CN102747015A - 一种脱氮不动杆菌及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱氮不动杆菌及其应用,属于环境微生物领域。所述不动杆菌的分类命名为Acinetobacter schindleri LN5,已于2012年5月30日保藏在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.6165。所述不动杆菌具有异养硝化-好氧反硝化的功能,对金霉素耐受能力较高,可用于含氮污水尤其是含有金霉素的含氮污水的SND脱氮处理,可将含氮污水中大部分氨氮去除,而亚硝酸盐和硝酸盐氮积累量较少,可在同一个反应器中实现硝化-反硝化以及去除COD等功能,实现了绿色、低耗和高效处理含氮污水的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱氮不动杆菌及其应用,具体地说,涉及一种脱氮不动杆菌LN5(Acinetobacter schindleri LN5),所述脱氮不动杆菌LN5对金霉素具良好的耐受能力,并具有异养硝化-好氧反硝化功能,可用于含氮污水和含金霉素污水的生物脱氮处理,属于环境微生物领域。
背景技术
氮是引起水体富营养化的主要因素之一,含氮污水不达标排放加剧了水体的富营养化。污水中氮的去除方法分为物化脱氮法和生物脱氮法。物化脱氮法成本较高,难以推广应用。生物脱氮法被公认为是一种经济、有效、环保和最有发展前途的污水除氮方法,其中,微生物脱氮已成为水污染控制领域研究的热点问题之一。
目前,微生物脱氮方法包括传统微生物脱氮方法和新型微生物脱氮方法。传统微生物脱氮方法包括好氧硝化和厌氧反硝化过程,需在两个容器中完成硝化和反硝化反应。而新型微生物脱氮方法是利用异养硝化-好氧反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification,SND)功能菌株,在一个反应器内实现同步硝化和反硝化过程。其优点是:反应器占地面积小,基建费用省,且操作管理方便。
自从Roberts等发现好氧反硝化现象以来,国内外学者已对好氧反硝化进行了研究,目前已发现的好氧反硝化菌属有Thiosphaera,Pantotropha以及Acinetobacter等。Yuan,Liling等人从纺织厂污水中分离了一株好氧反硝化菌HS-043,该菌在模拟污水中去除硝态氮能力高达98%(Yuan,Liling etc.Isolation and Characterization of a Novel Aerobic Denitrifying Bacterial Strain and Its Application in Artificial Wastewater[J].CONFERENCE ON EN VIRONMENTAL POLLUTION AND PUBLICHEALTH,2010,1(2):1340-1343.);Yang,XP等人分离出一株异养硝化-好氧反硝化菌Bacterium A1,其在富含氨氮的基础无机培养基模拟污水中可以高效脱氮(Yang,Xin-Ping etc.Isolation and nitrogen removal characteristics of an aerobic heterotrophic nitrifying-denitrifying bacterium,Bacillus subtilis A1[J].BIORESOURCE TECHNOLOGY,2011,102(2):854-862.);有关具有异氧硝化-好氧反硝化功能的不动杆菌的研究目前已有报道。Bin Zhao等人从生物反应器薄膜上分离得到的一株菌株Acinetobacter calcoaceticus HNR可高效地将氨氮转化为气态氮(Bin Zhao etc.Heterotrophic nitrogen removal by a newly isolated Acinetobacter calcoaceticus HNR[J].BIORESOURCE TECHNOLOGY,2010,101(14):5194-5200.);Xin,Yufeng等人从一个培养池表面固体物中分离得到Acinetobacter sp.YF14,在最适宜的异养培养条件下,3天之内氨氮和总氮去除率分别达到92%和91%(Xin,Yufeng etc.Isolation and identification of a heterotrophic nitrifying and aerobic denitrifying Acinetobacter sp.YF14 and its denitrification activity[J].Wei sheng wu xue bao,2011,51(12):1646-54);Yu,DY等从活性污泥中分离得到Acinetobacter sp.