一株低溫好氧反硝化菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境微生物、環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一株低溫好氧反硝化菌 Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearumBW0806及其在低溫富營(yíng)養(yǎng)化水體 及含氮廢水中的脫氮應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水體中的氮過(guò)度積累會(huì)造成了水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)安全。水體 脫氮的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。相較于物理化學(xué)方法，生物法具有處理成本 低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，所以一般采用生物法進(jìn)行廢水脫氮。
[0003] 低溫環(huán)境下的污水治理一直是水治理領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。低溫對(duì)于菌體反硝化有 顯著的抑制作用，有研宄表明溫度每降低1°C，反硝化速率則降低9%，U.Welander等也研 宄了 了低溫3~20°C下的反硝化工藝的運(yùn)行性能，在:TC下反應(yīng)器的反硝化速率僅為15°C 下的55%。目前的研宄更建議使用低溫菌在低溫環(huán)境下提高氮的去除。因此，篩選出高效 的低溫反硝化細(xì)菌，更科學(xué)合理地利用低溫菌資源，增強(qiáng)其在低溫污水處理和水環(huán)境修復(fù) 方面的應(yīng)用是十分必要的。
[0004] 近年來(lái)，好氧反硝化脫氮技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外廢水脫氮新的發(fā)展方向，較傳統(tǒng)厭氧反 硝化脫氮有著先天的優(yōu)勢(shì)。目前，有關(guān)低溫好氧反硝化菌的報(bào)道較少，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào) CN102690 765A公布日2012. 9. 26,公開(kāi)了一株耐冷假單胞菌Den-03及其應(yīng)用，該耐低溫菌 在低溫條件下能夠較好地脫除總氮。從自然界中篩選出的能夠高效脫除污水中硝酸鹽的低 溫反硝化菌對(duì)冬季富營(yíng)養(yǎng)水體及含氮廢水的處理有著很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)低溫、好氧環(huán)境下硝酸鹽污水脫氮困難的問(wèn)題，提供一株 低溫好氧反硝化細(xì)菌，該細(xì)菌已于2015年3月9日送至中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心進(jìn)行保 藏，分類命名：Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearumBW0806,保藏編號(hào) 為：CCTCCN0:M2015094,地址：中國(guó)武漢武漢大學(xué)。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供了一株低溫好氧反硝化細(xì)菌在低溫的富營(yíng)養(yǎng)化水 體或含氮廢水中進(jìn)行生物強(qiáng)化脫氮中的應(yīng)用。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008]申請(qǐng)人從青海布哈河水體中采集樣品，分離單菌落，于反硝化培養(yǎng)基中培養(yǎng)，通過(guò) 測(cè)定培養(yǎng)基中硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮的含量，最終獲得了一株低溫好氧反硝化菌，該細(xì) 菌已于2015年3月9日送至中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心進(jìn)行保藏，分類命名：Pseudomonas brassicacearumsubsp.brassicacearumBW0806,保藏編號(hào)為：CCTCCN0:M2015094,地 址：中國(guó)武漢武漢大學(xué)。
[0009] 所述的低溫好氧反硝化菌為革蘭氏陰性菌，適應(yīng)生長(zhǎng)溫度為10~15°C。在LB固 體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其菌落形態(tài)為：表面光滑，黃白色。生理生化特征為：好氧，氧化酶陽(yáng)性， 過(guò)氧化氫酶陽(yáng)性，具有硝酸鹽還原能力。
[0010] 所述的LB固體培養(yǎng)基組成為：胰蛋白胨10g，NaCl10g，酵母提取物5g，瓊脂粉 15g，溶于1000mL蒸餾水中，調(diào)節(jié)PH7. 0。
