反硝化细菌.ppt

1、反 硝 化 细 菌,1 概念及研究现状 2 分类及影响因素 3 在污水处理中的运用 4 发展前景,1 、概念及研究现状,1、1 概念 反硝化细菌是能引起反硝化作用的细菌。多为异养、兼性厌氧细菌。如反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等。它们在氙气条件下，利用硝酸中的氧，氧化有机物质而获得自身生命活动所需的能量。反硝化细菌广泛分布于土壤、厩肥和污水中。可以将硝态氮转化为氮气而不是铵态氮，与硝化细菌作用不完全相反。,目前国内对反硝化细菌的研究多集中于利用生物技术对污水进行处理，减轻环境污染程度，而2001年国外专家提出分析使用反硝化细菌法对水样进行前处理，以分析淡水与海水中硝酸盐的氮同位素分析法；2

2、006年Julie Granger和Sigman一起研究提出了用反硝化细菌法去除淡水和海水中硝酸盐的氮氧同位素分析法；2007年John Karl Bhlke等研究发现，可以用连续选择反硝化细菌法将淡水和海水中硝酸盐和亚硝酸盐转化为N2O后进行氮氧同位素测试。,1.2 研究现状,2、分类及影响因素,2、1 分类（三类）,异养厌氧反硝化细菌 异养厌氧的反硝化细菌在转换硝酸盐为氮气时不需要氧气,且需要有机碳为碳源和电子供体。 异养好氧反硝化细菌 将好氧反硝化细菌同硝化菌群混合培养,可在同一反应系统中实现硝化-反硝化过程,这样,硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物,避免了培养过程NO3-的积累对

3、硝化反应的抑制,加速了硝化反应的过程;而且,反硝化反应释放出的OH-可部分补偿硝化反应所消耗的碱,能使系统中的pH相对稳定;同时,硝化反应和反硝化反应可在相同的条件和系统下进行,可简化操作的难度,大大降低投资费用和运行成本。因此,国外已对好氧条件下的生物脱氮过程开展了较深入的研究。,自养反硝化细菌 自养反硝化细菌利用无机碳化合物(如CO2, HCO3-)作为它们的碳源。因此,不需要异养反硝化过程中必需的有机碳。 Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌）,2.1 影响因素,碳氮比 在不同碳氮比(C/N)条件下，其反硝化能力并不相同。当C/N5时,脱氮率能达到90%以上。

4、最适宜的碳氮比是56,在此区间能进行完全的反硝化。当C/N在114之间变化时,硝酸盐还原基本都发生在菌株生长的第410h，整个反硝化过程中亚硝酸盐浓度一直保持在极低的水平。 研究表明不同反硝化细菌的反硝化最佳效果要求的碳氮比并不相同。,在519的天然条件下进行了反硝化验,NO3-的去除在温度8时也能持续进行,当温度从14增加到19时,对每天N的去除量影响很小。相反,温度从19上升到24时导致反硝化速度增加了60%,更高的温度继续加速反硝化作用,在30时反硝化速度比在14时观察到的速度快2倍。 温度对反硝化速率的影响很大，反硝化细菌的最适宜温度在30左右，低于5或高于40，反硝化的作用几乎停止。

5、,温度,pH值 相关文献和资料表明pH值对反硝化过程中酶的活性影响较明显，从而显著地影响反硝化速率，反硝化适宜的pH值为7.5，在较适宜的pH值7.08.0范围内，两者反硝化速率差异不大。同时，在不同pH时，反硝化微生物积累的中间产物也不同。,溶解氧DO 一般认为，当DO浓度低于1mg/L时，反硝化菌具有反硝化活性，但也有个别菌种的DO耐受性较强，如Pseudomonas sp.在DO浓度为2mg/L仍具活性，在DO低于2mg/L时，其反硝化活性随之成反比 ；,3、在污水处理中的运用,反硝化细菌在污水处理过程中起到十分重要的作用。传统理论认为反硝化细菌是异养厌氧的,20世纪80年代发现了好氧反

6、硝化细菌。最近,自养反硝化细菌的发现,特别是脱氮硫杆菌的发现引起了人们的极大兴趣。 微生物反硝化过程是一种经济有效的硝酸盐去除方法。反硝化细菌在此过程中起非常重要的作用,它能够使NO3-逐步转变为NO2-、NO、N2O和N2,从而达到脱氮的目的。,3、1 异养厌氧反硝化细菌在A/O工艺中的应用,A/O工艺所完成的生物脱氮在机制上主要由硝化和反硝化2个生化过程构成,污水先在好氧反应器中进行硝化,使含氮有机物被细菌分解成氨,然后在亚硝化细菌的作用下氨进一步转化为亚硝酸态氮,再经硝化细菌作用而转化为硝态氮。硝酸盐氮进入缺氧或厌氧反应器后,经过反硝化作用,利用或部分利用污水中原有的有机碳源为电子供体,

7、以硝酸盐代替分子氧作为电子受体,进行无氧呼吸,分解有机质,同时将硝酸盐氮还原为氮气。,存在的缺陷 要取得满意的脱氮率,必需保证足够大的混合液回流比,这势必增加系统的运行费用,因此能耗高是A/O工艺的一个缺点。A/O工艺很难取得85%以上的脱氮率。,3、2 好氧反硝化细菌的应用,将好氧反硝化细菌同硝化菌群混合培养,可达到一下效果: 在同一反应系统中实现硝化-反硝化过程硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物,避免了培养过程NO3-的积累对硝化反应的抑制,加速了硝化反应的过程。 反硝化反应释放出的OH-可部分补偿硝化反应所消耗的碱,能使系统中的pH相对稳定。 硝化反应和反硝化反应可在相同的条件和系统下进行,可简化操作的难度,大大降低投资费用和运行成本。,3.3 自养反硝化细菌的运用 由于异养反硝化细菌在新陈代谢过程中需要外加碳源这个原因,自养反硝化作用越来越受到人们的重视。自养反硝化细菌利用无机碳化合物(如CO2, HCO3-)作为它们的碳源。因此,不需要异养反硝化过程中必需的有机碳，它有两个优势: 不需要投放有机物作为碳源,节省开支; 产生极少量的污泥,因此将污泥的处理量降低到最小,反硝化细菌能够把污水中的硝酸盐转换为氮气释放出来,这在污水处理系统中是十分重要的，其再SBR和氧化沟工艺中已得到广泛的运用。 自养反硝化细菌(如脱氮硫杆菌)的发现和利用解决了异养反硝化细菌对有机碳源的