[發(fā)明專利]一種芽孢桿菌及其在含磷廢水處理中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410016295.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN104342382B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪蘋;應(yīng)清界;劉堃;張憲鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工商大學(xué);江蘇仙融環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C02F3/34
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11100
• 代理人: 劉徐紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芽孢桿菌PWL-L16及其在含磷廢水處理中的應(yīng)用，是在厭氧條件下將水中的磷酸鹽還原磷化氫，以及該菌株在模擬不同濃度含磷廢水中的除磷效率，屬于微生物領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，氮磷含量超標(biāo)，而水體中較低濃度的磷(0.018mg/L)就能刺激藻類大量繁殖，因此磷元素是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的限制元素，在廢水處理中除磷較脫氮更具有實(shí)際意義。常見的廢水除磷方法有吸附法，化學(xué)法和生物法三種。而傳統(tǒng)除磷工藝是將水相中的磷轉(zhuǎn)化為固相中的磷，通過排放富含磷元素的污泥實(shí)現(xiàn)除磷的目的，因此面臨著處理處置大量剩余污泥的問題。

在厭氧環(huán)境中，某些微生物可將磷酸鹽還原為磷化氫，此反應(yīng)和硝酸鹽生物還原反應(yīng)應(yīng)用于生物脫氮一樣，也可應(yīng)用于生物除磷。由此，將以磷酸鹽還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的除磷技術(shù)稱為厭氧生物除磷技術(shù)。磷酸鹽還原反應(yīng)的產(chǎn)物磷化氫溶解度較低易與廢水分離，不需排泥來除磷和考慮系統(tǒng)厭氧釋磷、好氧攝磷協(xié)調(diào)問題，且厭氧微生物的生長(zhǎng)速率比好氧微生物小，不會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥。此還原反應(yīng)是厭氧過程，無需耗能充氧，且可在一個(gè)簡(jiǎn)單反應(yīng)器中進(jìn)行，占地小、操作簡(jiǎn)便。

Dévai等人(1988)首次在污水處理廠的揮發(fā)物中檢測(cè)到磷化氫的存在。其后，隨著檢測(cè)技術(shù)的提高，相繼報(bào)道了磷化氫存在于港口沉積物、濕地、垃圾場(chǎng)、污水處理廠、養(yǎng)殖場(chǎng)、沼澤釋放出來的氣體樣品中。Gassmann和Glindemann(1993)在實(shí)驗(yàn)室中利用混合厭氧菌種培養(yǎng)基證實(shí)了生物的活動(dòng)可以產(chǎn)生磷化氫，并提出甲烷的生成與磷酸鹽轉(zhuǎn)化成磷化氫存在一定相關(guān)性。Dévai和Delaune(1995)證明在沼澤地土壤樣品中增加磷酸鹽和溶解性有機(jī)物(蛋白胨)可增加磷化氫的含量。Eismann(1997)的研究得出磷化氫的產(chǎn)生是以微生物為媒介的過程。Rutishauser和Bachofen(1999)觀察了污水處理廠污泥濃縮池上部污泥中磷化氫的形成，證明了磷化氫形成動(dòng)力學(xué)遵循典型微生物生長(zhǎng)曲線，磷源和碳源的交替影響促進(jìn)磷化氫的形成。Jenkins等人(2000)監(jiān)測(cè)得出一些厭氧微生物可以產(chǎn)生磷化氫。

目前我國(guó)對(duì)磷化氫的形成也進(jìn)行了一定的研究，劉季昂等人(1999)檢測(cè)了北京郊區(qū)稻田土壤和水庫(kù)濕地中結(jié)合態(tài)磷化氫，發(fā)現(xiàn)隨土壤深度的增加，磷化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有降低的趨勢(shì)。曹海峰(2000)等人指出磷化氫可作為大氣中磷元素的一種載體，參與全球的磷循環(huán)，并且在合適厭氧條件下，某些含磷物質(zhì)能被微生物厭氧還原為磷化氫。劉志培等人(2004)測(cè)定了不同環(huán)境來源中12個(gè)樣品磷化氫的含量，得出不同來源的樣品，其磷化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差別很大，并提出磷化氫的產(chǎn)生對(duì)污水除磷處理有一定的作用。周康群等用污泥濃縮池及雞糞種泥分離出厭氧條件下總磷還原為磷化氫的功能菌。劉暉等在厭氧除磷功能菌的富集中得到4種菌，均有能在厭氧條件下產(chǎn)生PH₃的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一株具有厭氧磷酸鹽還原的細(xì)菌，該菌株能夠?qū)⑺械牧姿猁}還原為磷化氫，區(qū)別于傳統(tǒng)生物除磷將水中的磷以液態(tài)的形式轉(zhuǎn)化為固態(tài)去除，該菌可以將水中的磷從液態(tài)形式轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，可以作為一種新的除磷途徑。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種芽孢桿菌PWL-L16，該菌株的分類命名為芽孢桿菌（Bacillus sp.），屬于芽孢桿菌PWL-L16，保藏編號(hào)為CGMCC No.8568，保藏日為2013年12月11日，保藏單位為中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)中國(guó)科學(xué)院微生物研究所。

本發(fā)明分離的梭狀芽孢桿菌PWL-L16的生物學(xué)特征：

本發(fā)明分離的梭狀芽孢桿菌PWL-L16，為革蘭氏陰性厭氧菌，細(xì)胞形狀為橢圓，在固態(tài)培養(yǎng)皿培養(yǎng)基上菌落呈圓形、淡黃色、不透明、質(zhì)地濕潤(rùn)、不凸起、表面光滑、邊緣不整齊。本發(fā)明分離的梭狀芽孢桿菌主要生理生化指標(biāo)見表1。

表1PWL-L16菌株的主要生理生化指標(biāo)

本發(fā)明通過從雞糞與活性污泥混合泥源中分離篩選得到一株芽孢桿菌（Bacillussp.）PWL-L16。該菌株易于生長(zhǎng)，能在厭氧條件下將水中的磷酸鹽還原轉(zhuǎn)化為磷化氫，本發(fā)明的菌株能夠開發(fā)成一種新型應(yīng)用于含磷廢水除磷的微生物菌劑。

一種芽孢桿菌PWL-L16在含磷廢水處理中的應(yīng)用，該菌株適于去除高濃度含磷廢水中的磷，所述的含磷廢水的濃度為10mg/L～110mg/L，所述的含磷廢水的溫度為25℃～50℃，優(yōu)選為27℃～37℃，所述的含磷廢水的pH范圍為5～8，優(yōu)選為6～7。