CN102465104B - 一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用 - Google Patents
一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102465104B CN102465104B CN 201010536203 CN201010536203A CN102465104B CN 102465104 B CN102465104 B CN 102465104B CN 201010536203 CN201010536203 CN 201010536203 CN 201010536203 A CN201010536203 A CN 201010536203A CN 102465104 B CN102465104 B CN 102465104B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- paracoccus denitrificans
- denitrification
- aerobic
- application
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用。该菌株为脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)DN-3CGMCC No.3658，在好氧与限氧条件下，均能利用硝酸盐氮进行好氧反硝化，也能利用氨氮进行异养硝化-好氧反硝化，总氮去除率均大于90％。该菌遗传性状稳定，适用于各种含氮废水处理，脱氮效果好。
Description
技术领域
本发明涉及环境微生物领域。具体涉及一株用于生物脱氮的脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)及其应用。本发明的脱氮副球菌在好氧条件下具有较强的反硝化性能，特别适用于含氨废水同步硝化反硝化过程脱氮。
背景技术
随着水体中氮素污染日益严重，脱氮成为目前水处理研究中的重点和热点。目前普遍认为，生物脱氮是从废水中去除氮素污染的较为经济有效的方法之一。传统生物脱氮包括好氧硝化和厌氧反硝化两个过程，其中硝化是指自养硝化菌在好氧条件下将氨氮氧化成亚硝酸盐氮或硝酸盐氮；而反硝化则是一个严格的厌氧过程，是硝酸盐氮或亚硝酸盐氮被还原成气态氮的过程。这就需要将硝化和反硝化分离开，存在工艺冗长，污水处理构筑物占地面积大，投资和运行费用高等弊端。针对上述问题，有些研究者试图将硝化菌和反硝化菌投加到同一反应器中进行脱氮，虽然部分解决了传统工艺存在的问题，但是由于两种菌体的差异，总氮去除效果往往不理想。
由于传统脱氮工艺存在诸多不能克服的缺点，所以人们不断寻求新型、高效的脱氮微生物，好氧反硝化菌等一些新型脱氮细菌相继被发现。近年来，好氧反硝化菌作为一种新型的脱氮细菌倍受关注，目前已发现的好氧反硝化菌有泛养硫球菌(Thiosphaera pantotropha)，现更名为脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)，粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)，海洋假单胞菌(Pseudomonasnautical)和细小好氧反硝化菌(Microvirgula aerodenitrificans)等。此类菌株的发现突破了传统技术限制，大大简化了脱氮工艺环节，可实现同时硝化反硝化脱氮。
CN200610140871.9公开了一株具有好氧反硝化性能的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。该菌在处理含硝酸盐氮模拟废水时可将硝酸盐氮在好氧条件下还原为气体产物。但上述菌体只能处理以琥珀酸钠为碳源，硝酸钾为氮源的模拟废水，培养4d，硝酸盐氮还原率为74.1％，总氮去除率66.5％。CN200610081490.8公开了一株脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)W12CGMCC No.1673，该菌株对有机污染物具有很高的降解能力，但是主要用于含吡啶、苯、二甲苯、喹啉、氰化物等有机污染物的废水的生物治理与被污染的土壤修复，只有在无氧条件下才能有效代谢氨氮化合物。孔庆鑫(一种新的好氧反硝化菌筛选方法的建立及新菌株的发现，应用与环境生物学报，2005，04)利用间歇曝气富集，氰化钾(KCN)选择培养基筛选好氧反硝化细菌，筛选到一株以柠檬酸钠为碳源，硝酸钾为氮源进行好氧反硝化的假单胞菌Pseudomonassp.Y2-1-1。该菌5d内可将硝酸盐氮由282.0mg/L降解至149.2mg/L，总氮去除率不足50％。朱月琪(一株好氧反硝化菌的分类及其特性研究，微生物学通报，2009，04)分离得到一株好氧反硝化细菌CY1，初步鉴定为泛养副球菌(Paracoccus pantotrophus)，该菌在厌氧和好氧条件下均具有反硝化能力，硝酸盐氮初始浓度为137.25mg/L，30h内硝酸盐氮去除率分别为99.98％(厌氧)和60.16％(好氧)，但该菌异养硝化转化氨氮的性能未见报道，在处理含氨氮污水时受到限制，另外好氧时的反硝化效果也需进一步提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一株好氧反硝化脱氮副球菌，该菌株具有较高的好氧反硝化效率，还具有异养硝化脱氨氮和好氧反硝化同时进行的效果，将硝化和反硝化结合在一个过程中。
