为了提高低温废水的生物脱氮效率,从寒冷地区冬季土壤和底泥中分离筛选耐低温异养硝化-好氧反硝化细菌,研究其脱氮特性及途径.通过菌落和细胞形态特征观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌种.分别以NH4+-N、NO3--N、NO2--N为唯一氮源,以NH4+-N和NO3--N为混合氮源,考察菌株在低温条件(10℃)的硝化、反硝化以及同步硝化反硝化性能.采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对菌株的脱氮功能酶基因扩增,推测低温脱氮途径.结果表明,从河水底泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌,经鉴定为Pseudomonas veronii,命名为P.veronii DH-3.该菌分别以相同初始含氮量(105 mg/L)的NH4+-N、NO3--N和NO2--N为唯一氮源,在 10℃好氧培养 48 h时,氮的去除率分别为 99.07%、96.89%和 90.29%,且在脱氮过程中几乎无亚硝酸盐的累积.以NH4+-N和NO3--N为混合氮源时,NH4+-N在 48 h内被完全去除,NO3--N的去除率为 87.09%;氮平衡分析结果表明,以NO3--N和NO2--N为唯一氮源时含氮气体和细胞内生物氮的转化率均低于NH4+-N,表明该菌株的异养硝化能力强于好氧反硝化能力.脱氮功能基因hao、napA、nirS、nirK、cnorB和nosZ的成功表达,进一步证实该菌株具有硝化反硝化能力.根据上述研究结果,推测该菌株低温脱氮的主要途径为异养硝化-好氧反硝化作用和同化作用.菌株P.veronii DH-3 具有良好的异养硝化-好氧反硝化性能,为低温含氮废水的生物净化提供了理论支持.

低温条件下,向受多环芳烃污染的土壤投加高效耐冷混合菌(SDR4 +JDR7),可提高土壤中PAHs的去除率,但菌体流失快,重复使用性差,微生物固定化技术在一定程度上可克服这些弊端.考虑到载体选择的微生物亲和性、吸附能力、被富集污染物的生物有效性3个可行性评价参数,本研究选用玉米芯(Y)、花生壳(H)、蛭石(Z)和泥炭土(N)作为供试载体,吸附固定化PAHs高效降解混合菌,观测各处理组对土壤中菲(Phe)、芘(Pyr)、苯并[a]芘(BaP)的降解,并采用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对降解结果进行拟合.结果表明:60 d后,4种载体材料固定化菌Y-(SDR4+ JDR7)、H-(SDR4+ JDR7)、Z-(SDR4+JDR7)、N-(SDR4+JDR7)的降解能力优于游离菌.Z-(SDR4+ JDR7)的降解效果最优,其对Phe、Pyr和BaP去除率分别为64.38％、48.71％和40.19％,其次为Y-(SDR4+JDR7),去除率分别为58.49％、45.91％和37.07％.Y-(SDR4+ JDR7)对Phe的降解速率最大,为0.60 d-1,较游离菌高7.7％;Z-(SDR4+JDR7)对Pyr和BaP的降解速率最大,分别为0.54和0.20 d-1,较游离菌分别提高11.83％、10.85％.Z-(SDR4 +JDR7)对高环BaP的降解半衰期最短,为86.64 d.本研究可为北方寒冷地区PAHs污染的土壤修复提供借鉴.

从冬季北京化工大学污水处理站活性污泥、江苏省某污水处理厂生物转盘污泥和实验室的好氧颗粒污泥中筛选出3株较好的低温异养硝化的菌株制成混合菌剂,解决低温条件下异养硝化菌硝化能力差的问题.应用传统分离纯化培养技术筛选菌株,纳氏试剂分光光度法评价菌株的异养硝化能力,通过形态观察、生理生化特性和16S rDNA测序对菌株进行种属鉴定,设计正交试验和单因素试验,确定菌剂复配比并进行固定化,探究低温异养硝化的最优条件.在13℃下共筛选出3株脱氮效果好的菌株,经鉴定均属于不动杆菌(Acinetobacter sp.),复合菌剂最佳复配比为1:1:1,进行固定化后在碳源为柠檬酸钠、pH为8、NH4+-N浓度为50 mg/L、NaCl浓度为10 g/L-20 g/L时,其氨氮去除效率可达95.86％,对高氨氮,高盐度废水具有较高耐受性,在低温废水处理方面具有潜在的应用价值.