并将其应用于富含氨氮的污水中,氨氮去除率达90%(Yu,DY etc.The treatment of heterotrophic nitrification-aerobic denitrifier bacteria loaded with bacteria cellulose membrane to nitrogenous wastewater[J].FRESENIUS ENVIRONMENTAL BULLETIN,2011,20(5):1208-1215.);Yang,Xiaolong等从池塘污泥中分离得到Acinetobacter sp.C-4并将其应用于富营养池塘水中,脱氮率达73.04%(Yang,Xiaolong etc.Identification and denitrification of an aerobic bacterium[J].Wei sheng wu xue bao,2011,51(8):1062-1070.)。
目前,在荷兰、丹麦、意大利和德国等国已有部分污水处理厂利用SND脱氮方法处理污水,而国内对SND脱氮方法的研究尚处于实验室阶段。
金霉素污水中,含有高浓度的有机物和氮,同时还含有对微生物有毒害作用的金霉素,是一种生物较难降解的高浓度有机污水。目前能用来处理含金霉素污水的菌株报道极少,2006年,何瑜等报道了用筛选得到的红曲霉B3来降解金霉素废水(何瑜,红曲霉B3降解金霉素废水的特性研究[D].福州大学,2006),所述红曲霉B3对金霉素的耐受浓度为4000mg/L,化学需氧量(COD)去除率 为67.6%,但未对其脱氮性能进行研究。有关含金霉素污水的脱氮方法现在主要采用传统的好氧和厌氧分级处理,而应用SND脱氮方法去除含金霉素污水中的氮的研究尚未见到报道。
发明内容
针对现有技术中尚无一种具有异养硝化-好氧反硝化功能菌株可用于含金霉素污水脱氮处理的缺陷,本发明的目的之一在于提供一种脱氮不动杆菌LN5(Acinetobacter schindleri LN5),所述不动杆菌LN5属于申氏不动杆菌(Acinetobacter schindleri),对金霉素具良好的耐受能力,并具有在好氧条件下同时进行异养硝化-好氧反硝化脱氮的性能。
本发明的目的之二在于提供一种所述脱氮不动杆菌LN5的应用,所述应用为将LN5菌株用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮,尤其是用于含有金霉素的含氮污水处理。
本发明的目的通过下述技术方案实现。
一种脱氮不动杆菌LN5(Acinetobacter schindleri LN5)(以下简称LN5菌株),所述LN5菌株是从污水中经过分离、纯化筛选得到的;所述LN5菌株于2012年5月30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(CGMCG),保藏编号为CGMCC No.6165。
LN5菌株具有下述特征与性质:
(1)形态特征
菌落形态:菌落呈圆形,小而凸起,表面光滑,边缘整齐,湿润,白色不透明,易挑取;菌体形态:菌体呈杆状,大小为2~3μm×0.8~1.5μm。
(2)生理生化性质
属于革兰氏阴性菌。
(3)分子生物学鉴定
利用16S rDNA的通用引物27F(5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3')和1492R(5'-TACGGHTACCTTACGACTT-3'),以LN5菌株的基因组DNA作为模板进行PCR扩增,得到PCR产物,回收,送invitrogen公司测序,得到LN5菌株的16S rDNA基因全序列共有1394个碱基(bp)组成,见序列表SEQ ID No. 1;所述序列通过美国国家生物技术信息中心(NCBI)的BLAST检索程序系统进行序列同源性分析,发现与申氏不动杆菌(Acinetobacter schindleri)的16SrDNA基因序列的相似度为99%。
参照《伯杰细菌鉴定手册》(第八版)的内容,根据本发明所述LN5菌株的形态特征、生理生化性质和分子生物学鉴定特征,鉴定LN5菌株属于申氏不动杆菌(Acinetobacter schindleri),并定名为不动杆菌LN5(Acinetobacter schindleri LN5)。
