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探究反硝化聚磷菌在工业污水中脱氮除磷的适宜环境
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一、摘要: 本课题拟从污水处理厂的缺氧段的活性污泥中取样,分离得到反硝化聚磷菌,此菌既可脱氮又可除磷。再筛选出高效的反硝化聚磷菌菌株,进行扩大培养。再将这些菌株接种到污水中,通过改变条件,探究得到适宜且高效脱氮除磷的条件,从而达到高效处理污水中氮磷元素的目的,防止水体的富营养化。
二、关键词:反硝化聚磷菌 脱氮除磷 水体富营养化
三、实验材料方法
1.菌株的筛选
(1)样品的采集
本实验所用的活性污泥取自污水处理厂的缺氧段。
(2)配制筛选用培养基 聚磷菌分离培养基:3.68g三水醋酸钠、28.73mg二水磷酸一氢钠、57.27mg氯化铵、131.82mg七水硫酸镁、26.74mg硫酸钾、17.2mg二水二氯化钙、12gHEPES缓冲溶剂、15g 琼脂、2mL微量元素、1000mL蒸馏水。微量元素构成:50g EDTA、5g七水硫酸铁、1.6g五水硫酸铜、5g四水二氯化锰、1.1g(NH4)6Mo7O24.4H2O、50mgH3BO3、10mg碘化钾、50mg六水二氯化钴。
(3)分离与鉴定
采用平板分离法分离菌株,对菌落形态进行观察。再对分离纯化后的菌株进行革兰氏染色,葡萄糖氧化发酵试验,接触酶(过氧化氢酶),氧化酶等一系列生理生化实验,然后进行检索鉴定。
(4) 反硝化聚磷试验分析方法
将分离出来的反硝化菌和聚磷菌富集培养,并在20摄氏度~40摄氏度设置温度梯度,在限磷培养液(PO4 <=4m g/L)中厌氧培养24小时,然后在富含磷和硝酸根的培养基中厌氧培养20小时以上,检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。硝酸根-N采用麝香草酚分光光度法,磷酸根-P采用钼锑钪比色法。
(4-1)麝香草酚分光光度法测定步骤:
(Ⅰ)绘制硝酸盐氮校准曲线
a.在一组7支50ml比色管中,分别加入0、0.05、0.1、0.3、0.5、0.7和1.0ml硝酸盐氮标准溶液,加纯水稀释至1.0ml。加0.1ml氨基磺酸铵溶液,放置5min。
b.从管中央加入0.2ml麝香草酚溶液(勿使沿管壁流下),加2.0ml硫酸银硫酸溶液,混匀,放置5min。
c.加8ml纯水,混合后,加浓氨水至出现的黄色不再加深且氯化银沉淀溶解为止(约9ml左右)。
d.在波长420nm处,用光程10mm比色皿(G),以无氨水为参比,测量吸光度。
由测得的吸光度,减去参比水样的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以硝酸盐氮含量(μg)对校正吸光度的校准曲线。
(Ⅱ) 测定水样
分别取水样(原水1ml,出水0.1ml)加入干燥的比色管中,然后按校准曲线绘制的相同步骤操作,测量吸光度。
(Ⅲ) 计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线上查得硝酸盐氮含量。
(4-2)钼锑钪比色法测定步骤: (Ⅱ) 测定:吸取待测液2-10ml于50ml容量瓶中,加1滴2,4-二硝基酚指示剂,用2mol/L氢氧化钠溶液调到黄色,然后用0.5mol/L硫酸溶液调ph到溶液刚呈微黄色。用吸管加5ml钼锑抗显色剂,用水定容到标度,摇匀。30min后,在分光光度计上用2cm光径比色皿(如含磷量较高,应用1cm的比色皿)、700nm波长比色,以空白试验溶液为参比液,调吸收值到零,然后测定待测显色液的吸收值。在工作曲线上查出显色液的磷ppm数,颜色在8h内可保持稳定。 (Ⅳ) 结果计算
(5)筛选和繁殖
从中筛选高效反硝化脱氮除磷菌株,进行扩大培养。
(6)处理污水
取污水处理厂的未处理过的污水,先检测污水中氮磷的质量浓度,以及pH。通过调节适宜的pH,再将这些菌株接种到污水中,同样设置20摄氏度~40摄氏度的温度梯度在上述条件中培养,而后检测检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。再筛选出脱氮除磷效果相对最好的菌株,进行扩大培养,再应用到污水处理中,达到高效脱氮除磷。
四.结果与结果分析
此次试验通过采用硝酸根-N麝香草酚分光光度法和磷酸根-P钼锑钪比色法来检测培养基中硝酸氮和磷的质量浓度变化。探究得到适宜且高效脱氮除磷的条件,同时也将反硝化菌和聚磷菌有系列的结合在一起,达成一个共同生态系统,从而达到高效处理污水中氮磷元素的目的,防止水体的富营养化。
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