[發明專利]一株兼具異養硝化-好氧反硝化與除磷功能的喹啉降解菌QG6及其應用

有效

• 申請號: 201210566589.2
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102978145A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 倪晉仁;段明君
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;C02F3/02;C12R1/38;C02F101/38;C02F101/10
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發明涉及一株兼具異養硝化-好氧反硝化與除磷功能的喹啉降解菌QG6及其應用。該喹啉降解菌QG6屬于假單胞菌（Pseudomonas?sp.），具有降解喹啉的功能，同時還兼有異養硝化-好氧反硝化的功能，并可以在同步硝化反硝化脫氮的過程中完成污水中含磷污染物的去除，從而達到污水中難降解有機物的去除和同步生物脫氮除磷的目的。

背景技術

喹啉是典型的多環芳香含氮雜環化化合物，具有毒性大、致畸性和致癌性強等特點，難于生物降解，會通過土壤污染地下水資源，對人類健康和生態環境具有巨大的潛在危害，已日益引起人們的關注。尋找有效去除喹啉的方法具有十分重要的意義。

生物處理法因其具有處理量大、成本較低、條件溫和及不產生二次污染等優點而受到人們的青睞。近年來，在不改變現有處理設施的基礎上通過特定功能微生物的添加的生物強化技術，能夠大大提高原有生物處理系統對目標污染物的去除效果，污水處理能力大幅提高，因而越來越受到人們的重視。

國內外研究者從20世紀70年代就開始分離降解喹啉的微生物，其中大多數為假單胞菌屬（Pseudomonas?sp.）。有關喹啉的微生物降解途徑及其降解動力學、遺傳學的研究也在深入，但到目前為止，此類化合物的生物降解過程研究仍相當有限,而對于喹啉降解菌的其他功能研究則更少。

隨著社會的進步和經濟的發展，我國各類水體富營養化污染日益嚴重，藍藻赤潮問題頻發，對水體安全和人體健康造成了巨大的損害。氮、磷等營養物質過剩是引發水體富營養化的根本原因，當水體中N濃度>0.2mg/l，P濃度>0.02mg/l時就會發生富營養化現象。

生物脫氮技術是應用最廣的污水脫氮技術，基本原理是即在于通過硝化作用先將氨氮氧化為硝酸鹽，再通過反硝化過程將硝酸鹽還原成氣態氮。硝化過程中的主體菌是硝化細菌，反硝化過程中的主體菌是反硝化細菌，他們之間脫氮機制的差異直接導致基于硝化反硝化理論的污水脫氮技術工藝廠，能耗高，占地大，環境敏感性高，脫氮效率不高等一系列問題。

生物除磷的基本原理是聚磷菌（Poly-phosphate-Accumulatuing?Organisms，PAOs）的好氧吸磷-厭氧釋磷過程：通過排泥的方式將被細菌過量攝取的磷隨剩余污泥排出系統即可實現除磷的目的。近年來，有學者已研究證實除了聚磷菌PAOs，還存在另一種能夠在存在硝酸鹽條件下的缺氧環境過量吸磷的兼性厭氧反硝化聚磷菌DPBs，二者的除磷機制極為相似。但DPBs細菌能夠將攝磷和反硝化兩個過程同時完成，可以節省約50%COD和30%氧的消耗量，污泥量減少50%，CO₂排放量明顯降低，因此基于反硝化除磷機理的相關工藝的研發已成為當前脫氮除磷新技術的研究熱點。

傳統生物脫氮除磷存在著硝化與反硝化和除磷過程對溶解氧的需求矛盾、聚磷菌與反硝化菌在碳源上的競爭和異氧菌與自養菌在泥齡上的矛盾等機理上的矛盾，這些問題會導致工藝運行過程中的一次性造價高、能耗高、占地大、脫氮除磷效果不穩定、出水水質達標率不夠等一系列問題。目前生物脫氮除磷工藝的發展是圍繞著解決在同一污水處理系統中實現脫氮與除磷的矛盾展開的，開發節能高效的城鎮污水處理工藝已刻不容緩。

本發明是從某鋼鐵廠焦化廢水生物處理系統中的曝氣池回流污泥中取樣，經馴化、分離及純化得到的一株假單胞菌Pseudomonas?sp.QG6，發現其具有降解喹啉的能力；進一步研究發現菌株QG6具有異養硝化-好氧反硝化的能力且在單一好氧條件下兼有除磷的能力，能夠較好的克服上述提到的傳統工藝中存在的矛盾問題，由此完成了本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一株可有效解決有機污染物喹啉并用于環境污染治理的新菌株——假單胞菌Pseudomonas?sp.QG6。本發明提供的菌株QG6能快速降解難降解有機物，且在有其他碳源存在的情況下能達到同步脫氮除磷的目的，為污水處理同步去除難降解有機物和氮磷提供了新的思路。

本發明所提供的喹啉降解菌QG6取自某鋼鐵廠焦化廢水生物處理系統中的曝氣池回流污泥。在含有喹啉的富集培養基中馴化培養，再在以喹啉為唯一碳源、氮源和能源的無機鹽培養基中進行馴化培養，并通過平板劃線分離純化得到。