一种本发明所述LN5菌株的应用,所述应用为将LN5菌株用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮;优选所述含氮污水为含有金霉素的含氮污水;优选所述含氮污水为金霉素工业污水。
所述应用可具体如下:
在含氮污水中接入LN5菌株的菌液,进行好氧培养,即可实现将LN5菌株用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮;
其中,所述含氮污水中的氨氮和/或硝态氮含量为100~970mg/L,COD含量≤5800mg/L,金霉素含量最大值为700mg/L,所述菌液为OD600值为2.0的菌液,接入菌液量与含氮污水的体积比为2~11:100,以下简称接菌量为2~11%。
其中,优选含氮污水的初始pH值为7.0。
优选好氧培养的温度为28~37℃。
优选将菌液离心得到菌体,将菌体接入含氮污水。
所述菌液可为将LN5菌株进行活化培养后的菌液,活化培养所使用的培养基为硝酸盐富集培养基、硝化富集培养基或牛肉膏蛋白胨液态培养基;其中,所述硝酸盐富集培养基(/L):KNO3 1g,KH2PO4 1g,FeCl2·6H2O 0.05g,CaCl2·7H2O0.02g,MgSO4·7H2O 1g,琥珀酸钠8.5g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min;硝化富集培养基(/L):(NH4)2SO40.47g,KH2PO41.0g,FeCl2·6H2O0.5g,CaCl2·7H2O 0.2g,MgSO4·7H2O 1.0g,柠檬酸三钠4.08g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min;牛肉膏蛋白胨液体培养基(/L):牛肉膏5g,蛋白胨10g,氯化钠5g,用蒸馏水定容,初始pH值至7.0,121℃灭菌20min。
含氮污水中金霉素含量为100mg/L,氨氮含量为300mg/L,接菌量为8%时,可实现最高的总氮脱除率。
含氮污水中金霉素含量为100mg/L,氨氮含量为100mg/L,接菌量为11% 时,可实现最高的氨氮去除率和COD去除率。
所述LN5菌株OD600值为2.0的菌液和LN5菌株OD600值为2.0的菌液离心后得到的菌体均可作为微生物菌剂用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮。
有益效果
1.本发明所提供的LN5菌株耐受金霉素浓度可达1000mg/L;所述LN5菌株具有异养硝化-好氧反硝化的性能,可将含氮污水中大部分氨氮通过异养硝化-好氧反硝化作用直接转化为气体产物,亚硝酸盐和硝酸盐氮积累量较少;
2.本发明所提供的LN5菌株在加入含有100mg/L金霉素的含氮污水后第4天即可达到较好的处理效果,总氮脱除率达75.65%,氨氮去除率达77.32%,COD去除率达86.45%;若延长处理时间至第8天,总氮脱除率达90.47%,氨氮去除率达92.69%,COD去除率达85.78%;
3.本发明所提供的LN5菌株接种于含氨氮和有机碳而不含金霉素的污水中,可以以氨氮为唯一氮源进行新陈代谢,24小时内总氮脱除率可达83.2%,氨氮去除率可达91.9%,氨氮降解速率达3.38mg/(L·h);
4.本发明所提供的LN5菌株接种于含硝态氮和有机碳而不含金霉素的污水中,可以以硝态氮为唯一氮源进行新陈代谢,48小时内硝态氮去除率达94.7%,硝态氮降解速率达2.55mg/(L·h);
5.本发明所提供的LN5菌株特别适用于处理含金霉素的含氮污水,尤其是处理金霉素工业污水;
6.本发明所提供的LN5菌株可用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮,可在一个反应器中同时实现硝化-反硝化功能,使用方便,操作简单,减少了厌氧池系统,节约了基建和运行费用;在处理过程中反硝化产生的OH-可直接用以综合硝化产生的H+,减少了处理过程中污水pH的波动,节省了pH调节费用,提高了反应效率,因此具有较好的经济效应,实现了绿色、低耗和高效处理含氮污水的目的。
附图说明
图1为实施例2中LN5菌株的菌落形态照片。
图2为实施例2中LN5菌株的显微照片。
图3为实施例3中LN5菌株的基因组DNA凝胶电泳图。
图4为实施例3中LN5菌株的16S rDNA的PCR扩增产物凝胶电泳图。
图5为实施例5中LN5菌株处理含金霉素的模拟污水中氨氮、总氮和COD浓度变化曲线图。
保藏生物材料的说明
