專利名稱：一株耐鹽脫氮除磷高地芽孢桿菌其在廢水處理中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一株高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)及其在高鹽廢水處理中的應(yīng)用。該菌株具有異養(yǎng)硝化-好氧反硝化的功能，可以在高鹽條件下實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化脫氮的過程，同時完成污水中含磷污染物的去除。
背景技術(shù)：
我國目前各類水體富營養(yǎng)化污染日益嚴(yán)重，藍(lán)藻赤潮問題頻發(fā)，對水體安全和人體健康造成了巨大的損害。氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)過剩是引發(fā)水體富營養(yǎng)化的根本原因，當(dāng)水體中N濃度>0. 2mg/l，P濃度>0. 02mg/l時就存在發(fā)生富營養(yǎng)化的可能性。生活污水是氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的最大排放源，因此生活污水脫氮除磷新工藝的開發(fā)一直受到關(guān)注。 生物脫氮技術(shù)是目前應(yīng)用最廣的污水脫氮技術(shù)。生物脫氮的基本原理是在微生物的作用下將污水中的有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2的過程,包括硝化和反硝化兩個反應(yīng)過程。硝化反應(yīng)是由一群自養(yǎng)好氧微生物完成，具體分兩個階段分別由亞硝酸菌和硝酸菌兩種菌完成。第一步是由亞硝酸菌將NH4+氧化為NO”第二步是由硝酸菌將NO2-進(jìn)一步氧化為N03_。反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型兼性厭氧微生物完成的，是指在無氧或低氧條件下，反硝化細(xì)菌將N02_和N03_還原為氮?dú)獾倪^程。可以看出，生物脫氮過程本身就存在著矛盾硝化反應(yīng)需要較長的污泥齡和好氧條件，大量有機(jī)物存在時會造成硝化細(xì)菌的流失；而反硝化細(xì)菌則需要較短的污泥齡和缺氧條件，高度依賴有機(jī)物為其脫氮過程提供電子供體。因硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌生理機(jī)制的差異導(dǎo)致了基于該理論的污水脫氮技術(shù)工藝冗長、能耗大、占地面積大，且對環(huán)境變化非常敏感，脫氮效率不佳。污水除磷的方法有化學(xué)除磷、生物除磷以及生化除磷等?；瘜W(xué)除磷的基本原理是通過投加化學(xué)藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，最終通過固液分離的方法將磷從污水中去除，有石灰沉淀法及金屬鹽沉淀法?；瘜W(xué)除磷操作簡單、除磷效果好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；但是需要投加大量的化學(xué)藥劑，處理費(fèi)用較高，并且會產(chǎn)生二次污染。生物除磷工藝是目前較為經(jīng)濟(jì)的除磷方法，其基本原理是聚磷菌(Poly-phosphate-Accumulatuing Organisms,PAOs)的吸/釋磷過程在厭氧條件下，PAOs分解細(xì)胞聚磷酸鹽的同時產(chǎn)生ATP，并利用ATP將環(huán)境中的揮發(fā)性脂肪酸等小分子有機(jī)物攝入胞內(nèi)，將其以PHB (聚-P羥基丁酸鹽)及糖原等有機(jī)顆粒的形式存在于細(xì)胞內(nèi)，同時將聚磷酸鹽水解生成的正磷酸鹽(PO/—)排出細(xì)胞外；在好氧條件下，PAOs以氧氣為電子受體，利用PHB代謝釋放的能量，從污水中吸收超過其生長所需要的磷并以聚磷酸鹽的形式貯存在細(xì)胞體內(nèi)。通過排泥的方式將被細(xì)菌過量攝取的磷隨剩余污泥排出系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)除磷的目的。生物脫氮除磷發(fā)生機(jī)制的差異導(dǎo)致了這兩個過程本身就是一個矛盾統(tǒng)一體，產(chǎn)生矛盾的根本原因是不同功能的微生物所需要的最佳生長條件不同。硝化需要長泥齡的硝化細(xì)菌和好氧條件，反硝化需要短泥齡的反硝化菌和缺氧條件，釋磷需要短泥齡的聚磷菌和厭氧條件，而吸磷則需要好氧條件。此外，反硝化菌和聚磷菌之間還存在著因生活污水中碳源不足而產(chǎn)生的競爭關(guān)系。生物脫氮除磷工藝的發(fā)展也主要是圍繞著在同一污水處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)脫氮與除磷的矛盾展開的。因這些固有矛盾的存在，造成了我國多數(shù)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用高、脫氮除磷效果不穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)率較低，開發(fā)節(jié)能高效的城鎮(zhèn)污水處理工藝已迫在眉睫。近年來，生物脫氮除磷在技術(shù)與理論方面也有了新的進(jìn)展和突破。