[發(fā)明專利]海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的混養(yǎng)富集篩選方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110288612.1
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102329753A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王光玉;陳雷;孫洋洋;佟賀;曹競
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12R1/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于海洋養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及工廠化高密度養(yǎng)殖廢水的生物脫氮的方法。

背景技術(shù)：

海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是緩解人類對食物的需求壓力，避免對海洋生物資源過度捕撈的重要手段。中國的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)進(jìn)入持續(xù)高速發(fā)展階段，養(yǎng)殖方式高度集約化使養(yǎng)殖業(yè)自身污染問題逐漸顯露且日漸突出，造成養(yǎng)殖環(huán)境惡化，病害流行，而為了控制疾病盲目使用抗生素給整個水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。循環(huán)水高密度工廠化養(yǎng)殖占用的資源少，全年都可以生產(chǎn)商品化的水產(chǎn)品，對環(huán)境友好，是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的方向。高密度工廠化養(yǎng)殖主要對養(yǎng)殖水環(huán)境有較高的要求，必須快速的去除殘餌、糞便等有機(jī)物，同時將快速產(chǎn)生的氨氮、亞硝態(tài)氮保持在較低的水平。

目前養(yǎng)殖廢水脫氮的方法很多，其中生物脫氮技術(shù)具有投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低，且無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是較為經(jīng)濟(jì)有效的方法。生物脫氮主要通過三種方式來完成，一是利用綠色植物的光合作用同化養(yǎng)殖廢水中的含氮化合物，實現(xiàn)養(yǎng)殖水的循環(huán)和處理，其最大的缺點(diǎn)是效率低，占地面積大。二是利用自養(yǎng)的硝化菌和厭氧的反硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，最后轉(zhuǎn)化為氮?dú)馔瓿缮锩摰娜^程，該方法是目前高密度工廠化養(yǎng)殖廢水處理的主要方法，其不利之處在于完成硝化作用的自養(yǎng)細(xì)菌屬于化能自養(yǎng)細(xì)菌，比生長速率較低、養(yǎng)殖水體酸化、在沒有反硝化單元的處理系統(tǒng)中往往造成硝態(tài)氮的積累，對養(yǎng)殖的生物和環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，同時反硝化要求厭氧的環(huán)境，養(yǎng)殖水體是富氧的環(huán)境，在實際運(yùn)行中難度較大。生物脫氮的第三種方法是異養(yǎng)硝化，直接利用細(xì)菌的同化作用轉(zhuǎn)化、吸收水體中的含氮物質(zhì)，工藝簡單、轉(zhuǎn)化的效率高，但是異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分離篩選困難，硝化過程產(chǎn)生的生物量大。CN03118598.3敘述了在土壤中分離異養(yǎng)硝化細(xì)菌的方法，中國專利申請200510030456.3和200610010263.6中也闡述了異養(yǎng)硝化細(xì)菌的篩選方法，三種方法的不利之處在于直接從自然環(huán)境中分離篩選，微生物種類多，工作量較大。利用異養(yǎng)硝化細(xì)菌進(jìn)行養(yǎng)殖廢水脫氮的最大好處是在處理系統(tǒng)中沒有亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的積累，同時去除有機(jī)物，是較有應(yīng)用前景的生物脫氮方式。

影響海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌生長和發(fā)揮作用的因素主要包括pH、堿度、溫度、DO、氨氮、鹽度、硝化細(xì)菌的數(shù)量和存在方式，在混養(yǎng)富集和分離的各個階段要創(chuàng)造哈應(yīng)異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的良好條件。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的獲得異養(yǎng)硝化細(xì)菌和異養(yǎng)硝化好氧反硝化細(xì)菌，其最終目的是轉(zhuǎn)化工廠化養(yǎng)殖廢水中的無機(jī)氮化合物，從而實現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)，既減少環(huán)境對養(yǎng)殖生物的危害，又減少養(yǎng)殖廢水排放對環(huán)境的危害。本發(fā)明采用自養(yǎng)階段逐步提高氨氮濃度的方法富集、馴化海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌，異養(yǎng)階段增加海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的數(shù)量，并通過分子生物學(xué)的方法篩選具有脫氮基因的菌株，最后用氮平衡試驗最終驗證菌株的氮代謝特性。該方法可以建立異養(yǎng)脫氮細(xì)菌為主體得微生物菌群，從而有利于異養(yǎng)脫氮生物反應(yīng)器的建立。該方法不但對海洋養(yǎng)殖廢水進(jìn)行生物脫氮，并且對COD也有一定的去除效果。本發(fā)明的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：

1、海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的混養(yǎng)篩選方法，其特征在于其按如下步驟進(jìn)行：

(一)、海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的自養(yǎng)富集馴化階段：海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的自養(yǎng)富集馴化在一定體積的容器內(nèi)進(jìn)行，向容器內(nèi)加入一定體積海洋養(yǎng)殖廢水，控制水體的溶解氧在3mg/L以上，用Na₂CO₃溶液調(diào)節(jié)pH在7.5-8.5之間，調(diào)節(jié)鹽度在2.5％-3.5％，控制水體溫度在28±1℃，每天流加無機(jī)氨氮，使富集馴化液的氨氮濃度在0.2-20mg/L。經(jīng)過30-50天的富集馴化，氨氮的添加濃度達(dá)到8-20mg/L左右，自養(yǎng)富集馴化階段結(jié)束。

(二)、海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的異養(yǎng)富集馴化階段：海洋異養(yǎng)脫氮細(xì)菌的異養(yǎng)富集馴化在一定的體積的容器內(nèi)自養(yǎng)富集馴化結(jié)束后進(jìn)行，控制水體的溶解氧在3mg/L以上，用Na₂CO₃溶液調(diào)節(jié)pH在7.5-8.5之間，調(diào)節(jié)鹽度在2.5％-3.5％，控制水體溫度在28±1℃，每天繼續(xù)流加無機(jī)氨氮，使富集馴化液的氨氮濃度保持在8-20mg/L，每天添加一定量魚餌的浸出液，使異養(yǎng)階段的COD_Mn在10-400mg/L。異養(yǎng)養(yǎng)富集馴化持續(xù)5-20天結(jié)束。

(三)、海洋異養(yǎng)細(xì)菌的分離：海洋異養(yǎng)細(xì)菌的分離采用海水配制的固體有機(jī)培養(yǎng)基，將混養(yǎng)富集馴化液經(jīng)系列稀釋涂布于固體有機(jī)培養(yǎng)基上，23-30℃培養(yǎng)2-5天，對培養(yǎng)基上生長的菌落特征不同的菌落進(jìn)行劃線純化后獲得純菌株轉(zhuǎn)斜面保存。