本发明的菌株,已于2012年5月30日,保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCG);该中心地址:中国北京市朝阳区北辰西路1号,中国科学院微生物研究所;所述LN5菌株的分类命名为申氏不动杆菌,Acinetobacter schindleri,保藏编号为CGMCC No.6165。
具体实施方式
为了充分说明本发明的特性以及实施本发明的方式,下面给出实施例。
以下实例中涉及到的总氮、氨氮、COD、金霉素和硝态氮的测定方法分别如下:总氮采用《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(GB11894-89)测定;氨氮采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)测定;COD采用《快速消解分光光度法》(GB11914-89)测定;金霉素和硝态氮分别采用紫外分光光度法测定。
实施例1 LN5菌株的筛选
1.分离
从环境中采集含有金霉素的含氮污水样品多分,按体积浓度梯度分别稀释106、107、108、109和1010倍,将稀释后的样品分别均匀涂布于溴百里酚蓝(BTB)固体培养基平板上,并置于37℃恒温箱中培养2天,得到在BTB固体培养基平板上呈现蓝色晕圈的菌落。
所述BTB固体培养基(/L):琼脂10g,KNO31g,KH2PO41g,FeCl3·6H2O0.5g,CaCl2·7H2O 0.2g,MgSO4·7H2O 1g,琥珀酸钠8.5g,BTB乙醇溶液(0.1g溴百里酚蓝溶于10mL乙醇)1mL,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min,制成BTB固体培养基平板。
2.纯化
从所述已培养的BTB固体培养基平板上挑取呈现蓝色晕圈的各个单菌落,并分别在牛肉膏蛋白胨固体培养基平板上连续划线,然后在37℃培养48h,直至得到单一纯菌落。
所述牛肉膏蛋白胨固体培养基(/L):牛肉膏5g,蛋白胨10g,氯化钠5g,琼脂20g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min,制成牛肉膏蛋白胨固体培养基平板。以下所述牛肉膏蛋白胨固体培养基均为该配方。
3.保存
选择上述纯化的单菌落,分别用接种环接种到试管斜面固体培养基中,置37℃恒温箱中培养24h,然后在4℃冰箱中保存。
所述试管斜面固体培养基是用牛肉膏蛋白胨固体培养基制成的。
4.好氧反硝化性能测定
利用硝酸盐模拟污水对纯化的菌株进行好氧反硝化性能测定,所述好氧反硝化性能由硝态氮去除率来衡量,筛选出性能好的好氧反硝化菌株。
具体筛选方法如下:将硝酸盐模拟污水在121℃灭菌20min;将纯化的菌株分别接种于硝酸盐富集培养基中活化24h,然后取稀释后的菌液10ml在5000rpm下离心10min(下文离心条件相同的情况均简称离心),将离心后得到的菌体分别接种入装有90ml硝酸盐模拟污水的250ml锥形瓶中,以封口膜封口,在28℃,170rpm摇床培养。在接种0h、12h、24h、36h和48h分别取样测定硝酸盐模拟污水中硝态氮的含量。选出硝态氮去除率≥85%的菌株用于下一步筛选。此过程中LN5菌株在48h时的硝态氮去除率达到94.7%。
所述硝酸盐富集培养基(/L):KNO3 1g,KH2PO4 1g,FeCl2·6H2O 0.05g,CaCl2·7H2O 0.02g,MgSO4·7H2O 1g,琥珀酸钠8.5g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min。
所述硝酸盐模拟污水(/L):KNO30.72g,KH2PO4 1g,MgSO4·7H2O 1g,琥珀酸钠2.8g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min。
5.异养硝化能力测定
将上述筛选出的好氧反硝化菌株接种于异养硝化模拟污水中,测定菌株的硝化性能,硝化性能由氨氮去除率和总氮脱除率来衡量,进一步筛选出硝化性能强的菌株。
具体筛选方法如下:将所有筛出的好氧反硝化菌株分别接种于硝化富集培养基中活化24h,取10ml菌液离心,将离心后得到的菌体分别接种入装有90ml异养硝化模拟污水的250ml锥形瓶中,以封口膜封口,在28℃,170rpm摇床中培养。在接种0h、12h、24h和36h测定异养硝化模拟污水的氨氮含量和总氮含量。将所有氨氮去除率≥85%的菌株保存用于后续的实验。在筛选过程中,LN5菌株在24h时的氨氮去除率达91.9%,总氮脱除率达到83.2%。