在生物脫氮技術(shù)上，開發(fā)出了 SHARON、CANON、OLAND和ANNAM0X等新型脫氮工藝，這些工藝在某種程度上解決了脫氮過程對碳源的依賴，但仍未擺脫好氧厭氧結(jié)合的兩段式生物脫氮的限制。在生物除磷理論上，發(fā)現(xiàn)了特殊的反硝化聚磷菌(DPB)，其基本原理為在厭氧階段，DPB充分利用環(huán)境中的揮發(fā)性脂肪酸等小分子有機(jī)物進(jìn)行大量繁殖，同時水解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽將產(chǎn)生的無機(jī)磷酸鹽排出細(xì)胞外，并利用此過程產(chǎn)生的ATP合成PHB貯存體內(nèi)；在缺氧階段，DPB以硝酸鹽氮作為氧化PHB的電子受體，降解PHB所產(chǎn)生的能量一部分用于維持生命活動，一部分則用于過量攝取水中無機(jī)磷酸鹽并以聚合磷酸鹽的形式儲存于細(xì)胞體內(nèi)，同時將硝酸鹽氮還原為氮?dú)狻Ｏ啾葌鹘y(tǒng)除磷理論，反硝化除磷過程能夠節(jié)省一定的COD與曝氣量，進(jìn)而 減少了污泥產(chǎn)量。然而，無論是PAOs理論還是DPB理論，都需要好氧/缺氧/厭氧交替的環(huán)境來提供微生物的生長條件。隨著海水直接利用以及高含鹽工業(yè)廢水的大量排放，高鹽廢水中的高濃度有機(jī)物或營養(yǎng)物，如C0D、N、P等，對水體環(huán)境造成巨大壓力，加速了江河湖泊的富營養(yǎng)化進(jìn)程。除此之外，高鹽廢水滲入土壤系統(tǒng)中，造成土壤生物、植物因脫水而死亡，進(jìn)而造成土壤生態(tài)系統(tǒng)的瓦解。高鹽度對常規(guī)生物處理系統(tǒng)中微生物的的正常代謝會產(chǎn)生不利的影響，主要包括滲透壓偏高，微生物細(xì)胞質(zhì)壁分離，使生長受到阻礙甚至死亡；微生物代謝酶活性受阻；水體密度增加，影響污泥沉降效果等。因此，在高鹽度條件下實(shí)現(xiàn)廢水的同步脫氮除磷成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。近些年來，有研究者通過選擇培養(yǎng)馴化出耐高鹽的菌種，以及從自然界高鹽環(huán)境中分離出耐鹽菌和嗜鹽菌，將其應(yīng)用于高鹽廢水處理，取得了一定的處理效果。然而，國內(nèi)外對高鹽廢水的報(bào)導(dǎo)大多數(shù)關(guān)注點(diǎn)在于有機(jī)物去除的研究，目前還沒有對高鹽條件下同時具有脫氮除磷能力菌種的報(bào)道。本發(fā)明分離出一株高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis),發(fā)現(xiàn)其具有耐高鹽兼具異養(yǎng)硝化-好氧反硝化的能力；進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌在單一好氧條件下兼有同步除磷的能力。利用這類具有特殊性質(zhì)的細(xì)菌的生理特性和代謝機(jī)理，基于硝化過程可以是異養(yǎng)細(xì)菌的生理行為，而反硝化和除磷過程可以在好氧條件下進(jìn)行，使得可以在高鹽條件的同一好氧環(huán)境下完成脫氮除磷，能夠較好的克服上述提到的傳統(tǒng)生物處理中存在的矛盾問題，由此完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種高鹽兼具異養(yǎng)硝化-好氧反硝化和好氧攝磷能力的菌株及其在廢水處理中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株已于2012年3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)，保藏號為CGMCCNo. 5948。
本發(fā)明所提供的菌株，具有以下表型特征在25_35°C下，營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng)16-32h后，通過革蘭氏染色后在顯微鏡下呈陽性，菌體呈桿狀，有芽孢無莢膜，邊緣粗糙，乳白色，大小為(0. 6-1. 2) umX (I. 5-6.0) Um0該菌株的16S rRNA基因序列特征其16S rRNA具有如序列表中序列I所示的核苷酸序列，序列長度為1428bp。根據(jù)其形態(tài)特征和生理生化特征及其16S rRNA基因序列在Genbank中的檢索結(jié)果，鑒定該菌株為高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)。根據(jù)該菌株耐鹽性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果，高地芽抱桿菌(Bacillus altitudinis)耐鹽范圍(以NaCl計(jì))為1_13%。本發(fā)明所提供的高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)能夠在高鹽條件下，以有機(jī)物為電子受體，NH4+為電子供體，將NH4+氧化為NO2-或NO3-;能夠在好氧的條件下，以有機(jī)物為電子供體，N02_或N03_為電子受體，將其還原為氮?dú)?；還能夠在好氧條件下，將無機(jī)磷攝入體內(nèi)轉(zhuǎn)化為自身組分進(jìn)而實(shí)現(xiàn)去除污水中磷元素的目的。 本發(fā)明所提供的高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)可用于同步脫氮除磷,在實(shí)際應(yīng)用中，可將菌株置于高鹽廢水中實(shí)現(xiàn)氮磷同步去除的目的。