本发明提供一株好氧反硝化脱氮副球菌，脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)DN-3，2010年03月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.3658。
本发明脱氮副球菌DN-3菌体细小，呈椭圆形；菌落呈乳黄色，圆形凸起，边缘整齐光滑。经生理生化鉴定为革兰氏阴性菌，接触酶阳性，氧化酶阳性。平板培养基菌落形态见附图1，显微镜放大1000倍的菌体形态见附图2，生理生化特性如表1所示。
表1脱氮副球菌DN-3的生理生化特性
注：“+”表示阳性反应或能利用；“-”表示阴性反应或不能利用。
本发明脱氮副球菌DN-3的16SrRNA基因测序分析结果见序列表。
本发明脱氮副球菌DN-3的硝酸盐还原酶活性高，在好氧与限氧条件下均能表达，具有好氧反硝化与限氧反硝化功能，还具有同时完成硝化作用和反硝化作用的功能，总氮去除率均大于90％。具体性能包括：(1)利用硝酸盐氮作为唯一氮源，进行好氧反硝化脱氮；(2)利用廉价碳源(如甲醇或含COD废水等)，硝酸盐氮作为唯一氮源，进行好氧反硝化脱氮；(3)利用廉价碳源(如甲醇或含COD废水等)，氨氮作为唯一氮源，进行异养硝化-好氧反硝化同步脱氮。
本发明脱氮副球菌DN-3在温度20℃～38℃，pH6.0～9.5的条件下生物活性稳定，脱氮效果好。
本发明脱氮副球菌DN-3应用在生物脱氮领域，处理含硝酸盐氮或氨氮的废水，总氮去除率可达90％。
本发明脱氮副球菌DN-3应用于污水处理的好氧反硝化过程，其操作条件为：溶解氧(DO)为0.2mg/L～2.5mg/L，碳氮质量比为2.0～6.0，温度20℃～38℃，pH6.0～9.5。
本发明脱氮副球菌DN-3应用于污水处理的同时硝化反硝化过程，如可以用于含氨氮污水的同时硝化反硝化处理过程，其操作条件为：溶解氧(DO)为0.5mg/L～5.0mg/L，碳氮质量比2.0～6.0，温度20℃～38℃，pH6.0～9.5。
本发明脱氮副球菌DN-3在污水脱氮处理效果不理想的情况下可以作为生物修复剂进行补加。
本发明脱氮副球菌DN-3可直接应用于含硝酸盐氮废水的反硝化脱氮，也可以应用于含氨氮废水的脱氮，是一株具有异养硝化-好氧反硝化性能的细菌。该菌投入使用后可以缩短系统的启动时间，在各类废水脱氮处理过程中具有非常广阔的应用前景，特别适合同步硝化反硝化生物脱氮工艺过程中。
本发明脱氮副球菌DN-3是具有好氧反硝化特性的异养硝化菌，使硝化与反硝化在一个单元内同步进行成为可能，同时克服了传统处理工艺在处理效率与经济适用两方面的矛盾，实现废水高效而经济的脱氮。因此，获得高效的降解菌株，并使其成为反应体系中的优势种群而发挥脱氮作用，将会加快同步硝化反硝化工艺工业化应用的进程。
生物材料保藏说明
本发明提供的脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)DN-3菌株，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所；保藏编号：CGMCC No.3658；保藏日期：2010年03月11日。
附图说明
图1是本发明的脱氮副球菌DN-3在平板培养基上的菌落形态照片。
图2是本发明的脱氮副球菌DN-3在显微镜下放大1000倍的菌体照片。
具体实施方式
以下具体说明本发明菌株的分离筛选过程及应用实例。
本发明菌株采用稀释平板分离法从活性污泥菌群中分离筛选具有好氧反硝化性能的菌株，活性污泥来自抚顺石油三厂污水处理厂。
分离筛选方法如下(百分含量为重量百分含量)：
①采用稀释平板分离法：取少许活性污泥，梯度稀释后涂布于初筛固体培养基平板(丁二酸钠4.3g，KNO3 1.0g，KH2PO4 1.0g，FeCl2·H2O 0.5g，CaCl2·H2O0.2g，MgSO4 1.0g，BTB 1.0mL，水1.0L，pH7.0～7.5，按2％的比例加入琼脂)，30℃～35℃培养，选择培养基变蓝的菌株进行纯化。经多次转接，筛选得到5株好氧反硝化菌，编号为DN-1～DN-5。