[0011] 所述的反硝化培養(yǎng)基組成為：KN030. 5g;KH2P041g;MgS04 ? 7H20 0.lg;NH4C1 0. 2g;乙酸鈉4g，微量元素溶液2ml溶于lOOOmL蒸餾水中，調(diào)節(jié)PH7. 2。微量元素溶 液組成：EDTA50g;CaC125. 5g;ZnS042. 2g;MnC12 ? 4H20 5. 06g;FeS04 ? 7H20 5g; (NH4) 6M〇702 ? 4H20 1.lg;CuS04 ? 5H20 1. 57g,CoC12 ? 6H20 1. 61g，溶于lOOOmL蒸餾水 中；PH7. 2。
[0012] 本發(fā)明提供的的低溫好氧反硝化菌在溫度為15°C時(shí)，在初始N03M為80mg/L的反 硝化培養(yǎng)基中培養(yǎng)，8d后硝酸鹽的降解率為100%，總氮的降解率約97%。10°C的培養(yǎng)溫度 下在反硝化培養(yǎng)基中8d后硝酸鹽的降解率為100%，總氮的降解率約60%。在30°C的生長(zhǎng) 及反硝化情況不及低溫條件，屬于嗜低溫菌。
[0013]本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌適應(yīng)低碳氮比（C/N= 2~10)，特別是在C/N= 5， 15°C、硝酸鹽初始濃度為80mg/L的培養(yǎng)條件下，3d內(nèi)硝酸鹽能夠被完全降解，總氮含量降 解約95%。
[0014] 本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌適應(yīng)好氧環(huán)境，在15°C、硝酸鹽初始濃度為80mg/ L，溶氧量>2mg/L，C/N= 5的培養(yǎng)條件下，4d內(nèi)硝酸鹽能夠被完全降解，總氮含量降解約 82 %，較厭氧環(huán)境能夠更好地生長(zhǎng)及反硝化反應(yīng)。
[0015] 本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌在15°C、C/N= 5的好氧條件（溶氧量>2mg/L)下 能夠負(fù)荷高濃度的硝酸鹽，硝酸鹽初始濃度為300mg/L的反硝化培養(yǎng)基中，72h硝酸鹽去除 率約為75%。在硝酸鹽初始濃度為160mg/L的中濃度反硝化培養(yǎng)基中72h能夠去除100% 的硝酸鹽。在硝酸鹽初始濃度為30mg/L的較低濃度反硝化培養(yǎng)基中72h能夠去除100%的 硝酸鹽及總氮含量。
[0016] 一種低溫好氧反硝化菌在低溫的富營(yíng)養(yǎng)化水體或含氮廢水中進(jìn)行生物強(qiáng)化脫氮 中的應(yīng)用，將低溫好氧反硝化菌BW0806培養(yǎng)至對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，以104~10 6cfu/mL的投菌量投 入富營(yíng)養(yǎng)化水中，能夠有效降解富營(yíng)養(yǎng)化水中的硝酸鹽、總氮含量及C0D。
[0017] 以上所述的應(yīng)用中，優(yōu)選的，將水體中的環(huán)境人工調(diào)整至C/N= 2~10。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] (1)在低溫15°C，初始硝酸鹽濃度為30mg/L的好氧條件下，低溫好氧反硝化菌 Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearumBW080672h內(nèi)能夠降解100%的硝 酸鹽及總氮含量，達(dá)到低溫條件下硝酸鹽及總氮的高效脫除。
[0020] (2)本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌屬于嗜低溫菌，適應(yīng)10~15°C的生長(zhǎng)環(huán)境，為 冬季河流湖泊、排放污水的脫氮提供新的思路，打破生物法低溫治理污水的局限性。
[0021] (3)本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌能夠在低碳氮比的培養(yǎng)條件下大量繁殖，為污 水治理降低了成本。
[0022] (4)本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌適應(yīng)好氧條件，具有應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化水體以及 在好氧污水處理池中聯(lián)合硝化細(xì)菌進(jìn)行同步硝化-反硝化的潛力。
[0023] (5)本發(fā)明中的低溫好氧反硝化菌應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化水中，能夠在低溫條件下有效 脫氮以及降解C0D。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本說(shuō)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明使用范圍不僅限于此。
[0025] 實(shí)施例1:
[0026] 低溫好氧反硝化菌的獲得：
[0027] A.從青海布哈河水體中采集樣品，分離單菌落并鑒定。