其所述廢水的鹽度(以NaCl計(jì))范圍為1%_13%，優(yōu)選為3%_10%所述廢水的碳氮比可為3. 7-9，優(yōu)選為9。所述廢水的溫度可為20_40°C，優(yōu)選為20_30°C，更優(yōu)選為30°C。 所述廢水的pH可為6. 5-8. 0，優(yōu)選為6. 5-7. 5，更優(yōu)選為6. 5-7. 0。本發(fā)明的高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)及其應(yīng)用與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果(I)本發(fā)明的高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株對高鹽的耐受力強(qiáng),能夠在高鹽、好氧條件下實(shí)現(xiàn)好氧條件下氮磷的同步去除，解決了高鹽對傳統(tǒng)生物處理過程的限制以及傳統(tǒng)廢水處理中生物脫氮除磷需要采取厭氧釋磷、缺氧反硝化、好氧硝化吸磷分段處理的瓶頸問題；(2)硝化和反硝化偶聯(lián)進(jìn)行，反硝化過程中產(chǎn)生的堿度可以很好的彌補(bǔ)硝化過程中產(chǎn)生的酸度，整個過程無需加堿調(diào)節(jié)PH ;相比自養(yǎng)硝化細(xì)菌，異養(yǎng)硝化細(xì)菌的生長速率快、細(xì)胞產(chǎn)率高，可以有效解決自養(yǎng)硝化細(xì)菌增值緩慢、系統(tǒng)水力停留時間長的問題；(3)脫氮和除磷同步進(jìn)行，解決了反硝化菌和聚磷菌對碳源的競爭問題；(4)采用本發(fā)明，在傳統(tǒng)活性污泥法的二級生化處理系統(tǒng)，可以完成碳氮磷的同步去除，無須構(gòu)建新的反應(yīng)器，最大限度的簡化了工藝流程，節(jié)省了設(shè)備和投資的成本，因此，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益；(5)本發(fā)明適用于高含鹽廢水的脫氮除磷處理，應(yīng)用前景廣闊，具有很好的社會效
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Mo以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例僅為舉例說明，本發(fā)明的范圍并不以具體實(shí)施方法為限，而是由權(quán)利要求的范圍加以限定。


附圖I高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在鹽度為3%時對氮素和磷酸鹽的降解曲線
附圖2高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同鹽度下對氨氮的降解曲線附圖3高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同鹽度下對磷酸鹽的降解曲線附圖4高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同pH條件下的脫氮曲線附圖5高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同pH條件下的除磷曲線附圖6高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同溫度條件下的脫氮曲線附圖7高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同溫度條件下的除磷曲線附圖8高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同C/N條件下的脫氮曲線附圖9高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在不同C/N條件下的除磷曲線具體實(shí)施實(shí)例下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于一下實(shí)施例。下述實(shí)施例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中，所述百分含量如無特殊說明，均為質(zhì)量百分含量。實(shí)施例中各種污染物的監(jiān)測分析方法參考《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002)。溫度和溶解氧通過便攜式溶氧測定儀(YSI550A，USA)進(jìn)行測定。污泥濃度(MLSS)和揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)根據(jù)重量法測定。實(shí)施例中使用的各種單位，統(tǒng)一采用國家標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施實(shí)例I :高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)在鹽度為3%時的同步脫氮除磷能力測定將高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株(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)，保藏號為CGMCC No. 5948)接種于IL的LB培養(yǎng)基中，防止雜菌的侵入并保持菌體的生長活力，進(jìn)行富集培養(yǎng)。