CN105586294B - 一株不动杆菌及其在废水除氮磷中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一株异养硝化‑好氧反硝化并聚磷的不动杆菌及其在废水除氮磷中的应用。该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏中心登记入册编号为CGMCC NO.9045。该菌株去除氮磷污水的氮磷的适宜温度为15~30℃,有比较广的温度适应范围;在适宜条件下,该菌株对人工氮磷污水的NH4 +‑N、NO3 ‑‑N、NO2 ‑‑N和P的去除速率分别为8.16 mg/(L▪h)、6.02 mg/(L▪h)、10.76 mg/(L▪h)和0.39 mg/(L▪h),有较高的去除速率;该菌株可在好氧条件下的同一反应器中同步去除氮磷,在实际废水的氮磷去除中具有很大的应用潜力。
Description
技术领域
本发明属于环境微生物技术领域,具体涉及一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌以及其在去除氮磷污水的氮磷中的应用潜力。
背景技术
水环境富营养化和藻类的过度生长是引起水质恶化的主要问题之一,P和N是导致水体富营养化的重要因子,其污染源主要为生活、工业和农业废水,因此废水深度处理的主要目的就是去除P和N。
传统的生物法除氮基于自养硝化-厌氧反硝化的联合,最近三十年内,包括不动杆菌(HUANG Xiaofei,et al. Bioresource Technology, 2013, 146: 44-45)、施氏假单胞菌(ZHENG Maosheng,et al. Bioresource Technology, 2014, 162: 80-88)、枯草芽孢杆菌(YANG Xinping,et al. Bioresource Technology, 2011, 102: 854-862)等许多异养硝化-好氧反硝化菌被报道,它们较自养硝化菌有更高的生长速率,可忍受更高的有机负荷,以及可在同一反应器实现同步硝化和反硝化,为生物脱氮提供了新思路。
强化生物磷去除(EBPR)系统已被广泛地应用于废水磷的去除,它基于一类磷积累微生物(PAOs)。在厌氧阶段,PAOs分解细胞内多聚磷(polyP)和糖原提供能量,吸收挥发性脂肪酸(VFA)合成细胞内PHAs(聚羟链烷酸),同时释放磷;在好氧阶段,PAOs从环境吸收高于其释放量的溶解磷形成polyP,从而去除废水磷(Mino. T.,et al.Biochemistry(Moscow),2000,65:341-348)。纯的PAO菌应用于废水磷去除也有报道,与EBPR比较,其在适应期缩短等方面表现出优势(S. S. Choi, et al.Biotechnol Lett.,2000,22:1549-1552)。最近LI Haifeng等报道从太湖分离到一株能去除废水中≦1.0 mg/L的低浓度磷的聚磷细菌Pseudomonas stutzeri YG-24,对废水中低浓度磷的去除有实际应用潜力(LIHaifeng,et al.Desalination,2012,286 :242–247)。
为了实现废水N和P的同步去除,Zeng R.J.等探索同步的硝化-反硝化(SND)与厌氧-缺氧强化的生物磷去除的联合,发现磷的去除主要通过PAOs利用O2作为电子受体氧化细胞内PHAs而实现,但氧浓度的提高使SND效率降低,在相同条件下难以实现N和P同时的高去除效率(Zeng R.J.,et al. Biotechnol. Bioeng.,2003,84(2):170-178);且其他类似的N和P同步去除的研究报道均要通过厌氧好氧两个阶段得以实现(Satoshi Tsuneda,etal. Biochemical Engineering Journal, 2006,27 :191-196)。
从实践观点看,在好氧条件下在同一反应器内实现同步的氮磷去除更加优越。最近LI Chune等报道一株异养硝化-好氧反硝化聚磷菌Pseudomonas stutzeri YG-24,以柠檬酸为碳源且C/N为8时,NH4 +-N、NO3 --N和NO2 --N的去除速率分别为8.75、7.51和7.73 mg/L/h;以之应用于实际废水样品,在好氧条件下,TN、NH4 +-N、NO3 --N、NO2 --N和P的去除率分别为85.28%、88.13%、86.15%、70.83%和51.21%(LI Chune,et al.Bioresource Technology,182:18-25)。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一株异养硝化-好氧反硝化聚磷菌,其特点为该菌株为采用常规分离方法从采自浙江温州西片污水处理厂的活性污泥中分离获得,经16SrDNA序列测定并将测序结果通过GeenBank Blast进行比对分析,属于Acinetobactersp.,与溶血不动杆菌(Acinetobacter Haemolyticus)的同源性为99.64 %,编为Acinetobacter sp. WZUF26。
本发明提供的一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌,该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏中心登记入册编号为CGMCC NO.9045。
本发明还提供上述的不动杆菌的应用,所述不动杆菌WZUF26用于去除氮磷污水的氮磷:将不动杆菌WZUF26接种于氮磷污水中以除去氮磷。