②好氧反硝化脱氮性能比较：将筛选获得的5株菌接种于复筛液体培养基(丁二酸钠4.3g，KNO3 1.0g，KH2PO4 1.0g，FeCl2·H2O 0.5g，CaCl2·H2O 0.2g，MgSO4 1.0g，水1.0L，pH7.0～7.5)，30℃～35℃培养。获得硝酸盐氮和总氮去除率均大于93％的菌株DN-3，其它菌株总氮去除率为50％～75％。经反复实验证明，菌株DN-3的好氧反硝化性能可以稳定遗传。
③碳源利用能力考察：选用较为廉价的甲醇为碳源进行考察。结果表明菌株DN-3能够以甲醇作为碳源进行好氧反硝化，总氮去除率大于90％。
④异养硝化能力考察：以氨氮为氮源，甲醇为碳源进行异养硝化-好氧反硝化能力考察。结果表明DN-3具有较强的异养硝化-好氧反硝化能力，氨氮去除率大于95％，总氮去除率大于90％，亚硝酸盐氮几乎没有积累。
实施例1
脱氮副球菌DN-3的好氧反硝化性能的检测。
配制模拟废水I(丁二酸钠4.3g，KNO3 2.0g，KH2PO4 1.0g，FeCl2·H2O 0.5g，CaCl2·H2O 0.2g，MgSO4 1.0g，水1.0L，pH7.0～7.5)，硝酸盐氮初始浓度为277mg/L，碳氮质量比为2.8。在溶解氧(DO)为0.5mg/L，温度22℃，pH7.0的条件下处理26h。硝酸盐氮和总氮去除率均大于95％，COD去除率大于90％。
配制模拟废水II(甲醇5.0mL，KNO3 2.0g，KH2PO4 1.0g，FeCl2·H2O 0.5g，CaCl2·H2O 0.2g，MgSO4 1.0g，水1.0L，pH7.0～7.5)，硝酸盐氮初始浓度为277mg/L，碳氮质量比为5.3。在DO为1.5mg/L，温度30℃，pH8.0的条件下处理29h。硝酸盐氮去除率和总氮去除率均大于90％，COD去除率大于85％。
实施例2
脱氮副球菌DN-3的异养硝化-好氧反硝化性能的检测。
配制模拟废水III(丁二酸钠4.3g，硫酸铵1.25g，KH2PO4 1.0g，FeCl2·H2O 0.5g，CaCl2·H2O 0.2g，MgSO4 1.0g，水1.0L，pH7.0～7.5)，氨氮初始浓度为265mg/L，碳氮质量比为2.9。在DO为0.5mg/L，温度25℃，pH7.5的条件下处理34h。氨氮和总氮去除率均大于95％，COD去除率大于90％。
配制模拟废水IV(甲醇5.0mL，硫酸铵1.25g，KH2PO4 1.0g，FeCl2·H2O 0.5g，CaCl2·H2O 0.2g，MgSO4 1.0g，水1.0L，pH7.0～7.5)，氨氮初始浓度为265mg/L，碳氮质量比为5.6。在DO为2.0mg/L，温度35℃，pH8.5条件下培养36h。氨氮和总氮去除率大于90％，COD去除率大于85％，亚硝酸盐氮几乎没有积累。
实施例3
脱氮副球菌DN-3应用于高浓度COD的味精废水。
味精废水水质：氨氮浓度300mg/L～450mg/L，COD为700mg/L～850mg/L。首先利用本实验室培养的硝化菌将氨氮转化为硝酸盐氮，硝化出水作为反硝化进水，然后利用DN-3进行好氧反硝化，碳源不足时补加甲醇，使得碳氮质量比为3.0。初始硝酸盐氮浓度为280mg/L，COD为720mg/L。在DO为0.5mg/L，温度30℃，pH7.0～8.5的条件下处理32h后，硝酸盐氮和总氮去除率大于90％，COD去除率大于80％。
实施例4
脱氮副球菌DN-3应用于尿素含氨废水。
尿素废水水质：氨氮浓度450mg/L，pH9.0～9.8。不经过硝化菌将氨氮转化为硝酸盐氮。直接利用DN-3进行异养硝化-好氧反硝化脱氮。碳源不足补加甲醇，使得碳氮质量比为4.5。在DO为0.3mg/L～2.5mg/L，温度30℃，pH8.0～9.0的条件下处理48h后，氨氮和总氮去除率均大于90％，COD去除率大于80％。
Claims (4)
1.一株好氧反硝化脱氮副球菌，脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)DN-3，2010年03月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.3658。
2.权利要求1所述脱氮副球菌DN-3在生物脱氮领域中的应用，处理含硝酸盐氮或氨氮的废水，总氮去除率可达90％。
3.权利要求1所述脱氮副球菌DN-3在污水脱氮处理的好氧反硝化过程中的应用，其操作条件为：溶解氧为0.2mg/L～2.5mg/L，碳氮质量比为2.0～6.0，温度20℃～38℃，pH6.0～9.5。
4.权利要求1所述脱氮副球菌DN-3在污水脱氮处理的同时硝化和反硝化过程中的应用，其操作条件为：溶解氧为0.5mg/L～5.0mg/L，碳氮质量比2.0～6.0，温度20℃～38℃，pH6.0～9.5。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010536203 CN102465104B (zh) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | 一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010536203 CN102465104B (zh) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | 一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102465104A CN102465104A (zh) | 2012-05-23 |