將培養(yǎng)得到的菌液離心，用無菌水洗滌三次，制成光密度(OD6tltl)為1-2的菌懸液。取IOmL上述菌懸液加入兩個含有90mL的鹽度(以NaCl計(jì))為3%的測試培養(yǎng)基(每升含 0. 94g 葡萄糖，0. 153g NH4Cl，0.035g KH2PO4,0. IgMgSO4 7H20,0. 006g FeSO4 7H20，pH7. (T7. 5)的錐形瓶中，用9層紗布封口，30°C 150rpm的搖床中振蕩培養(yǎng)。未接種菌懸液的培養(yǎng)基進(jìn)行同等條件下的實(shí)驗(yàn)作為空白對照。于011、611、1211、1811和2411取少量反應(yīng)液，其中一部分直接用于測定菌體光密度，其余部分在8000rpm下離心5min,取上清液測定各種含氮化合物及磷酸鹽的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見附圖I。高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株在高鹽條件下生長良好，且對氨氮和林素那樣有較強(qiáng)的降解能力。在24h內(nèi)，菌株處于對數(shù)生長期，與此同時氨氮和磷酸鹽的降解同步進(jìn)行，24h時去除率達(dá)到最大值91. 90和84. 30%。此外，在整個降解過程中，硝氮和亞硝氮的濃度無明顯積累，廢水中大部分的氨氮通過異養(yǎng)硝化-好氧反硝化作用直接轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物。此外，24h內(nèi)磷酸鹽的濃度由最初的10mg/L下降至I. 56mg/L，說明該菌株在高鹽條件下具有異樣硝化-好氧反硝化能力的同時兼有較強(qiáng)的除磷功能。實(shí)施實(shí)例2 :菌株在不同鹽度條件下的脫氮除磷效果以葡萄糖為碳源，氨氮為氮源，實(shí)施例中所述高地芽孢桿菌(Bacillusaltitudinis)菌株在不同鹽度下對氨氮的去除能力測定。具體實(shí)施步驟如下
將高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株接種于鹽度(以NaCl計(jì))分別為1%、3%、5%、8%、10%和13%的IOOml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，于30°C 150rpm的搖床中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。待菌株生長至對數(shù)生長期后期時，取IOml菌液接入新鮮的鹽度(以NaCl計(jì))分別為1%、3%、5%、8%、10%和13%的90ml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，于30°C 150rpm的搖床中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。未接種菌懸液的培養(yǎng)基進(jìn)行同等條件下的實(shí)驗(yàn)作為空白對照。于611、1211、1811、2411、3611和4811取少量反應(yīng)液，其中一部分直接用于測定菌體光密度，其余部分在8000rpm下離心IOmin,取上清液測定含氮化合物和磷酸鹽的濃度。 如附圖2所示，初始氮源濃度為40mg/L，當(dāng)鹽度分別為1%、3%、5%、8%、10%和13% 時，48h 后氨氮的濃度分別為 34. 68mg/L、3. 53mg/L、4. 53mg/L、8. 78mg/L、7. 23mg/L和36. 37mg/L ;在鹽度為1%時，高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株對氨氮的去除效果不是很理想，48h去除率僅為13. 30% ;當(dāng)鹽度為3%時，高地芽孢桿菌(Bacillusaltitudinis)菌株對氨氮的去除效果最好,其48h的氨氮去除率達(dá)到91. 18% ;此后隨著鹽度升高，菌株對氨氮的去除呈下降趨勢，但當(dāng)鹽度升高至10%，其對氨氮的去除率一直保持在78%以上；當(dāng)鹽度達(dá)到13%時，菌株對氨氮的去除效果明顯下降，去除率僅為9. 08%，推測 原因可能是此鹽度下該菌株生長速率下降，對其降解能力產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用。由此可知，高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)降解氨氮的最佳鹽度為3%，并且在鹽度為3%_10%的范圍內(nèi)對氨氮均有較好的去除效果。結(jié)果如圖3所示，該菌株在鹽度(以NaCl計(jì))分別為1%、3%、5%、8%、10%時，均可以有效去除磷酸鹽；當(dāng)鹽度為13%時，菌株的除磷效果不理想。其中在鹽度為1%時的除磷性能最好，去除速率也最快，磷酸鹽的最大去除率達(dá)到96. 70%。由此可見，該菌株為對高鹽有良好耐受能力的耐鹽菌，其能夠在高鹽條件下有效實(shí)現(xiàn)生物除磷。實(shí)施實(shí)例3 .菌株在不同pH條件下的脫氮除磷實(shí)驗(yàn)將高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株接種于IOOml的鹽度(以NaCl計(jì))為3%無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，于30°C 150rpm的搖床中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。待菌株生長至對數(shù)生長期后期時，取IOml菌液接入新鮮的90ml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH分別為6. 5-7. O、