所述不动杆菌WZUF26用于去除氮磷污水的氮磷的方法,包括如下步骤:
1)保藏菌株不动杆菌WZUF26接种于活化培养基中,培养,离心,得菌体,菌体用无菌水洗涤后制成OD680为0.900~1.000的菌悬液;
2)将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中培养以除氮磷;
其中,所述氮磷污水为含有NH4 +-N(铵态氮)、NO3 —N(硝酸态氮)、NO2 —N(亚硝酸态氮)和磷的一种或其组合的污水。
优选地,步骤1)所述活化培养基组成为:( NH4 )2SO4 1g,柠檬酸钠 5g,K2HPO40.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10 g,FeSO4 0.02 g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;
所述营养液组成为:EDTA 0.35g,ZnSO4•7H2O 0.20 g,CuSO4•5H2O 0.10 g,MnSO4•7H2O 0.20 g,Co(NO3)2•6H2O 0.09 g,H3BO3 0.10 g,Na2MoO4 0.10 g,H2O 1000 mL;
步骤1)的培养时间为18~24h,温度为25~30℃,在转速150~160 r/min下培养。
优选地,步骤2)为将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为5:1~15:1。
优选地,氮磷污水中仅含NH4 +-N时,将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为10:1~15:1;氮磷污水中仅含NO3 --N或NO2 --N时,将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比5:1~10:1;氮磷污水中仅含氮和磷时,将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,使得加入碳源所含的碳与氮磷污水所含的氮的质量比为10:1~15:1。
优选地,所述碳源为柠檬酸钠、醋酸钠、丁二酸钠和酒石酸钾钠的其中一种或其任意组合。
优选地,所述氮磷污水中含磷时,所述碳源含有醋酸钠。
优选地,所述氮磷污水中含氮和磷时,所述碳源含有醋酸钠,醋酸钠所含的碳与总磷的质量比大于等于25:1。
优选地,步骤2)中去除氮磷污水的氮磷的培养温度为15~30℃,以NaOH或 HCl调pH为6~9。
优选地,步骤2)中,将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中在转速100~200 r/min下培养以除氮磷。
本发明能够达到以下技术效果:
1、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26为国内首次报道。
2、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26去除氮磷污水的氮磷的适宜温度为15~30℃,有比较广的温度适应范围。
3、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,在适宜条件下,对人工氮磷污水的NH4 +-N、NO3 --N、NO2 --N和P的去除速率分别为8.16mg/(L▪h)、6.02 mg/(L▪h)、10.76 mg/(L▪h)和0.39 mg/(L▪h),具有较高的去除速率。
4、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,可在好氧条件下的同一反应器中同步去除氮磷,在实际废水的氮磷去除中具有很大的应用潜力。
附图说明
图1是不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26的革兰氏染色。
图2是采用MEGA4.1软件,邻位连接法显示菌株WZUF26与相关种的16S rDNA序列系统发育树,进行1000次的相似度重复计算,图中发育树节点只显示Bootstrap值大于50%数值。
图3是不动杆菌WZUF26除人工NH4 +-N污水的NH4 +-N的进程。
图4 是不动杆菌WZUF26除人工NO3 --N污水的NO3 --N的进程。
图5是不动杆菌WZUF26除人工NO2 --N污水的NO2 --N的进程。
图6 是不动杆菌WZUF26除人工磷污水的磷的进程。
图7 是不动杆菌WZUF26除添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水TN、NH4 +-N和生长的进程。
图8 是不动杆菌WZUF26除添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水NO3 --N、NO2 --N、TP和COD进程。
菌株保藏
本发明的不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏中心登记入册编号为CGMCC NO.9045,保藏起始日期为2014年4月14日。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供一株异养硝化-好氧反硝化聚磷菌,其特点为该菌株为采用常规分离方法从采自浙江温州西片污水处理厂的活性污泥中分离获得,经16SrDNA序列测定并将测序结果通过GeenBank Blast进行比对分析,属于Acinetobacter sp.,与溶血不动杆菌(Acinetobacter Haemolyticus)的同源性为99.64 %,编为Acinetobacter sp. WZUF26
