CN104388342B - 一种短程硝化细菌假单胞菌与应用 - Google Patents

一种短程硝化细菌假单胞菌与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种短程硝化细菌假单胞菌与应用，所述假单胞菌的保藏号为CGMCC No.9412，该假单胞菌可被应用于在污水处理中去除氨氮，具体来说，将菌株接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600＝2.0，以1‑5％的接种量接种于高氨氮废水中，20‑25℃振荡培养1‑2天，维持溶氧在2.5mg/L以上；离心取上清，测定氨氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮及COD，结果显示氨氮去除效果明显，同时具有一定的总氮和COD去除能力，该菌在污水处理工程中有很好的应用价值。

Description

一种短程硝化细菌假单胞菌与应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其是一种短程硝化细菌假单胞菌与应用。
背景技术
氨氮是水体中主要污染物质之一，也是国家要求重点监控的指标之一。随着现代工农业的发展，氨氮的环境污染问题日益加剧。游离氨对生命体具有毒性。氨氮转化成亚硝态氮和硝态氮会污染水源而造成水体富营养化现象，不仅对湖泊和海洋渔业资源造成极大的破坏，而且导致地下水源和饮用水的污染。据报道，饮用水中硝态氮超过10mg/L会引起婴儿高铁血红蛋白症，直接对人类健康造成危害。而水体中亚硝酸盐对生物体有毒害作用，其毒性影响主要是将血液中的亚铁血红蛋白(Fe2+)氧化成高铁血红蛋白(Fe3+)，从而抑制血液的载氧能力，严重时会导致生物体缺氧而窒息死亡。亚硝酸盐还是强烈的致癌物质。因此，保护水质，解决水体中氨氮超标的问题已成为世界性环境问题之一。
生物脱氮是目前被公认为废水脱氮中最经济、最有效的方法之一。传统理论认为，氨氮的去除是靠亚硝化细菌(即氨氧化细菌)来完成的，具体过程是将氨氮经由羟胺逐步氧化为亚硝态氮。后续过程是由硝化细菌(即亚硝酸盐氧化菌)将亚硝态氮转化为硝态氮，再由反硝化细菌将硝态氮逐步还原为氮气释放，从而达到彻底去除总氮的目的。但这不是生物法去除氨氮的唯一途径。近年来，越来越多的研究证明了短程硝化的存在。
短程硝化是指氨氮被转化为亚硝态氮后没有进一步转化为硝态氮，从而实现硝化反应的缩短和亚硝酸盐的积累。积累的亚硝酸盐可以通过反硝化细菌的短程反硝化作用转化为氮气释放；也可以通过厌氧氨氧化细菌的作用，与氨氮中和生成氮气释放。
短程硝化较传统的硝化作用具有巨大的优势，可有效节省25％的氧气消耗、60％的能耗和40％的电子供体消耗(以甲醇计)；使CO2减排20％、剩余活性污泥在好氧段减排33-35％而厌氧段减排55％；反硝化效率提高1.5-2倍等。
现阶段，单独菌株实现短程硝化作用尚未见报道，多采用混合培养物，如活性污泥实现短程硝化，但容易增加整个反应过程的不可控性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种短程硝化细菌假单胞菌，具有极强的去除氨氮能力。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述短程硝化细菌假单胞菌的应用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种短程硝化细菌假单胞菌(Pseudomonas sp.)，YH-01，其保藏号为CGMCCNo.9412(保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号、保藏日期：2014年07月04日、保藏编号：CGMCC No.9412)。
优选的，上述短程硝化细菌假单胞菌，分离自山东省临沂市沂河河岸淤泥中，通过将淤泥稀释液涂布于含溴麝香草酚蓝的筛选培养基平板上，在恒温箱中培养，挑取显蓝色的单一菌落重复划线纯化得到，在筛选平板上表现为白色边缘整齐、湿润粘稠，革兰氏染色呈阴性，经过16S rDNA鉴定，属于假单胞菌(Pseudomonas sp.)，具有序列表中<400>1所示序列。
上述短程硝化细菌假单胞菌，YH-01，在污水处理去除氨氮方面的应用。
优选的，上述短程硝化细菌假单胞菌的应用，利用假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01(CGMCC No.9412)，将该菌株接种于所述废水中，20-25℃振荡培养1-2天，维持溶氧在2.5mg/L以上，实现污水处理中氨氮的去除。
优选的，上述短程硝化细菌假单胞菌的应用，所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01菌株以菌液形式接种，其接种量为处理废水体积的1-5％(v/v)。
优选的，上述短程硝化细菌假单胞菌的应用，所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01菌株菌液的浓度为O.D600＝2.0。
优选的，上述短程硝化细菌假单胞菌的应用，具体来说，所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01菌株接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600＝2.0，以1-5％的接种量接种于高氨氮废水中，20-25℃培养1-2天，维持溶氧在2.5mg/L以上；离心取上清，按照《纳氏试剂比色法(GB7479-87)》测定氨氮，按照《N-1-萘基乙二胺分光光度法(GB7493-87)》测定亚硝态氮，按照《紫外分光光度法(DZ/T 0064.59-1993)》测定硝态氮，按照《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB11894-89)》测定总氮，按照《重铬酸盐法(GB11914-89)》测定COD。
本发明的有益效果是：