7.0-7. 5和7. 5-8. 0的范圍內(nèi)，于30°C 150rpm的搖床中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。未接種菌懸液的培養(yǎng)基進(jìn)行同等條件下的實(shí)驗(yàn)作為空白對照。于6h、12h、18h、24h、36h和48h取少量反應(yīng)液，其中一部分直接用于測定菌體光密度，其余部分在8000rpm下離心lOmin，取上清液測定各種含氮化合物和磷酸鹽的濃度。由圖4、圖5可見，高地芽抱桿菌(Bacillus altitudinis)菌株在pH為6. 5-7. 0,脫氮除磷性能最好，24h對氨氮和磷酸鹽的去除率分別達(dá)到91. 90和89. 50%。但隨著pH的升高，菌株脫氮除磷率降低。當(dāng)PH為7. 5-8. O范圍內(nèi)，菌株對氨氮和磷酸鹽的去除效果都不是很理想。由此可知，該菌株脫氮除磷效果最適的PH范圍為6. 5-7. O，pH值的升高會對其脫氮除磷效果產(chǎn)生抑制作用。實(shí)施實(shí)例4 :菌株在不同溫度條件下的脫氮除磷實(shí)驗(yàn)將高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株接種于IOOml的鹽度(以NaCl計(jì))為3%無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，于30°C 150rpm的搖床中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。待菌株生長至對數(shù)生長期后期時，取IOml菌液接入新鮮的IOOml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，調(diào)節(jié)搖床培養(yǎng)溫度分別為20°C、30°C和40°C，150rpm振蕩培養(yǎng)。未接種菌懸液的培養(yǎng)基進(jìn)行同等條件下的實(shí)驗(yàn)作為空白對照。于6h、12h、18h、24h、36h和48h取少量反應(yīng)液，其中一部分直接用于測定菌體光密度，其余部分在8000rpm下離心IOmin,取上清液測定各種含氮化合物和磷酸鹽的濃度。由圖6、圖7可見，當(dāng)溫度分別為20°C、30°C和40°C時，48h后氨氮的濃度分別為13. 92mg/L、3. 53mg/L 和 13. 08mg/L,磷酸鹽的濃度分別為 4. 14mg/L、2. 27mg/L和 3. 54mg/L。溫度為30°C時，菌株對氨氮和磷酸鹽的去除率最高；48h內(nèi)無硝酸鹽氮的累積，只有微量的亞硝酸鹽氮出現(xiàn)，其值均不超過0. 04mg/L。說明高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株對溫度具有較寬的適應(yīng)范圍。實(shí)施實(shí)例5 :菌株在不同C/N條件下的脫氮除磷實(shí)驗(yàn)將高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)菌株接種于IOOml的鹽度(以NaCl計(jì))為3%無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，于30°C 150rpm的搖床中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。待菌株生長至對數(shù)生長期后期時，取IOml菌液接入新鮮的IOOml無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，調(diào)節(jié)C/N分別為3. 7,7. 5和9. 0，于300C 150rpm的搖床中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。未接種菌懸液的培養(yǎng)基進(jìn)行同等條件下的實(shí)驗(yàn)作為空白對照。于6h、12h、18h、24h、36h和48h取少量反應(yīng)液，其中一部分直接用于測定菌體光密度，其余部分在SOOOrpm下離心lOmin，取上清液測定各種含氮化合物和磷酸鹽的濃度。
