工农业废水和生活污水中含有的大量含氮物质,给我国污水处理系统造成了巨大的压力,一旦不能将废(污)水中的含氮物质及时处理、达标排放,进入自然水体和饮用水的氮元素将危害人体和动物健康,阻碍工农业发展,降低环境质量,酿成生态灾难。废(污)水中含氮物质的日益剧增,给生物脱氮法的能力提出了更高的要求。研究者一直在探寻新型的高效脱氮菌种,使其能够在营养方式和呼吸方式上既符合生物科学基础,又能够满足实际工程需求,并在此基础上研究其脱氮特性和脱氮机理。研究者提出了异养硝化-好氧反硝化(HN-AD,Heterotrophic nitrificatNucleic Acid Analysision-aerobic denitrification)的概念,研究表明HN-AD微生Entinostat说明书物能够在好氧条件下实现NH_4~+-N、NO_3~–N、NO_2~–N的同步去除,并且无亚硝酸盐残留。后续从自然界分离出了HN-AD菌的20多个功能属,这些微生物以其对氨氮的高耐受性、高效的脱氮能力受到越来越多的关注。本研究从已有HN-AD的理论出发,设计实验进行HN-AD菌的选育,在获得一株具备高效的生长与脱氮能力的菌种后,对该菌种进行了脱氮性能优化研究和脱氮机理分析,为HN-AD理论的发展提供了参考。本研究的主要结果与结论如下:(1)通过对HN-AD菌种的选育,从羊粪堆肥中筛选得到一株具有HN-AD性能的约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii),命名为Acinetobacter johnsonii sp.N26。该菌种的菌落形状为圆形,表面光滑有光泽,菌落呈低凸态隆起,边缘整齐,颜色为不透明乳白色,菌株形态为杆状,无芽孢、无荚膜,是革兰氏阴性菌。(2)通过对菌株N26进行生长与脱氮特性研究,结果表明菌株N26在初始浓度均为50 mg/L的NH_4~+-N、NO_3~–N、NO_2~–N以及三者的复合氮源中的生长速度快、脱氮效率高,36 h内对NH_4~+-N、NO_3~–N、NO_2~–N的去除率均达到99Wnt-C59.0%以上,对复合氮源去除率也达到将近100%。对NH_4~+-N的最大去除速率为5.330 mg/(L·h);对NO_3~–N的最大去除速率为3.147 mg/(L·h);对NO_2~–N最大去除速率为3.159 mg/(L·h)。(3)研究了菌株N26在不同初始浓度的NH_4~+-N下的生存和脱氮能力,结果表明,菌株N26在低NH_4~+-N浓度(≤300 mg/L)条件下有较高的去除率,能在高NH_4~+-N浓度(800 mg/L)的环境生长并脱氮,但高浓度NH_4~+-N会抑制N26的生长速率和脱氮效率。(4)通过生长与脱氮曲线以及氮平衡分析,在三种氮源分别存在和同时存在时,菌株N26的脱氮优先顺序上:NO_2~–N>NH_4~+-N>NO_3~–N。(5)在对菌株N26的脱氮性能优化的研究中得出,菌株N26生长与脱氮的最佳条件为:氮源为氯化铵,碳源为丁二酸钠,温度为30℃,接种量为5%,p H为8.0～9.0,C/N为15,转速为120 rpm。(6)功能基因鉴定结果表明,HN-AD菌株Acinetobacter johnsonii sp.N26具有amo A、nap A、nor B、nos Z、nir S等功能基因。(7)氮平衡分析和功能基因鉴定结果表明,该菌种的脱氮不仅是HN-AD过程,还是一个短程硝化-反硝化过程,水体中的NH_4~+-N、NO_3~–N、NO_2~–N在好氧环境下能够在同一反应器中被同步去除,脱氮代谢途径为:NH_4~+→NH_2OH→NO_2~-→NO→N_2O→N_2NO_3~-→NO_2~-→NO→N_2O→N_2因此,HN-AD菌株Acinetobacter johnsonii sp.N26菌株具有优异的脱氮特性,在治理水体氮污染方面具备应用潜力,该结果可为HN-AD微生物应用于生物脱氮工程提供理论依据。