| CN102465104B true CN102465104B (zh) | 2013-03-20 |
Family
ID=46069230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010536203 Active CN102465104B (zh) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | 一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102465104B (zh) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103045520A (zh) * | 2013-01-05 | 2013-04-17 | 福建省农业科学院农业生物资源研究所 | 一种异养硝化细菌菌株 |
| CN108118008A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 高效耐盐的微生物菌剂及其制备方法和应用 |
| CN108117220A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高含盐废水的综合处理方法 |
| CN108118022B (zh) | 2016-11-29 | 2020-09-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 完成反硝化过程的微生物培养促进剂及其应用 |
| CN106754576B (zh) * | 2017-03-10 | 2019-10-08 | 江南大学 | 一株快速降解污水中氮素的菌株及其应用 |
| CN107090418B (zh) * | 2017-05-17 | 2018-04-10 | 武汉科缘生物发展有限责任公司 | 一株脱氮副球菌及其在畜禽养殖场废水处理中的应用 |
| CN107760622B (zh) * | 2017-11-03 | 2020-05-22 | 广州清源生物科技有限公司 | 一株脱氮副球菌及用于高氨氮废水处理产单细胞蛋白的方法 |
| CN109876642B (zh) * | 2017-12-06 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种处理含氮氧化物烟气的方法及装置 |
| CN108676823B (zh) * | 2018-05-22 | 2021-09-03 | 精晶药业股份有限公司 | 一种2-酮苯丙氨酸钙的制备方法 |
| CN110655198B (zh) * | 2018-06-29 | 2022-01-28 | 龙岩学院 | 利用异养硝化-好氧反硝化的副球菌菌株处理含氮废水的方法 |
| CN111348752A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高盐难降解废水的处理方法 |
| CN110452846B (zh) * | 2019-08-16 | 2022-07-12 | 鹭滨环保科技（上海）股份有限公司 | 一种脱氮副球菌及其与矿化床联用进行生物脱氮的方法 |
| CN110452820A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-15 | 鹭滨环保科技（上海）股份有限公司 | 一种自养反硝化细菌的筛选与鉴定方法 |
| CN113830902A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-24 | 青岛尚德生物技术有限公司 | 脱氮副球菌在去除高盐废水中硝态氮中的应用 |
| CN114621899B (zh) * | 2022-04-19 | 2023-08-22 | 浙江工业大学 | 康德拉氏副球菌及其应用 |
| CN114606167B (zh) * | 2022-04-19 | 2023-08-29 | 浙江工业大学 | 一种污水脱氮菌剂及其制备方法和应用 |
| CN114940957B (zh) * | 2022-05-11 | 2024-01-30 | 江苏科技大学 | 一株具有兼性反硝化同步脱氮除磷性能的泛养副球菌 |