实施例一:异养硝化-好氧反硝化聚磷菌的分离与鉴定
样品为取自温州西片污水处理厂的活性污泥,采用常规分离法,将一定量活性污泥接种于富集培养基(( NH4 ) 2 SO4 1g,柠檬酸钠 5g,K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10)于25℃、150 r/min下进行富集培养2~3天,待长出细菌后转接新的富集培养基继续富集培养,如此重复4~5次。然后将经适当稀释的菌液涂布于分离培养基(琼脂 18g/L,其他成分同富集培养基)于25℃下培养48 h,挑取单菌落转接新的分离培养基进行划线纯化,直至经镜检为纯培养物,然后转接LB培养基(酵母粉 5g, 蛋白胨 10g, NaCl 10g, 琼脂18g,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0)于25℃下培养后保藏。
分别将保藏菌株接种于硝化培养基(同富集培养基)于25℃、150 r/min下培养(250 mL锥形瓶装培养基100 mL),定时取样分别用纳氏试剂、格利斯试剂Ⅰ和Ⅱ以及二苯胺检测NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N,根据NO3 --N和NO2 --N的生成和降解情况以及NH4 +-N的降解情况,对保藏菌株的异养硝化-好氧反硝化性能进行初步筛选。对初步筛选获得的异养硝化-好氧反硝化菌株进行反硝化性能测定,测定方法按文献进行(东秀珠,常见细菌系统鉴定手册,北京:科学出版社,2001),以进一步确定异养硝化-好氧反硝化性能。将初筛获得的异养硝化-好氧反硝化菌接种于YG培养基(葡萄糖1g、酵母膏1g、KH2PO4 0.25g、K2HPO4 0.3g、MgSO4▪7H2O 0.4g、琼脂18g、H2O 1000 mL)于25℃下培养48 h后进行异染颗粒染色,以初步确定其聚磷能力。
将初筛获得的异养硝化-好氧反硝化聚磷菌株进行异养硝化性能的复筛,方法为将菌株接种于人工NH4 +-N污水(同富集培养基)于25℃、150 r/min下培养48 h(250 mL锥形瓶装培养基100 mL),然后于8000 r/min下离心10 min后测定上清液的NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N浓度,计算NH4 +-N的去除率和NO2 --N和NO3 --N的浓度,筛选NH4 +-N去除能力强NO2 --N和NO3 --N积累低甚至没有积累的优良菌株。
然后对初筛获得的异养硝化-好氧反硝化聚磷菌株进行好氧反硝化性能的复筛,方法为将菌株接种于人工NO3 --N污水(丁二酸钠5 g,KNO3 1 g,K2HPO4 1g,MgSO4·7H2O 0.10g,营养液2 mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):CuSO4•5H2O 4.0,FeSO4•7H2O 0.70,FeCl3•6H2O 7.0,CoCl3•6H2O 0.20,NaMO4•2H2O 3.4,CaCl2•2H2O 2.0)于25℃、150 r/min下培养48 h(250 mL锥形瓶装培养基100 mL),然后于8000 r/min下离心10 min后测定上清液的NO2 --N和NO3 --N浓度,计算NO3 --N的去除率和NO2 --N的浓度,筛选NO3 --N去除能力强NO2 --N积累低甚至没有积累的优良菌株。
然后对初筛获得的异养硝化-好氧反硝化聚磷菌株进行去磷能力的复筛,方法为将菌株接种于YG培养基(葡萄糖1g、酵母膏1g、KH2PO4 0.25g、K2HPO4 0.3g、MgSO4▪7H2O0.4g、H2O 1000 mL)于25℃下培养24 h,6000 r/min下离心10min得菌体,用无菌去离子水洗涤2次后配制成菌悬液(OD680=0.9000-1.000),按10 %体积比接种于人工磷污水(乙酸钠0.40 g、KH2PO4 0.05 g、(NH4)2SO4 0.14 g、CaCl2•H2O 0.014 g、MgSO4▪6H2O 0.09 g、营养液0.30 mL、H2O 1000 mL、1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):FeCl3▪7H2O 1.50、H3BO3 0.15、CuSO4▪5H2O 0.03、KI 0.18、MnCl2▪4H2O 0.12、Na2MoO4▪2H2O 0.06、ZnSO4▪7H2O 0.12、CoCl2▪6H2O 0.15、EDTA 10)中,于25℃、150 r/min下培养48 h(250 mL锥形瓶装培养基100 mL),然后于8000 r/min下离心10min后测定上清液的磷浓度,计算磷的去除率,筛选磷去除能力强的菌株。
其中,NO3 --N测定采用酚二磺酸法分光光度法,NO2 --N测定采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法,NH4 +-N测定采用纳氏试剂比色法,磷的测定采用磷钼蓝分光光度法(国家环境保护局.水和废水监测分析方法(第三版).北京:中国环境科学出版社,1989)。
NH4 +-N去除率(%)=(培养前上清液NH4 +-N浓度-培养后上清液NH4 +-N浓度)/培养前上清液NH4 +-N浓度×100%
