探究反硝化聚磷菌在工业污水中脱氮除磷的适宜环境

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
反硝化菌分离培养基：15g琼脂、2g硝酸钾、0.2g七水硫酸镁、1g磷酸一氢钾、1g磷酸二氢钾、5g柠檬酸钠、1000mL蒸馏水、pH 7.2~7.5。
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：
（Ⅰ） 待测液的制备：称取5.0g（精确到0.01g）通过2mm筛孔的风干土样于浸提瓶中。加25ml双酸浸提液剂，振荡5min，过滤，待测液供测有效磷用。同时做试剂空白试验。
（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。
（Ⅲ） 工作曲线的绘制：分别吸取5ppm磷的标准溶液0、1、2、3、4、5、6ml于50ml容量瓶中，与测定时同样进行显色，得0、0.1、0.2、0.3、 0.4、0.5、0.6ppm磷标准系列显色液。用0ppm磷标准系列显色液作参比，调吸收值到零，由稀到浓测标准系列显色液的吸收值。在方格纸上以吸收值作纵坐标，磷ppm数为横坐标绘制工作曲线。
（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。
五．参考文献
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