所述硝化富集培养基(/L):(NH4)2SO4 0.47g,KH2PO4 1.0g,FeCl2·6H2O 0.5g,CaCl2·7H2O 0.2g,MgSO4·7H2O 1.0g,柠檬酸三钠4.08g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min。以下所述硝化富集培养基均为该配方。
所述异养硝化模拟污水(/L):(NH4)2SO4 0.47g,琥珀酸钠5.62g,50mL维氏盐溶液,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min;其中,所述维氏盐溶液(/L):K2HPO4 5.0g,FeSO4·7H2O 0.05g,NaCl 2.5g,MgSO4·7H2O 2.5g,MnSO4·4H2O 0.05g,溶解后用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min。以下所述异养硝化模拟污水均为该配方。
6.确定异养硝化-好氧反硝化高效菌株
根据步骤4和5的结果,挑选出异养硝化与好氧反硝化性能最高的菌株,即为本发明所述LN5菌株。
实施例2 对LN5菌株的形态特征和生理生化性质鉴定
1.形态特征鉴定
对LN5菌株的菌落和显微镜形态观察如下:
将LN5菌株接种在牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化24h,然后用无菌水稀释至109倍并均匀涂布于牛肉膏蛋白胨固体培养基平板上,放入37℃恒温培养箱培养24h,观察并得到菌落形态特征如下:菌落呈圆形,小而凸起,表面光滑,边缘整齐,湿润,白色不透明,易挑取,如图1所示。
将LN5菌株在牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化24h,然后用无菌水稀释100倍,滴1滴稀释后的菌液于干净的载玻片上,在火焰上快速过3遍,以手背感觉不烫为宜,进行固定,再滴上半滴水,盖上盖玻片,在显微镜下观察。结果显示:菌体呈杆状,大小为2~3μm×0.8~1.5μm,如图2所示。
所述牛肉膏蛋白胨液体培养基(/L):牛肉膏5g,蛋白胨10g,氯化钠5g, 用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min。以下所述牛肉膏蛋白胨液体培养基均为该配方。
2.生理生化性质鉴定
对LN5菌株进行革兰氏染色实验,同时以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌做对照菌;步骤如下:
①将LN5菌株在牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化24h,将活化后的菌液用无菌水稀释100倍,滴1滴稀释后的菌液于干净的载玻片上,风干固定;
②将风干固定后载玻片上有LN5菌株的区域用结晶紫混合染液染色1min后,水洗,风干。
③继续向载玻片上有LN5菌株的区域滴加2滴碘液作用1min,水洗,滤纸吸干。
④将载玻片上碘液作用并水洗吸干后的LN5菌株区域用95%乙醇作为洗脱液进行脱色,20秒后水洗,吸去水分。
⑤将经过洗脱后的LN5菌株区域再用番红染液染色3min,水洗,风干。
⑥在显微镜下观察染色后的LN5菌株为红色;金黄色葡萄球菌为紫色,大肠杆为红色。因此可以判定LN5菌株为革兰氏阴性菌。
实施例3 对LN5菌株的分子生物学鉴定
1.基因组DNA的提取
①菌体培养:将LN5菌株接种于50ml牛肉膏蛋白胨液体培养基中,在30℃,220rpm,培养24h后,取5ml菌悬液在10000rpm,离心1min,收集菌体于1.5mL的离心管中。
②基因组DNA的提取:使用天根生化科技有限公司生产的细菌基因组DNA提取试剂盒提取LN5菌株的基因组DNA。
③保存:将提取到的LN5菌株基因组DNA置于-20℃。
④检测:将提取到的LN5菌株基因组DNA经1%琼脂糖凝胶电泳后,在凝胶成像系统中观测、照相,得到电泳图如图3所示,其中M泳道为Marker,1泳道和2泳道均为电泳产物。
2.16S rDNA的PCR扩增及检测
PCR扩增引物使用16S rDNA的通用引物27F和1492R:
27F:5'AGAGTTTGATCMTGGCTCAG3';
1492R:5'TACGGHTACCTTACGACTT3';
