[發明專利]一株可在低碳氮比條件下高效脫氮的反硝化菌及其應用

有效

• 申請號: 201410095197.1
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103865852A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 孫迎雪;廉巍雪;周曉黎;田媛
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;任鳳華

技術領域

本發明涉及一株可在低碳氮比條件下高效脫氮的反硝化菌及其應用。

背景技術

城市污水再生利用是緩解水資源短缺、防治水環境污染、改善水環境質量的有效途徑。經過再生處理的城市污水廠二級出水可用于城鎮雜用、水源回補、景觀娛樂、工業用水、農林牧漁業用水等多個方面。但是由于城市污水二級出水中含有的氮等營養物質，是導致水體富營養化和水華風險的關鍵因素。因此，控制再生水中的氮濃度對于城市污水回用補給河流湖泊等地表水體至關重要。

對于氮素污染的治理，生物脫氮是最經濟有效的脫氮方式。生物脫氮分為兩個部分，硝化和反硝化過程，硝化作用是將氨氮轉化為硝酸鹽氮；反硝化作用是將水體中的硝酸鹽氮轉化為亞硝酸鹽氮及一系列的中間氣態產物，最終變成無害氣體氮氣從水體中去除，是從水體中徹底脫氮的重要過程。反硝化作用通過反硝化菌的生命活動實現的，因此高效反硝化菌的發現對生物脫氮意義重大。

反硝化菌為異養菌，而城市污水二級出水中COD濃度較低，需要外加碳源滿足反硝化作用，因此，研究碳源類型、碳氮比對反硝化菌脫氮特性的影響可以找出更加經濟有效的碳源，節約成本。且城市污水二級出水碳源種類繁雜，發現可利用多種碳源的反硝化菌可以提高碳源的利用率，減少外加碳源的投入，為工程應用節約成本。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的是提供一株高效利用多種碳源實現徹底反硝化的細菌，該菌在低碳氮比條件下也可實現完全反硝化，并且反硝化的中間產物亞硝酸鹽氮（NO₂^--N）的積累量少。

本發明所提供的反硝化細菌是芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4，該菌株已于2013年9月29日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（簡稱CGMCC，地址為：北京市朝陽區北辰西路1號院3號），保藏編號為CGMCC?No.8290。

芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4CGMCC?No.8290的16s?rDNA序列如序列表中序列1，芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4CGMCC?No.8290的形態特征如下：菌落圓形、邊緣整齊、黃色透明、表面平坦；菌體桿狀、長30-40μm，革蘭氏染色陽性。芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4CGMCC?No.8290的生理生化特征如表2所示。

本發明的另一個目的是提供一種反硝化菌劑，該反硝化菌劑的活性成分為所述的芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4CGMCC?No.8290。

所述菌劑還可包括載體。所述載體可為固體載體或液體載體。所述固體載體為礦物材料、植物材料或高分子化合物；所述礦物材料為粘土、滑石、高嶺土、蒙脫石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一種；所述植物材料為玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一種；所述高分子化合物為聚乙烯醇和/或聚二醇。所述液體載體可為植物油、礦物油或水；所述有機溶劑為癸烷和/或十二烷。所述菌劑中，所述活性成分可以以被培養的活細胞、活細胞的發酵液、細胞培養物的濾液或細胞與濾液的混合物的形式存在。所述菌劑的劑型可為多種劑型，如液劑、懸浮劑、粉劑、顆粒劑、可濕性粉劑或水分散粒劑。

根據需要，所述菌劑中還可添加表面活性劑（如吐溫20、吐溫80等）、粘合劑、穩定劑（如抗氧化劑）、pH調節劑等。

含有所述芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4CGMCC?No.8290的反硝化生物膜或反硝化生物膜反應器也屬于本發明的保護范圍。

該反硝化生物膜具體是由人工填料或天然材料作為載體，所述芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4CGMCC?No.8290附著絮凝其表面形成的膜狀物。

上述芽孢桿菌（Bacillus?sp.）DN-LWX4、上述反硝化菌劑、上述反硝化生物膜或反硝化生物膜反應器在去除硝酸鹽氮（NO₃^--N）和/或亞硝酸鹽氮（NO₂^--N）中的應用也屬于本發明的保護范圍。