[發明專利]一種好氧反硝化細菌及其在污水處理中的應用

有效

• 申請號: 201310680417.2
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103667168A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 吳振斌;張雪琪;張燕;周巧紅;賀鋒;徐棟
• 申請（專利權）人: 中國科學院水生生物研究所
• 主分類號: C12N1/38
• 分類號: C12N1/38;C12N11/10;C12N11/08;C02F3/34;C12R1/38
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明屬于環境微生物領域，具體涉及一種好氧反硝化細菌，還涉及該細菌在污水處理中的應用。

背景技術

近年來，工業廢水的大量排放以及農業大量施用化肥，導致氮素污染引起的水環境問題日益突出，而其中硝酸鹽污染問題尤為嚴重。硝酸鹽及其衍生物因具有致病、致癌作用而影響人類健康。因此，加大對污水中氮素污染的治理，尤其是提高硝酸鹽氮的處理效率是目前污水處理技術中亟待解決的問題。

生物反硝化脫氮是利用微生物的作用，在厭氧或缺氧條件下，以硝酸鹽替代氧作電子受體將硝酸鹽逐步還原為氣態產物脫除，是一種經濟有效的脫氮方式。但往往由于受到厭氧和缺氧條件的限制，生物脫氮過程進行的并不徹底。好氧反硝化菌的出現使得反硝化過程更容易控制，其是利用好氧反硝化酶的作用，在有氧條件下進行反硝化作用的一類反硝化細菌。自20世紀80年代，Robertson等（Robertson?et?al.Archives?of?Microbiology,1984,139,351-354）在除硫和反硝化處理系統中首次分離出好氧反硝化菌以來，人們對于好氧反硝化菌的脫氮性能已經進行了一定程度上的研究。然而已篩得的好氧反硝化菌大部分脫氮效率不高，一般在溶解氧濃度較低時才會具有反硝化活性，因此，篩選分離出高效的好氧反硝化細菌菌株，并將其應用于實際污水處理中，以節約脫氮成本，提高經濟效益具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一株好氧反硝化細菌，該細菌已于2013年10月23日送往中國典型培養物保藏中心進行保藏，分類命名：施氏假單胞菌（Pseudomonas?stutzeri）JH-1，保藏編號：CCTCC?NO：M2013488。該菌株具有高效脫除水體中硝酸鹽氮的能力。

本發明的另一個目的在于提供了一株好氧反硝化細菌在污水處理中的應用，單獨使用該菌，或者將該菌進行固定化后投放到水體中，均可以有效地去除水體中的硝酸鹽氮，且無亞硝態氮的累積，并且除氮速度快。

為了達到上述目的，本發明采取以下技術措施：

一種好氧反硝化細菌，其篩選過程是：

（1）富集

于2013年5月從增氧型復合垂直流人工濕地小試系統兩套系統中采集土壤樣品，采樣深度為表層10cm。無菌條件下稱量10g土壤接入500mL的液體培養基中進行富集，利用間歇曝氣法進行富集，間歇時間為12h，每次曝氣3h，于30℃溫箱培養，每五天轉接一次，富集時間1個月。測得硝態氮的去除率為99.9%，基本上沒有亞硝氮的累積。

所述液體培養基為KNO₃2g，K₂HPO₄1g，KH₂PO₄1g，MgSO₄0.2g，檸檬酸鈉5g，微量鹽溶液2mL；蒸餾水1000mL。

（2）初篩

采用涂布法將富集得到的菌懸液均勻涂布于BTB選擇性培養基，30℃溫箱培養3d后，選取變藍的菌落或暈圈作為初篩菌。

（3）復篩

將初篩的菌株接種于液體培養基，30℃，120r·min^-1搖床培養5d，進行復篩。每24小時利用格氏試劑、二苯胺試劑顯色來檢測硝酸鹽的降解情況，選取去除效果好的菌株。

所述BTB培養基為：瓊脂20g，KNO₃1g，KH₂PO₄1g，FeCl₂·6H₂O0.5g，CaCl₂·7H₂O0.2g，MgSO₄·7H₂O1g，琥珀酸鈉8.5g，BTB(1%溶于酒精)1mL；蒸餾水1000mL，用1mol·L^-1NaOH調節pH至7.0～7.3。

通過綜合比較硝態氮的去除率，亞硝態氮的累積量以及硝態氮的去除速率等指標，最終從28株初篩菌中篩選出一株好氧反硝化細菌JH-1，其16SrRNA為SEQ?ID?NO.1所示。該細菌已于2013年10月23日送往中國典型培養物保藏中心進行保藏，分類命名：施氏假單胞菌（Pseudomonas?stutzeri）JH-1，保藏編號：CCTCC?NO：M2013488，地址：中國武漢武漢大學。

JH-1為革蘭氏陰性菌，為短桿菌，長為1.0um—1.5um,寬為0.2um—0,4um,無芽孢和鞭毛，在固體培養基上形成不透明的白色菌落，菌落表面光滑，邊緣整齊。