[發明專利]一株具有兼性反硝化同步脫氮除磷性能的泛養副球菌

在審

• 申請號: 202210511205.0
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114940957A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 代洪亮;孫楊;王素琴;劉凱;李瀟睿;王新剛;劉延鵬;蔡星偉;王秀杰
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學;鎮江中微環境科技有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/02;C12N1/36;C02F3/30;C02F3/34;C12R1/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 余俊杰

本發明公開了一株具有兼性反硝化同步脫氮除磷性能的泛養副球菌，菌株命名為Paracoccus pantotrophus JUST?2，保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC NO：M 2022235。本發明篩選分離獲得的菌株能夠在實現同時去除污水中氮磷的性能：其在高濃度氮磷合成污水中TN、TP初始濃度分別為80mg/L和90mg/L時，菌株對TN和TP 12小時的去除率達22.93％和14.36％，24小時達80.24％和74.27％；在實際市政污水中TN、TP濃度分別為42.31mg/L和5.12mg/L時，經厭氧6小時，好氧6小時，缺氧9小時反應后，菌株對TN、TP的去除率達90.22％和83.79％。

技術領域

本發明屬于環境微生物技術領域，涉及一種市政污水處理的生物方法，具體為一株具有兼性反硝化同步脫氮除磷性能的泛養副球菌。

背景技術

污水處理技術逐漸從以去除單一有機物為目的的階段進入既要去除有機物又要去除氮和磷的深度處理階段。城市污水脫氮除磷是目前污水處理工藝的關鍵點，全球很多已建和擬建的污水處理廠都面臨著同步脫氮除磷的問題。研究發現，微生物在污水中不但能很好的生存，還能利用自身優勢去除污水中的有害物質，從而進一步達到凈化污水的目的。微生物處理技術因能源消耗低，處理效率高，無二次污染等優點而備受關注。生物脫氮除磷技術具有經濟高效的優點，在污水處理領域已得到廣泛應用。

傳統脫氮除磷技術是利用微生物在厭氧/缺氧/好氧條件下去除污水中的氮和磷。傳統生物脫氮技術是利用硝化菌和反硝化菌的氧化還原作用把含氮化合物轉化成氣態分子氮從污水中去除的過程。傳統生物除磷技術是利用聚磷菌在污水中厭氧釋磷，然后在好氧條件下過量吸磷，最后通過排泥從污水中除去磷，從而達到減少污水中磷含量的目的。但是傳統方法需要不同的微生物群體各自發揮作用才能達到脫氮除磷的效果，而這些微生物生長所需要的營養物質、溫度、pH等條件不盡相同，很難達到讓所有微生物都處于最佳生長狀態的條件。微生物菌群之間屬于相互獨立且競爭的關系，所以它們各自的功能都受到一定限制，很難保持系統的穩定性并同時達到高效脫氮除磷。脫氮除磷系統由于不同的微生物培養條件、污泥齡之間的矛盾、碳源的競爭等等問題，常導致操作復雜，投資成本增加，這給實現穩定可靠的脫氮除磷帶來了挑戰。為了解決傳統脫氮除磷系統中存在的矛盾，人們篩選到能以O₂、NO₂^-或NO₃^-作為電子受體的反硝化聚磷菌，反硝化同步脫氮除磷技術應運而生。

反硝化除磷是利用反硝化聚磷菌的生理代謝活動產生的一種能夠實現高效低能耗的污水脫氮除磷新工藝。Kuba首次研究發現了集反硝化與除磷于一身的兼性厭氧微生物—反硝化聚磷菌。在厭氧條件下，反硝化聚磷菌分解細胞內的Poly-P和糖原產生能量，吸收污水中的VFAs并將其轉化為PHB儲存于細胞內；在缺氧條件下，反硝化聚磷菌分解PHB產生能量，并利用亞硝酸鹽或硝酸鹽為電子受體進行磷酸鹽的過量吸收和糖原的合成，同時將亞硝酸鹽或硝酸鹽轉化為N₂，達到同步脫氮除磷的目的。基于反硝化除磷菌開發的多種工藝主要用于城市生活污水的處理等。反硝化除磷工藝將反硝化脫氮和除磷這兩個過程合二為一,達到同步脫氮除磷目的。這實現了“一碳兩用”的目標，節省了碳源，還可以使理論產泥量會比傳統除磷脫氮工藝少50％，使COD耗量節省50％、氧氣耗量降低30％，而且共用反應池也縮短了工藝流程。

在能夠參與廢水中無機污染物去除的各種生物中，具有同步反硝化脫氮和除磷功能的細菌的潛力是深遠的。目前已報道有多種菌株能夠反硝化同時脫氮除磷，它們的性能被深入研究，以至能夠投入到工程應用中。反硝化除磷菌性能將取決于它們提高去除效率和克服自然環境條件的能力。因此，迫切需要探索能夠同時去除氮和磷的新型反硝化除磷菌株，從而徹底根除廢水中的污染物。如何不斷篩選和馴化出高效的反硝化除磷菌，并將其應用至污水處理以提高脫氮除磷性能還是當前的難題。