[發明專利]一種好氧反硝化組合菌劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210966530.6
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115386517A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 洪培;疏義林;吳海龍;汪建中
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;C12R1/01;C12R1/38
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 陳偉

本發明提供了一種好氧反硝化組合菌劑及其制備方法和應用，屬于廢水處理技術領域。本發明提供了一種門多薩假單胞菌IHB602、甲基桿菌DC?1和施氏假單胞菌IHB618，所述的菌可用于廢水處理，顯著提高廢水中無機氮的去除效率，共聚集能力強，且其制備方法及應用工藝簡單，可顯著降低能耗及成本，對于廢水處理具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種好氧反硝化組合菌劑及其制備方法和應用。

背景技術

廢水處理是指利用物理、化學和生物的方法對廢水進行處理，使廢水凈化，減少污染，以至達到廢水回收、復用，充分利用水資源。其主要包括生活污水、工業廢水等。廢水處理方法包括物理處理法(如重力分離法、離心分離法、篩濾截留法和活性炭吸附法)、化學處理法及生物處理法。生物處理法主要是通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法，根據作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。

氮的去除效率是廢水處理中最重要的問題之一。由于常規的生物脫氮涉及好氧硝化和厭氧反硝化兩個過程，兩類菌群對溶氧和有機碳的需求不同，這兩個過程始終在不同的反應器中或在一個具有不同時間順序的反應器中分別運行，從而導致工藝操作復雜，運行能耗和成本高。好氧反硝化技術提供了一種克服以上常規反硝化技術缺點的方法，在好氧條件下將硝酸鹽轉化為氮氣。好氧反硝化菌劑強化應用雖然在短期內就可以有效增加污水處理系統的脫氮效能(Duan et al.,2015；Chen et al.,2019)，然而仍存在強化菌群流失嚴重，無法長期穩定地維持在系統中(Chen et al.,2015)。如在懸浮污泥的中試規模SBR中添加好氧反硝化菌株LAD9、GAD3和GAD4進行生物強化，長期運行后無法檢測到這些菌株，暗示功能菌流失(Chen et al.,2015)。研究表明，生物膜顯示出良好的微生物保留能力和生物質的高度維持優勢(De et al.,2018)。因此，利用好氧反硝化細菌在生物膜系統中的強化應用，為解決上述問題提供了新的路徑(Yang et al.,2018)。采用好氧反硝化細菌-生物膜系統的前提是能夠讓降解污染物的菌群與促進生物膜形成菌群組合起來應用，目前仍然存在一定問題，例如促進生物膜形成的細菌可能無法耐受污水中高濃度的污染物，降解污染物的細菌因難以完全固定在生物膜中而流失。此外，促進生物膜形成的細菌和降解污染物細菌共存時，菌群的生長可能會受到相互抑制(Li et al.,2008)。這些問題都可能會降低污水處理效率，達不到理想的去污效果。解決上述問題的理想方案之一是進一步通過篩選獲得既能夠促進生物膜形成又能高效去除高濃度污染物的菌株。

微生物聚集是生物膜發育和活性污泥絮凝的重要一步。微生物在同一物種中的粘附能力稱為自聚集，不同種的微生物相互粘附的能力稱為共聚集。自聚集和共聚集都是生物膜形成的重要基礎(Arzmi et al.,2015)。研究表明，具有大量細胞外聚合物形成能力的自聚集菌株通過橋接介導非聚集菌株之間的共聚集，促進多物種淡水生物膜的發展(Simoes et al.,2008)。共聚集有助于將微生物物種整合到生物膜中，促進基因和代謝物的交換，并支持微生物在各種環境條件下的生存(Katharios-Lanwermeyer et al.,2014)。

目前，兼具自聚集好氧反硝化能力的菌株報道較少(Wang et al.,2018；Hong etal.,2019)，且未見對其共聚集能力的評價，未獲得共聚集最優組合菌劑，進而沒有對共聚集菌劑強化應用的潛能開展評估。因此，開發共聚集能力更好的組合菌劑，并將其應用于廢水處理中，對于廢水處理具有重要的意義。

發明內容