项目（202005）; 天津市高等学校基本科研业务费（2021DZ006）; 甘肃省科技计划项目(22CX8NE208); 天津市科技计划项目（22ZYCGSN00240）

Isolation of heterotrophic nitrifying aerobic denitrifying bacteria and characteristics of nitrogen and phosphorus removal in artificial wetlands

Cui Kanli, Zhang Dan, Fang Zhanming, Ren Yuxin, Jiang Ruixuan, Sun Xueliang

Tianjin Key Laboratory of Aquatic Ecology and Aquaculture, College of Fisheries, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China

Received:2022-04-15 Online:2023-08-31 Published:2023-11-01

摘要/Abstract

摘要： 为提高对人工湿地养殖尾水处理系统中异养硝化-好氧反硝化菌种类和性能的认知,在其中分离出一株异养硝化-好氧反硝化功能菌株KL1,并研究了其生长影响因子及其脱氮除磷特性。结果表明,菌株KL1经16S rRNA基因同源性分析为假单胞菌属。菌株KL1最佳生长条件如下：最适温度为30~37 ℃,pH为5~7,碳源为丁二酸钠,C/N为（7∶1）~（7∶18）,C/N/P为（14∶2∶1）~（7∶1∶4）。KL1菌株在异养硝化-好氧反硝化过程中,对NH₄-N、TN去除率为92%和81%,无NO₃-N积累,NO₂-N积累量为2%。反硝化过程中对NO₃-N和TN去除率为95%和44%,无NH₄-N积累。NaNO₂为唯一氮源时,NO₂-N和TN去除率为56%和41%,无NO₃-N积累。NH₄Cl为唯一氮源时,除磷率为31%。综上所述,菌株KL1具有较强的异养硝化-好氧反硝化能力及兼具较好的反硝化除磷效果。

关键词: 脱氮除磷, 人工湿地, 假单胞菌属, 异养硝化-好氧反硝化, 生长影响因子

Abstract: In order to improve the removal rate of nitrogen and phosphorus in artificial wetland systems and to enhance the knowledge of heterotrophic nitrifying aerobic denitrifying bacteria species and performance in artificial wetlands, a heterotrophic nitrifying-aerobic denitrifying strain KL1 was isolated from an artificial wetland culture tailwater treatment system to investigate its growth factors and its nitrogen and phosphorus removal performance. The results showed that the optimal growth conditions of strain KL1 were as follows: temperature 30-37 ℃, pH 5-7, carbon source with sodium succinate, C/N of（7∶1）-（7∶18）, and C/N/P of（14∶2∶1）-（7∶1∶4）. During the heterotrophic nitrification-aerobic denitrification process of KL1 strain, the removal rate of NH₄-N was 92%, and the removal rate of TN was 81%. There was no accumulation of NO₃-N, and the accumulation of NO₂-N was 2%. In the denitrification process, the NO₃-N and TN removal rates were up to 95% and 44%, and no accumulation of NH₄-N was found. When NaNO₂ was used as the only nitrogen source, the removal rates of NO₂-N and TN were 56% and 41%, and no NO₃-N accumulation was observed. When NH₄Cl was used as the only nitrogen source, the phosphorus removal rate was up to 31%. It was found that strain KL1 had strong heterotrophic nitrification-aerobic denitrification ability and good denitrification and phosphorus removal effect.

Key words: nitrogen and phosphorus removal, artificial wetland, Pseudomonas spp., heterotrophic nitrification and aerobic denitrification, influence factor of growth

中图分类号:

崔看利, 张丹, 方展明, 任雨新, 姜瑞璇, 孙学亮. 人工湿地中异养硝化-好氧反硝化菌分离及脱氮除磷特性的研究[J]. 天津农学院学报, 2023, 30(4): 39-45.

Cui Kanli, Zhang Dan, Fang Zhanming, Ren Yuxin, Jiang Ruixuan, Sun Xueliang. Isolation of heterotrophic nitrifying aerobic denitrifying bacteria and characteristics of nitrogen and phosphorus removal in artificial wetlands[J]. Journal of Tianjin Agricultural University, 2023, 30(4): 39-45.

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