NO3 --N去除率(%)=(培养前上清液NO3 --N浓度-培养后上清液NO3 --N浓度)/培养前上清液NO3 --N浓度×100%
P去除率(%)=(培养前上清液p浓度-培养后上清液p浓度)/培养前上清液p浓度×100%
经上述方法获得1株优良的异养硝化-好氧反硝化聚磷菌株,编号为WZUF26。
菌株WZUF26细胞杆状,静止期呈球形,常成对出现,G-(见图1);好氧,氧化酶阴性,接触酶阳性。
以细菌基因组DNA为模板扩增16SrDNA,扩增采用一对通用引物:上游引物(P1):5’-AGAGTTTGATCCTGGTCAGAACGAACGCT-3’,下游引物(P6):5’-TACGGCTACCTTGTTACGACTTCACCCC-3’,PCR、PCR产物的纯化和测序由中国工业微生物菌种保藏管理中心完成,测序结果通过GeenBank Blast进行比对分析。
WZUF26菌株的16SrDNA由1404bp碱基组成,如SEQ ID NO.1所示;通过GeenBankBlast进行比对分析,与GeenBank中的不动杆菌属(Acinetobacter)的16SrDNA序列具有很高同源性,与溶血不动杆菌(Acinetobacter haemolyticus)的同源性为99.64 %。采用MEGA4.1软件,邻位连接法显示菌株WZUF26与相关种的16S rDNA序列系统发育树见图2。
不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,其保藏中心登记入册编号为CGMCC NO. 9045,保藏起始日期为2014年4月14日。
实施例二:异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌WZUF26除氮特性
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在一定温度、转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析。
本发明以上述方法处理废水,主要研究碳源、C/N、NH4 +-N或NO3 --N或NO2 --N浓度、温度、pH、转速对不动杆菌WZUF26除氮的影响。
1、碳源的选择
人工 NH4 +-N污水的配方: ( NH4 ) 2 SO4 0.94g(NH4 +-N 200mg),碳源(碳源的加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10。
人工 NO3 --N污水的配方: KNO3 0.72g(NO3 --N 100mg),碳源(碳源的加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO2 --N污水的配方:NaNO2 0.49g(NO2 --N 100mg),碳源(碳源的加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在25℃、150 r/min转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析,结果见表1。
表1 碳源选择实验结果
碳源 | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N去除率/% | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N去除率/% | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N去除率/% |
葡萄糖 | 31.59±6.22 | 13.30±4.97 | 10.42±1.14 |
乳糖 | 41.23±2.82 | 16.27±5.02 | 11.83±1.05 |
蔗糖 | 35.92±3.75 | 19.50±3.06 | 10.63±1.11 |
甲醇 | 25.92±6.04 | 38.14±4.36 | 20.72±2.02 |
甘油 | 1.42±1.94 | 32.01±2..62 | 15.35±1.31 |
醋酸钠 | 66.11±5.90 | 87.58±4.49 | 90.98±5.10 |
柠檬酸钠 | 87.22±3.81 | 89.67±4.12 | 91.11±4.23 |
酒石酸钾钠 | 67.08±1.46 | 69.19±2.93 | 60.29±4.10 |
丁二酸钠 | 72.04±5.58 | 91.93±4.23 | 90.93±5.17 |
2、污水中碳氮质量比(C/N)的选择
人工 NH4 +-N污水的配方: ( NH4 ) 2 SO4 0.47g(NH4 +-N 100mg),二水柠檬酸钠(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=2:1~20:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO3 --N污水的配方: KNO3 0.72g(NO3 --N 100mg),二水柠檬酸钠(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=2:1~20:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO2 --N污水的配方:NaNO2 0.49g(NO2 --N 100mg),二水柠檬酸钠(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=2:1~20:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在25℃、150 r/min转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析,结果见表2。