[0028] B.將A步驟分離到的菌株于15°C牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，得到在15°C能夠 生長(zhǎng)的低溫菌。
[0029] C.將B步驟篩選出的低溫菌接種于反硝化培養(yǎng)基中，15°C培養(yǎng)，通過(guò)測(cè)定培養(yǎng)基 中硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮的含量，來(lái)判斷篩選高效的低溫反硝化菌。
[0030] 最終獲得了一株低溫反硝化菌，該細(xì)菌已于2015年3月9日送至中國(guó)典型培養(yǎng) 物保藏中心進(jìn)行保藏，分類命名：Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearum BW0806,保藏編號(hào)為：CCTCCN0:M2015094,地址：中國(guó)武漢武漢大學(xué)。
[0031] 所述的低溫好氧反硝化菌為革蘭氏陰性菌，適應(yīng)生長(zhǎng)溫度為10~15°C，培養(yǎng)基為 反硝化培養(yǎng)基。其菌落形態(tài)為：表面光滑，黃白色。生理生化特征為：好氧，氧化酶陽(yáng)性，過(guò) 氧化氫酶陽(yáng)性，具有硝酸鹽還原能力。
[0032]反硝化培養(yǎng)基組成為：KN030. 5g;KH2P04lg;MgS04 ? 7H20 0?lg;NH4C1 0? 2g;乙 酸鈉4g，微量元素溶液2ml溶于lOOOmL蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH7. 2。微量元素溶液組成：EDTA 50g；CaCl25. 5g；ZnS042. 2g；MnCl2 ? 4H20 5. 06g；FeS04 ? 7H20 5g； (NH4)6M〇702 ? 4H20 1.lg； CuS04?5H20 1. 57g,CoCl2?6H20 1. 61g溶于lOOOmL蒸餾水中；pH7. 2。
[0033] 實(shí)施例2:
[0034] Pseudomonasbrassicacearumsubsp.BrassicacearumBW0806的生長(zhǎng)適宜溫度：
[0035] 將該低溫好氧反硝化菌培養(yǎng)至對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期接種于反硝化培養(yǎng)基中調(diào)節(jié)初始0D_ 約0. 05,在不同的溫度下120rpm密封搖瓶培養(yǎng)，每24h測(cè)定培養(yǎng)基中硝酸鹽、亞硝酸鹽、總 氮含量及0D600值（表1)。以上所述測(cè)定的參數(shù)值（除0D_)均為離心菌體后上清液中的 相關(guān)值。
[0036]表1
[0037]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一株低溫好氧反硝化菌，其特征在于：所述的低溫好氧反硝化菌的分類命名為 Pseudomonas brassicacearumsubsp.辦rassicaceara? BW0806,保藏編號(hào)為：CCTCC NO: M 2015094。
2. 權(quán)利要求1所述的低溫好氧反硝化菌在富營(yíng)養(yǎng)水體脫氮中的應(yīng)用。
3. 權(quán)利要求1所述的低溫好氧反硝化菌在含氮廢水脫氮中的應(yīng)用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用，所述的低溫好氧反硝化菌的投加量為10 4~106cfu/ mL〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用，所述的水體或廢水經(jīng)人工調(diào)整為：C/N=2~10。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一株低溫好氧反硝化菌及其應(yīng)用。一株低溫好氧反硝化菌Pseudomonas brassicacearum subsp.brassicacearum BW0806，保藏編號(hào)為：CCTCC NO: M 2015094。該菌株能夠在10-15℃生長(zhǎng)，并在好氧、低碳氮比條件下實(shí)現(xiàn)反硝化。在15℃，初始硝酸鹽濃度為30mg/L的好氧條件下（DO>2mg/L），該菌72h硝酸鹽與總氮的去除率達(dá)到100%。該低溫好氧反硝化菌株適用于低溫、好氧條件下進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化水體及含氮廢水的反硝化脫氮處理。CCTCC NO: M 201509420150309
【IPC分類】C12N1-20, C02F3-34, C12R1-38
【公開(kāi)號(hào)】CN104745507
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510124201
【發(fā)明人】王慧, 梁運(yùn)祥, 陳正軍, 吳定心, 趙述淼, 張會(huì)
【申請(qǐng)人】華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日