在50μl反应体积中,加入1μl模板DNA(即LN5菌株的基因组DNA),1μl27F和1μl 1492R,25μl PCR mix,22μl ddH2O。PCR扩增条件为:95℃预变性5min,95℃变性1min,55℃退火1min,72℃延伸1min,30个循环;最后72℃延伸10min得到PCR产物;PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳后,用凝胶成像系统观测,照相如图4所示,其中M泳道为Marker,1泳道和2泳道均为电泳产物。
3.16S rDNA的全序列测定和分析
回收得到PCR产物,送invitrogen公司测序,得到LN5菌株的16S rDNA基因全序列,见序列表SEQ ID No.1;所述序列通过美国国家生物技术信息中心(NCBI)的BLAST检索程序系统进行序列同源性分析,发现与申氏不动杆菌(Acinetobacter schindleri)的16S rDNA基因全序列的相似度为99%。
参照《伯杰细菌鉴定手册》(第八版)的内容,根据本发明所述LN5菌株的形态特征、生理生化性质和分子生物学鉴定特征,鉴定LN5菌株属于申氏不动杆菌(Acinetobacter schindleri),并定名为不动杆菌LN5(Acinetobacter schindleri LN5)。
实施例4 LN5菌株对金霉素耐受能力实验
将LN5菌株在牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化24h,然后分别涂布到含有不同浓度金霉素的牛肉膏蛋白胨固体培养基平板中,金霉素浓度分别为200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L、2000mg/L、4000mg/L和6000mg/L,放置于37℃恒温培养箱中遮光培养,观察LN5菌株的生长情况。结果表明,金霉素浓度为200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L和1000mg/L的平板上均长出LN5菌株的菌落,金霉素浓度为2000mg/L、4000mg/L和6000mg/L的平板上均不能长出LN5菌株的菌落。因此可知LN5菌株对金霉素耐受能力可达1000mg/L。
实施例5 LN5菌株对含有金霉素的模拟污水处理实验
将LN5菌株接种到牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化24h,再用无菌水将菌 液稀释至OD600值为2.0(下文稀释条件相同的情况简称稀释),取稀释后的菌液4.5ml离心,取菌体接入装有90ml模拟污水的250ml锥形瓶中,以封口膜封口。所述模拟污水为含有100mg/L金霉素的异养硝化模拟污水。在28℃,170rpm摇床培养。在接种后的0天、2天、4天、6天、8天和10天分别测定模拟污水的总氮、氨氮和COD的含量。结果如图5所示,第4天总氮脱除率达75.65%,氨氮去除率达77.32%,COD去除率达86.45%;第8天总氮脱除率达90.47%,氨氮去除率达92.69%,COD去除率达85.78%。
实施例6 LN5菌株对金霉素模拟污水处理的正交实验
实验采用正交实验L16(43)设计,测定氨氮、金霉素和接菌量不同浓度水平对LN5菌株处理含氮污水效率的影响,实验共设有16组,其中氨氮的四个水平依次为100mg/L、300mg/L、500mg/L和700mg/L,金霉素的四个水平依次为100mg/L、300mg/L、500mg/L和700mg/L,接菌量的四个水平依次为2%、5%、8%和11%。所述含氮污水为具有不同氨氮浓度的异养硝化模拟污水,氨氮添加浓度分别为100mg/L、300mg/L、500mg/L和700mg/L,其余配方成分及含量同实施例1中的异养硝化模拟污水,向所述污水分别添加金霉素100mg/L、300mg/L、500mg/L和700mg/L。将LN5菌株接入硝化富集培养基中活化24h,稀释,接菌量分别为2%、5%、8%和11%,配置后,放入转速为170rpm摇床中培养10天,结果如表1所示。
由表1可以看出,金霉素对总氮脱除率的影响最大,接菌量影响次之,氨氮对总氮脱除率影响最小。由表1中最优组合水平可以得出本实施例中总氮脱除率达到最大的条件是金霉素100mg/L,氨氮300mg/L时,接菌量8%;氨氮去除率和COD去除率达到最大的条件是金霉素100mg/L,氨氮100mg/L时,接菌量11%。
表1L16(43)正交实验结果表
实施例7 LN5菌株对金霉素工业污水处理实验
取LN5菌株在牛肉膏蛋白胨液态培养基中活化24h,稀释,将5ml稀释后的菌液离心,取菌体接入装有50ml金霉素工业污水的100ml锥形瓶中,以封口 膜封口,在28℃,170rpm摇床培养。在接入菌体的0天、2天、4天、6天、8天和10天分别测定所述污水中的总氮和COD的含量。