表2 碳氮质量比选择实验结果
碳氮质量比 | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N去除率/% | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N去除率/% | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N去除率/% |
2:1 | 25.94±2.23 | 53.00±1.58 | 55.44±2.05 |
5:1 | 45.86±2.49 | 91.99±3.80 | 90.41±3.07 |
10:1 | 91.15±0.59 | 92.46±4.46 | 93.50±4.07 |
15:1 | 90.78±2.69 | 83.54±2.12 | 80.69±3.03 |
20:1 | 72.69±2.56 | 75.63±3.21 | 70.79±2.18 |
3、污水中氮浓度实验
人工 NH4 +-N污水的配方:( NH4 ) 2 SO4(添加量以NH4 +-N计50~300mg),二水柠檬酸钠(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO3 --N污水的配方: KNO3(添加量以NO3 --N 计50~300mg),二水柠檬酸钠(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10。
人工 NO2 --N污水的配方:NaNO2(添加量以NO2 --N 计50~300mg),二水柠檬酸钠(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10。
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在25℃、150 r/min转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析。结果见下表3。
表3 氮浓度实验结果
NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N或NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N或NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N浓度(mg/L) | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N去除率/% | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N去除率/% | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N去除率/% |
50 | 99.68±6.32 | 91.09±5.03 | 98.56±2.05 |
100 | 97.65±4.25 | 92.56±4.19 | 95.77±4.10 |
150 | 96.12±7.21 | 89.68±5.63 | 94.58±3.98 |
200 | 91.58±5.21 | 75.78±8.21 | 93.49±2.07 |
250 | 82.87±5.78 | 65.32±3.25 | 83.94±3.69 |
300 | 71.56±3.98 | 45.69±2.05 | 71.05±4.21 |
4、培养温度的选择
人工 NH4 +-N污水的配方: ( NH4 ) 2 SO4 0.94g(NH4 +-N 200mg),二水柠檬酸钠8.17g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO3 --N污水的配方:KNO3 0.72g(NO3 --N 100mg),二水柠檬酸钠4.08g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO2 --N污水的配方:NaNO2 0.98g(NO2 --N 200mg),二水柠檬酸钠8.17g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10。
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在10~40℃、150 r/min转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析。结果见下表4。
表4 培养温度选择的实验结果
温度(℃) | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N去除率/% | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N去除率/% | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N去除率/% |
