生物脱氨剂的生物扩充机理研究及配方筛选文献综述

 2023-01-07 14:05:06

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

课题背景:富营养化是目前淡水湖湖泊普遍治理的难题,是水体接纳过量氨氮、磷等营养物质,使藻类及其他水生生物异常繁殖,水体透明度和溶解氧下降,造成水质恶化的现象。其中氨氮的来源广泛,易富集于沉积物中形成内负荷。在我国,多年氮肥的使用及高密度水产养殖的发展,在带来巨大经济效应的同时也造成了严重的环境问题,有效安全低能的解决氮氨污染刻不容缓。在全国发生过几次大面积的淡水湖蓝藻爆发,淡水湖变色散发难闻气体,终究原因都是水体富营养而造成的。控制水体富营养化的根本措施是要加强水体的生态管理,对营养物质氮磷流入天然水体的量加以控制,并要求科学的管理措施,只有这样才可以减少水体富营养化的发生和恶化。而对于易造成水体富营养化的,只有通过采用新型高效高性价比的脱氮脱氨技术,从根本上消除水体富营养化。

生物脱氮脱氨技术的有效性和现状

目前生物脱氮技术的研究及应用主要集中在废水和废气方面。废水中的大多数是氮氨,以有机氨氮和氮氨形式存在,硝酸氨盐氮含量较少,所以要实现脱氮氨过程,必须先利用生物作用使有机氮和氨氮氧化为硝酸盐氮,然后再通过生物作用,使硝酸盐氮还原为氮气。生物法脱氮氨技术归结为以下几种方法:1同步硝化-反硝化工艺2短程硝化-反硝化工艺3厌氧氨氧化工艺4电极生物膜反应器5藻类养殖除氮工艺6氮硫协同作用除氮7好氧反硝化工艺8好氧反氨化工艺。其中好氧反硝化是最有应用价值的生物脱氮方式之一。关于好氧反硝化的机理,从生物学角度来看,好氧反硝化菌同时也是异养型硝化菌,能够直接把氨转化成最终气态产物:从生物学角度来看,好氧反硝化所呈现出的最大特征是好氧阶段总氮氨的损失,而这一损失主要是因其产物氮气的逸出。

与传统生物脱氮工艺相比,好氧反硝化细菌的出现使生物脱氨在同一反应器中完成,实现真正意义上的同步硝化反硝化。关于利用好氧反硝化细菌实现的生物脱氮已经有成功应用的报道。利用好氧反硝化细菌发展好氧脱氮氨技术具有以下几个优点:1使硝化反硝化反应在同一反应器中进行大大减少占地面积和建设资金2使用好氧反硝化细菌可以减少处理过程中加入调节系统ph的化学物质,降低成本3处理过程中好氧反硝化细菌更容易控制。细菌在好氧条件下进行反硝化是传统生物脱氮氨理论的新突破,具有广泛的应用前景。自然界蕴含着丰富的好氧反硝化细菌,只要方法得当,可从不同环境包括灌溉,池塘,土壤以及活性污泥分离。进一步开发利用好反硝化细菌,并深入研究其好氧反硝化作用的分子机理,将为生物脱氮氨开辟新的途径。

作为生物法脱氮氨的核心,高效的脱氮氨性能,良好的环境耐受性,较高的生物安全性,都是考验其适用于实际工艺中的关键因素。因此,继续开发筛选具有以上标准的生态菌或复合菌剂,对于满足环境氮氨素污染的治理要求,具有重大意义。

枯草芽孢杆菌在水产养殖领域中的应用

枯草芽孢杆菌在水产养殖中的应用起步较晚,由于它能分泌蛋白酶等多种酶类和抗生素,使池底积累的大量残余饵料、排泄废物、动植物残体及有害气体(氨、硫化氢等) ,使之先分解为小分子(多肽、高级脂肪酸等) ,后分解为更小分子的有机物 ,最终分解为二氧化碳、硝酸盐和硫酸盐等,有效降低了水中的COD、BOD ,使水体中氨基氮(NH3-N) 、亚硝基氮(NO2-N) 和硫化物浓度降低,从而有效地改善水质,同时还能为以单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质,促进繁殖。浮游植物的光合作用,又为池内底栖水产动物的呼吸、有机物的分解提供氧气,从而使养殖水体形成一个良性的生态循环;另外,它们分泌的多种酶类和抗生素可以抑制其他细菌的生长,进而减少甚至消灭水产养殖动物的病原体。越来越多研究发现,枯草芽孢杆菌可在水产养殖中发挥重要的作用。

拟研究或解决的问题

  1. 通过试验方法得到枯草芽孢杆菌的最佳培养基组成,使枯草芽孢杆菌的繁殖速率最高。并且探究出温度,Ph值对枯草芽孢杆菌菌株氨氮降解速率的影响,得出最适温度,pH值枯草芽孢杆菌菌株氨氮降解速率最大,达到最佳的生物活性状态。

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