当所述污水的初始COD为5796.5mg/L,总氮为969.8mg/L,金霉素浓度为387mg/L时,处理8天,总氮脱除率为63.5%,COD去除率为75.6%。
当所述污水的初始COD为996.7mg/L,总氮为459.0mg/L,金霉素浓度为263mg/L时,处理8天,总氮脱除率为35.7%,COD去除率为58.1%。
当所述污水的初始COD为316.3mg/L,总氮为269.8mg/L,金霉素浓度为163mg/L时,处理4天,总氮脱除率为40.7%,COD去除率为66.2%。
本发明包括但不限于以上实施例,凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进,都将视为在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脱氮不动杆菌,其特征在于:所述不动杆菌的分类命名为Acinetobacter schindleri LN5;保藏编号为:CGMCC No.6165。
2.如权利要求1所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:LN5菌株用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮。
3.根据权利要求2所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:所述含氮污水为含有金霉素的含氮污水。
4.根据权利要求2所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:所述含氮污水为金霉素工业污水。
5.根据权利要求2~4任一项所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:所述应用如下:
在含氮污水中接入LN5菌株的菌液,进行好氧培养;
其中,含氮污水中氨氮和/或硝态氮含量为100~970mg/L,COD含量≤5800mg/L,金霉素含量最大为700mg/L,所述菌液为OD600值为2.0的菌液,接入菌液量与含氮污水的体积比为2~11:100,即接菌量为2~11%。
6.根据权利要求5所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:含氮污水中的初始pH值为7.0。
7.根据权利要求5所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:好氧培养的温度为28~37℃。
8.根据权利要求5所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:将LN5菌株进行活化培养后的菌液接入含氮污水中,活化培养所使用的培养基为硝酸盐富集培养基、硝化富集培养基或牛肉膏蛋白胨液态培养基;
其中,所述硝酸盐富集培养基(/L):KNO3 1g,KH2PO4 1g,FeCl2·6H2O 0.05g,CaCl2·7H2O 0.02g,MgSO4·7H2O 1g,琥珀酸钠8.5g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min;
硝化富集培养基(/L):(NH4)2SO40.47g,KH2PO41.0g,FeCl2·6H2O 0.5g,CaCl2·7H2O 0.2g,MgSO4·7H2O 1.0g,柠檬酸三钠4.08g,用蒸馏水定容,初始pH值为7.0,121℃灭菌20min;
牛肉膏蛋白胨液体培养基(/L):牛肉膏5g,蛋白胨10g,氯化钠5g,用蒸馏水定容,初始pH值至7.0,121℃灭菌20min。
9.根据权利要求5所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:含氮污水中金霉素含量为100mg/L,氨氮含量为300mg/L,接菌量为8%时,实现最高的总氮脱除率;金霉素含量为100mg/L,氨氮含量为100mg/L,接菌量为11%时,实现最高的氨氮去除率和COD去除率。
10.根据权利要求5所述的脱氮不动杆菌的应用,其特征在于:LN5菌株OD600值为2.0的菌液和所述菌液离心后得到的菌体作为微生物菌剂用于含氮污水处理,通过SND方法实现含氮污水的生物脱氮。
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