10 | 32.99±2.69 | 34.98±1.58 | 28.65±2.31 |
15 | 88.11±1.51 | 81.00±3.05 | 82.69±1.98 |
20 | 96.6±92.20 | 93.60±3.64 | 91.58±3.05 |
25 | 96.42±3.14 | 90.43±2.71 | 90.25±2.87 |
30 | 94.71±1.20 | 92.70±4.39 | 90.34±3.25 |
35 | 79.38±3.57 | 80.00±3.50 | 79.00±2.69 |
40 | 74.72±3.50 | 70.25±2.19 | 68.58±3.12 |
5、pH的选择
人工 NH4 +-N污水的配方: ( NH4 ) 2 SO4 0.94g(NH4 +-N 200mg),二水柠檬酸钠8.17g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调pH=3~10;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10。
人工 NO3 --N污水的配方:KNO3 0.72g(NO3 --N 100mg),二水柠檬酸钠4.08g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调pH=3~10;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO2 --N污水的配方:NaNO2 0.98g(NO2 --N 200mg),二水柠檬酸钠8.17g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调pH=3~10;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在25℃、150 r/min转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析。结果见表5。
表5 pH选择的实验结果
pH | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N去除率/% | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N去除率/% | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N去除率/% |
3 | 1.33±0.50 | 2.48±0.18 | 0.00±0.00 |
4 | 3.46±0.87 | 5.52±0.10 | 4.10±0.15 |
5 | 30.62±4.12 | 36.66±2.52 | 26.68±1.96 |
6 | 90.40±3.62 | 83.45±5.19 | 80.76±4.29 |
7 | 94.78±1.00 | 92.32±4.21 | 93.58±3.99 |
8 | 96.83±0.52 | 91.52±3.09 | 90.65±4.12 |
9 | 95.10±2.07 | 90.74±4.05 | 94.33±5.07 |
10 | 77.28±1.62 | 80.43±3.28 | 79.68±2.98 |
6、培养转速的选择
人工 NH4 +-N污水的配方: ( NH4 ) 2 SO4 0.94g(NH4 +-N 200mg),二水柠檬酸钠8.17g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO3 --N污水的配方:KNO3 0.72g(NO3 --N 100mg),二水柠檬酸钠4.08g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10。
人工 NO2 --N污水的配方:NaNO2 0.98g(NO2 --N 200mg),二水柠檬酸钠8.17g(加入量依碳元素计量,使得污水中的C/N质量比=10:1),K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10。
取保藏菌株(1.5 mL冷冻管融化菌液)接种于装有100 mL 活化培养基(配方同实施例一富集培养基)的500 mL锥形瓶中,在30℃、150~160 r/min下培养24 h,在5000 r/min离心10 min后用无菌水洗涤2次,再用无菌水配制成菌悬液(OD680=0.900~1.000);然后按5%体积比转接于装有100 mL人工 NH4 +-N污水或人工NO3 --N污水或人工NO2 --N污水的250mL锥形瓶中,在25℃、0~250 r/min转速下培养48 h,然后在5000 r/min下离心10 min得上清液,对上清液进行相关测定分析。结果见表6。
表6 培养转速选择的实验结果
转速(r/min) | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N去除率/% | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N去除率/% | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N去除率/% |
0 | 76.88±3.26 | 70.09±3.13 | 75.36±3.21 |
50 | 85.95±3.46 | 78.95±4.97 | 81.69±2.89 |