| CN116814483A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-29 | 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 | 一株高效缺氧反硝化菌株及其应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1563342A (zh) * | 2004-02-10 | 2005-01-12 | 凌亮 | 用于处理高难度废水的微生物制剂及其制备方法 |
| CN101186898B (zh) * | 2007-12-24 | 2010-04-07 | 北京大学 | 一株副球菌及其在降解含氮杂环化合物中的应用 |
-
2010
- 2010-11-04 CN CN 201010536203 patent/CN102465104B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102465104A (zh) | 2012-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102465104B (zh) | 一株好氧反硝化脱氮副球菌及其应用 | |
| CN102465103B (zh) | 一株好氧反硝化甲基杆菌及其应用 | |
| Pai et al. | Potential applications of aerobic denitrifying bacteria as bioagents in wastewater treatment | |
| CN102583775B (zh) | 一种复合微生物制剂及其在处理废水中的应用 | |
| CN103013872B (zh) | 一种异养硝化好氧反硝化细菌及其培养和应用 | |
| CN101560486B (zh) | 用于生物脱氮的木糖氧化无色杆菌菌株及其应用 | |
| CN104673738B (zh) | 一种异养硝化好氧反硝化细菌的驯化与筛选方法 | |
| CN103373758B (zh) | 一种腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法 | |
| CN102465105B (zh) | 一株亚硝酸型反硝化菌株及其应用 | |
| CN103373762A (zh) | 一种含盐污水的生物脱氮方法 | |
| Fan et al. | The influence of phosphorus on the autotrophic and mixotrophic denitrification | |
| WO2020036458A1 (ko) | 하폐수 처리공정에서 아산화질소의 생산방법 | |
| Mekuto et al. | Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification potential of cyanide and thiocyanate degrading microbial communities under cyanogenic conditions | |
| Silva et al. | p-Cresol biotransformation by a nitrifying consortium | |
| CN108117157A (zh) | 一种难降解有机含氮废水的处理方法 | |
| CN102465102B (zh) | 亚硝酸型生物脱氮菌剂及其应用 | |
| CN112850911A (zh) | 一种含氮废水的处理方法 | |
| CN105112337A (zh) | 一株阴沟肠杆菌及其应用 | |
| CN106554076B (zh) | 一种含氨废水的生物处理方法 | |
| CN103045578A (zh) | 氨氧化菌复合菌剂的制备方法 | |
| Liu et al. | Potential application of a Pseudomonas geniculata ATCC 19374 and Bacillus cereus EC3 mixture in livestock wastewater treatment | |
| CN102465106B (zh) | 一种短程反硝化脱氮菌株及其应用 | |
| CN102674618A (zh) | 一种生物膜生物强化焦化废水高效处理方法 | |
| Zhang et al. | Evaluation the role of soluble microbial products for denitrification sludge characteristic under starvation stress | |
| CN111286478A (zh) | 油脂降解复合菌剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |