芽孢杆菌与硝化细菌净化水产养殖废水的比较 孟睿1栗越妍2何连生 ....doc

芽孢杆菌与硝化细菌净化水产养殖废水的比较孟睿1，栗越妍2，何连生2*，胡翔1，席北斗2 (1．北京化工大学 环境科学，北京 100029；2．中国环境科学研究院，北京 100012）摘要：以枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和硝化细菌为主导菌，对水产养殖废水中的各项水质因子（pH、DO、NH4+-N、NO2--N、COD）进行控制或处理结果表明，经投加微生物菌液处理的养殖废水水质均优于对照组：枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可以降低废水的COD和NO2--N浓度，出水COD浓度小于100mg/L，NO2--N浓度小于0.6mg/L，COD去除率分别为67.97%、70.16%，NO2--N去除率分别为99.28%、99.51%；硝化细菌可以将废水NH4+-N和NO2--N的浓度降低到0.6mg/L以下，去除率分别为99.38%、81.44%；而菌液的投加对养殖水体的pH值影响不明显三种微生物在净化水产养殖废水的作用上各有特点，可为形成共生长效的养殖水产环境修复微生物种群提供基础关键词：芽孢杆菌；硝化细菌；水产养殖Comparison the Ability of Purifying Aquaculture Wastewater between Bacillus and Nitrifying Bacteria .MENG Rui1, LI Yue-yan2, HE Lian-sheng2, HU Xiang1，XI Bei-dou2 (1．Department of Environmental Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China；2．Chinese Research Academy of Environmental Sciences，Beijing 100012，China）Abstract: Using the multi-bacteria system which was dominated by Bacillus subtitles, Bacillus licheniformis and nitrifying bacteria to treat aquaculture wastewater, the value of water quality factors, including pH, dissolved oxygen(DO), ammonia, nitrite and chemical oxygen demand（COD）, to compare the ability of purifying aquaculture wastewater between chose bacteria. The results showed that water quality of groups added bacteria was batter than the blank. Bacillus subtitles and Bacillus licheniformis both could remove COD and nitrite in wastewater effectively and the concentration of COD, nitrite were low 100mg/L, 0.6mg/L respectively, but the removal rate of COD, nitrite was different, the rate were 67.97%, 70.16% vs. 99.28%、99.51%.The concentration of ammonia and nitrite in effluent was low 0.6mg/l under nitrifying bacteria’s effect, removal rate were 99.38%, 81.44% respectively. The bacteria addition had no obvious effect on pH in water body. Every of the three chose bacteria had different advantage on aquaculture wastewater treatment. The article’s objective was to find bacteria effort mechanism and support the choice of effective complex microorganism for repairing aquaculture water ecosystem. Key words: Bacillus；Nitrifying bacteria；aquaculture 基金项目：国家高技术研究发展计划（863）项目（2006AA10Z411）作者简介：孟睿（1983-），女，黑龙江省哈尔滨市人，硕士研究生，主要研究方向为生态工程。

E-mail：815243@*通讯联系人：何连生，男，E-mail：heliansheng08@近20年来，全球的水产养殖业发展迅速，在满足人们对多种水产品要求的同时，因为大量饵料投入、大量用药和大量换水的现象，出现水环境污染负荷日益加重、病害频繁发生、养殖产品质量下降的现象特别对于高密度养殖的水体，由于养殖密度大，养殖面积有限，水体的自净能力非常有限，到了养殖的中后期，常常会因为水质的变坏导致疾病的发生所以在高密度养殖水体中要定期加入有益微生物来改善水质，减少疾病的发生同时利用微生物(细菌、真菌、酵母菌或提取物)对水体环境污染物的吸收、代谢、降解等功能去除或消除环境污染，对水产养殖环境进行调控，净化水质这种投资省、效果好的微生物调控养殖水质方法逐渐受到人们的重视[1]硝化细菌属于化能自养菌，专性好氧，大多是专性无机型，它能把亚硝酸盐转化为对水生动物无害的硝酸盐，而被藻类利用，从而起到改水的作用[2]芽孢杆菌无毒性，可直接利用水体中的硝酸盐和亚硝酸盐，它还能利用其分泌的多种酶类及抗生素，抑制其它细菌的生长，减少甚至消灭病原体改善水质，并且还能维持养殖水生动物消化道微生境的生态平衡，提高免疫能力，降低发病率，促进动物生长[2]。