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由圖8、圖9可見，當(dāng)C/N分別為3. 7、7. 5和9時，48h后氨氮的濃度分別為17. 55mg/L、ll. 42mg/L和 3. 53mg/L，磷酸鹽的濃度分別為 5. 74mg/L、3. 97mg/L和 2. 27mg/L ；當(dāng)C/N為9時,高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)對氨氮和磷酸鹽的去除率明顯高于其在C/N為3. 7和9時的去除率。實(shí)施實(shí)例6 :菌株最佳除磷條件的確定采用搖瓶實(shí)驗(yàn)的模式，依據(jù)正交實(shí)驗(yàn)原理，以pH值、搖床培養(yǎng)溫度、接種量和碳氮比四個因素為影響因子，建立了 4因素3水平共計(jì)9次正交試驗(yàn)以確定菌株高地芽孢桿菌(Bacillus altitudinis)的最佳除磷條件。實(shí)驗(yàn)中選用的培養(yǎng)基除葡萄糖與氯化銨含量根據(jù)需要改變外，其余組分和濃度一律與實(shí)施例I相同。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表I所示。表I正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
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權(quán)利要求
1.一種高地芽孢桿菌Bacillus altitudinis,保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC No. 5948。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis,其特征在于該高地芽孢桿菌菌株的16S rRNA基因序列長度為1428bp，如序列表中序列I所示。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis,其特征在于在30-40°C下,營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng)16-32h后，菌落表面光滑,無色素；通過革蘭氏染色后在顯微鏡下呈陽性，菌體呈桿狀，有芽孢無莢膜，邊緣粗糙，乳白色，大小為(0. 6-1. 2)umX(I. 5-6. 0) u nio
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis,其特征在于能夠以有機(jī)物為電子受體，NH4+為電子供體，將NH4+氧化為NO2-或NO3-;能夠在好氧的條件下，以有機(jī)物為電子供體，N02_或N03_為電子受體，將其還原為氮?dú)猓贿€能夠在好氧條件下，將無機(jī)磷攝入體內(nèi)轉(zhuǎn)化為自身組分進(jìn)而實(shí)現(xiàn)去除污水中磷元素的目的。
5.權(quán)利要求I所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis在廢水處理中的應(yīng)用,其特征是選用高地芽孢桿菌Bacillus altitudinisi對廢水進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)同步脫氮和除磷的目標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis的應(yīng)用，其特征在于其所述的廢水的鹽度(以NaCl計(jì))范圍為1-13%，優(yōu)選為3-10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis的應(yīng)用,其特征在于其所述的高鹽廢水的碳氮比范圍為3. 7-9，優(yōu)選為9。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7之一所述的高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis及其應(yīng)用,其特征在于其所述的高鹽廢水的pH范圍為6. 5-8. 0，優(yōu)選為6. 5-7. 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8之一所述的應(yīng)用，其特征是利用高地芽孢桿菌Bacillusaltitudinis和或以其為主要成份微生物制劑對廢水進(jìn)行處理，可在高鹽好氧環(huán)境下完成硝化、反硝化和除磷過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氨氮、總氮及磷的同時去除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一株高鹽兼具異養(yǎng)硝化-好氧反硝化與除磷功能的高地芽孢桿菌(Bacillus alitudinis)及其在廢水處理中的應(yīng)用。該菌株對高鹽環(huán)境耐受能力強(qiáng)，在高鹽條件生長良好，并且可以利用有機(jī)碳為唯一碳源，氨氮為唯一氮源進(jìn)行新陳代謝，通過異養(yǎng)硝化-好氧反硝化作用把氨氮直接轉(zhuǎn)為氣體產(chǎn)物，達(dá)到脫氮的目的；該菌株也能以硝酸鹽氮為唯一氮源，通過好氧反硝化作用將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物；還能在好氧條件下將無機(jī)磷攝入體內(nèi)轉(zhuǎn)化為自身組分進(jìn)而實(shí)現(xiàn)去除污水中磷元素的目的。將該菌株應(yīng)用于高鹽廢水的處理，可實(shí)現(xiàn)單一好氧條件下氮磷的同步去除，為高鹽條件下生物脫氮除磷難題的解決提供了一條新的途徑。
文檔編號C12N1/20GK102703350SQ201210171599
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者倪晉仁, 鄧若男 申請人:北京大學(xué)