本发明提供了短程硝化细菌假单胞菌(CGMCC No.9412)YH-01，该假单胞菌(Pseudomonas sp.)能在异养且好氧的条件下进行短程硝化作用，生长速度快，代谢能力强，氨氮去除效率高；抗各种冲击负荷的能力较强，在处理系统中更为稳定，不易流失和衰亡；短程硝化的氨氮转化效率更高，更有利于实现同步硝化反硝化或厌氧氨氧化；高效地去除废水中的氨氮，同时具有一定的去除总氮和COD的能力；另外，可以为后续的短程反硝化或厌氧氨氧化工艺奠定基础，从而实现彻底脱氮，在污水处理领域有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述短程硝化细菌假单胞菌的系统进化树，图中，Pseudomonas sp.为短程硝化细菌假单胞菌。
保藏信息
分类名词：假单胞菌Pseudomonas sp.
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期：2014年07月04日
保藏号：CGMCC No.9412
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
下述实施例中不同的培养基及溶液配方如下：
在下面的实施例中所用的菌种均为假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01，CGMCCNo.9412，实施例中不同的培养基及溶液配方如下：
1.筛选培养基：蒸馏水1000mL、(NH4)2SO42g、K2HPO40.5g、MgSO40.2g、CaCl20.1g、柠檬酸钠5g、溴麝香草酚蓝0.1mL，pH 7.0；添加1.5％的琼脂，121℃灭菌20分钟(平板)。
2.LB培养基：蒸馏水1000mL、蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g、NaCl 5.0g，pH 7.0-7.2。
3.人工高氮废水：自来水1000mL、葡萄糖0.5g、(NH4)2SO40.5g、NaH2PO40.05g，pH6.5-7.5。
实施例1
假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01的筛选和鉴定。
实验材料来自山东省临沂市沂河河岸淤泥。
取淤泥稀释液0.1ml，涂布于筛选培养基平板上，在30℃恒温箱中培养，挑取显蓝色的单一菌落重复划线纯化2-3次，得到纯化菌株。经过16S rDNA鉴定，属于假单胞菌(Pseudomonas sp.)，系统进化树见图1，具有序列表中<400>1所示序列。
实施例2
假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01去除氨氮的实验1。
处理对象为筛选培养基，运行方式为摇瓶振荡培养。
具体实施步骤如下：所述菌株接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600＝2.0，以5％的接种量接种于高氨氮废水中，25℃培养2天，维持溶氧3.0mg/L以上；离心取上清，按照《纳氏试剂比色法(GB7479-87)》测定氨氮，按照《N-1-萘基乙二胺分光光度法(GB7493-87)》测定亚硝态氮，按照《紫外分光光度法(DZ/T 0064.59-1993)》测定硝态氮，按照《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB11894-89)》测定总氮，按照《重铬酸盐法(GB11914-89)》测定COD。结果如下表1。
表1
氨氮 亚硝态氮 硝态氮 总氮 COD
进水(mg/L) 397 0 0 397 2342
出水(mg/L) 38.9 22.5 2.9 71.8 545.7
去除率(％) 90.2 / / 81.9 76.7
实施例3
假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01去除氨氮的实验2。
处理对象为人工高氮废水，运行方式为3L SBR(序批式生物反应器)系统内曝气培养。
具体实施步骤如下：所述菌株接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600＝2.0，以1-5％的接种量接种于高氨氮废水中，20℃培养1天，维持溶氧2.5mg/L；离心取上清，测定方法同实施例2。结果如下表2。
表2
氨氮 亚硝态氮 硝态氮 总氮 COD
进水(mg/L) 123 0 0 123 496
出水(mg/L) 14.3 14.8 2.6 35.6 135.5
去除率(％) 88.4 / / 71.1 72.7
实施例4
假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01去除氨氮的实验3。
处理对象为人工高氮废水，运行方式为3L SBR系统内曝气培养。
具体实施步骤如下：所述菌株接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600＝2.0，以5％的接种量接种于高氨氮废水中，25℃培养2天，维持溶氧3.0mg/L；离心取上清，测定方法同实施例2，结果如下表3。
表3
氨氮 亚硝态氮 硝态氮 总氮 COD
进水(mg/L) 116 0 0 116 478
出水(mg/L) 10.1 11.6 1.3 28.7 74.1
去除率(％) 91.9 / / 75.3 84.5
通过上述实验1-3可以看出，本发明所述短程硝化细菌假单胞菌的氨氮去除效果明显，同时具有一定的总氮和COD去除能力，可以预期该短程硝化细菌假单胞菌在污水处理工程中有很好的应用价值。
上述参照实施例对该一种短程硝化细菌假单胞菌与应用进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种短程硝化细菌假单胞菌(Pseudomonas sp.)YH-01，其保藏号为CGMCC No.9412。
2.权利要求1所述的短程硝化细菌假单胞菌在污水处理去除氨氮方面的应用。
3.根据权利要求2所述的短程硝化细菌假单胞菌的应用，其特征在于：利用假单胞菌将该菌菌株接种于废水中，20-25℃振荡培养1-2天，维持溶氧在2.5mg/L以上，实现污水处理中氨氮的去除。
4.根据权利要求2所述的短程硝化细菌假单胞菌的应用，其特征在于：假单胞菌菌株以菌液形式接种，其接种量为处理废水体积的1-5％(v/v)。
5.根据权利要求2所述的短程硝化细菌假单胞菌的应用，其特征在于：假单胞菌菌株菌液的浓度为O.D600＝2.0。
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