本文对芽孢杆菌与硝化细菌处理养殖水体的效果进行了对比，为形成共生长效的养殖水产环境修复微生物种群提供基础1 材料与方法1.1 实验材料1.1.1供试菌株 枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硝化细菌：由沧州旺发生物技术研究所提供1.1.2 实验用水养殖废水实验室自制，在自然光照、人工通气条件下玻璃鱼缸内放养30尾罗非鱼，每日投加人工饲料取鱼缸废水作为实验用水，水质：pH：7.65；NH4+-N：8.23 mg·L-1；NO2--N：8.12 mg·L-1；COD：172.71 mg·L-1； DO：6.21.2 实验方法1.2.1 实验设计 养殖废水分别置于1000毫升锥形瓶实验分为四组：第一组加入枯草芽孢杆菌菌液；第二组加入地衣芽孢杆菌菌液；第三组加入硝化细菌菌液，三种菌种的接种量都为20*106个·mL-1[4]；第四组为对照组，加入1000毫升废水，不加任何菌液每组做三个平行实验，以下文中数据为三个平行实验的平均值1.2.2 实验条件 装有养殖废水的锥形瓶置于恒温培养箱中培养，培养温度25℃每三天测定一次水质参数，共测定三次，实验周期9天实验过程中每隔6~8小时人工摇动一次锥形瓶。

1.2.3 测定方法用0.25m滤膜过滤水样，然后测定水样的pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、CODcr、DO氨氮：纳氏试剂光度法；亚硝酸盐氮：N-（1-萘基）-乙二胺光度法[5]CODcr：COD测定仪(CTL-12型，承德市华通环保仪器有限公司)；DO：便携式DO测定仪（DO200型，the Tintometer Gmbh，Germany）；pH：便携式pH测定仪（pHS-3C数显型，上海天达仪器有限公司）2 结果与分析2.1不同微生物菌液对水样pH值的影响表1 不同实验组别pH值的变化Tab.1 The change of pH in different water samples时间（年-月-日）pH实验组1实验组2实验组3实验组42007-12-197.657.667.637.652007-12-227.307.137.427.772007-12-256.976.867.827.892007-12-286.836.797.958.20由表1可知，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌与硝化细菌对养殖废水pH值的影响不同，前两组实验pH值逐渐下降，而第三组实验pH值先下降后上升，对照组缓慢上升实验结束时，加菌液的锥形瓶内pH值比对照组低0.2~0.5左右。

其原因是枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌均属于化能异养型微生物，它们以废水中的有机物为碳源进行有氧呼吸，产生CO2和H2O，以有机物氧化产生的化学能为能源[6]随着反应体系中细菌的大量繁殖，CO2量逐渐增多，pH值逐渐降低硝化细菌属于化能自养微生物，以CO2作为碳源，以无机物氧化所产生的化学能为能源[6]，从而破坏了碳酸盐的平衡，具体反应式如下：2HCO3-CO3-+-H2O+CO2 CO3-+-H2OHCO3-+OH-由于CO2被消耗，上述反应平衡向右移动，使得水体中OH-积累，水体pH值上升由表2可知，适当体积的菌液引起的水体pH值的变化不会对鱼类造成危害（所有实验组的pH值均未超过8.5，未超过养殖水安全阈值）但从总体来看，芽孢杆菌与硝化细菌对水体的pH值影响不大2.2不同菌株对水样DO的影响表2 不同实验组别DO的变化Tab.2 The change of DO in different water samples时间（年-月-日）DO实验组1实验组2实验组3实验组4 2007-12-196.36.16.36.22007-12-222.62.52.54.22007-12-252.62.52.54.52007-12-282.32.52.48.1由表2可知，对照组DO值先下降后上升，而实验组前3天DO迅速下降，并且实验组的DO值一直低于对照组，原因是随着实验的进行，对照组中产生了一些藻类，藻类进行光合作用，释放部分氧气，而加入菌液的反应器中由于细菌的新陈代谢作用消耗了氧气，并且水中NO2--N转化为NO3--N过程中需要消耗大量的氧气，所以DO值有所下降。

2.3不同微生物菌液对水样NH4+-N的影响表3 不同实验组别NH4+-N的变化Tab.3 The change of NH4+-N in different water samples时间（年-月-日）NH4+-N的质量浓度（mg·L-1）实验组1实验组2实验组3实验组4 2007-12-198.218.218.198. 232007-12-228.398.413.7410.572007-12-258.668.542.098.482007-12-288.398.661.527.37在养殖水体中，因经常投饵、施肥，以及养殖对象本身的排泄，会产生大量的氨，使水体中氨的浓度。