100 | 92.08±3.30 | 87.76±3.37 | 89.65±4.39 |
150 | 93.61±2.66 | 95.08±5.34 | 93.89±5.25 |
200 | 95.54±0.34 | 92.29±2.53 | 91.58±3.69 |
250 | 87.09±0.74 | 84.00±3.18 | 81.65±2.14 |
从以上实验结果可看出,就碳源而言,去除NH4 +-N的最适宜碳源为柠檬酸钠,其次为丁二酸钠,再次为醋酸钠和酒石酸钾钠;去除NO3 --N和NO2 --N的适宜碳源为柠檬酸钠、丁二酸钠和醋酸钠,再次为酒石酸钾钠。就适宜C/N而言,去除NH4 +-N为10:1~15:1,去除NO3 --N和NO2 --N为5:1~10:1。耐受的适宜NH4 +-N浓度、NO3 --N浓度和NO2 --N浓度分别为≤200 mg/L、≤150 mg/L和≤250 mg/L。去除NH4 +-N的适宜的温度、pH和转速分别为15~30℃、6~9和100~200 r/min;去除NO3 --N和NO2 --N适宜的温度、pH和转速分别为20~30℃、7~9和100~200 r/min。
实施例三:不动杆菌WZUF26除人工氮污水氮的进程
依实施例二法制得不动杆菌WZUF26菌悬液,按5 %体积比转接于装有200 mL人工NH4 +-N污水(( NH4 ) 2 SO4 0.94g,二水柠檬酸钠8.17g,K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO40.10)、人工NO3 --N污水(( KNO3 0.72g,二水柠檬酸钠4.08g,K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10)和人工NO2 --N污水(NaNO20.98g,二水柠檬酸钠8.17g,K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O 0.10g,CaCl2•2H2O 0.10g,FeSO4 0.02g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):EDTA 0.35,ZnSO4•7H2O 0.20,CuSO4•5H2O 0.10,MnSO4•7H2O 0.20,Co(NO3)2•6H2O 0.09,H3BO3 0.10,Na2MoO4 0.10)的500 mL锥形瓶中,在20℃、150 r/min下培养,定时取样测定生物量,并在5000 r/min下离心10min后得上清液,对上清液进行相关测定分析,图3、图4和图5为其结果。
从图3看出,不动杆菌WZUF26在人工 NH4 +-N污水中培养24 h后NH4 +-N去除率趋于稳定,生长与NH4 +-N去除是同步的;NO3 --N浓度在培养30 h后降至2.58±2.35 mg/L,NO2 --N浓度始终≤0.10 mg/L;NH4 +-N去除量和去除速率分别为195.73 mg/L和8.16 mg/(L▪h)。从图4看出,培养18 h后NO3 --N去除率趋于稳定,生长与NO3 --N去除是同步的;NO3 --N在24 h后降至零;NO3 --N去除量和去除速率分别为108.41 mg/L和6.02 mg/(L▪h)。从图5看出,培养18h后NO2 --N去除率趋于稳定,生长与NO2 --N去除是同步的;NO2 --N去除量和去除速率分别为193.75 mg/L和10.76 mg/(L▪h)。
实施例四:不动杆菌WZUF26除人工磷污水磷的进程
依实施例二法制得不动杆菌WZUF26菌悬液,按5%体积比转接于装有200 mL人工磷污水(乙酸钠1.09~1.52 g、KH2PO4 0.05 g、(NH4)2SO4 0.14 g、CaCl2•H2O 0.014 g、MgSO4▪6H2O 0.09 g、营养液 0.30 mL、H2O 1000 mL、1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为7.0;营养液为含有如下浓度成分的水溶液(g/L):FeCl3▪7H2O 1.50 g、H3BO3 0.15 g、CuSO4▪5H2O 0.03 g、KI 0.18 g、MnCl2▪4H2O 0.12 g、Na2MoO4▪2H2O 0.06 g、ZnSO4▪7H2O 0.12 g、CoCl2▪6H2O 0.15 g、EDTA 10 g)的500 mL锥形瓶中,在20℃、150 r/min下培养,定时取样测定生物量,并在5000 r/min下离心10 min后得上清液,对上清液进行相关测定分析,图6为其结果。
由图6看出,培养24 h后,P浓度趋于稳定,P的去除量和去除速率分别为9.47 mg/L和0.39 mg/(L ▪h)。
实施例五:不动杆菌WZUF26除经厌氧处理后的畜禽废水氮磷的效果
依实施例二法制得不动杆菌WZUF26菌悬液,按5%体积比分别转接于装有200 mL经厌氧处理后的畜禽废水,添加二水柠檬酸钠使其在污水中的浓度为5.0 g/L和无水醋酸钠使其在污水中的浓度为0.25g/L(二水柠檬酸钠与无水醋酸钠所含总碳与TN(总氮)的质量比为10.48:1,无水醋酸钠所含的碳与TP比为26:1)的畜禽废水的500 mL锥形瓶中,原废水组成:TN(总氮)139.56±2.31mg/L、NH4 +-N 127.98±3.58 mg/L、NO3 --N 5.09±0.34 mg/L、NO2 --N 4.72±0.17 mg/L、TP(总磷) 2.79±0.21 mg/L、COD 538.88±5.99 mg/L;在20℃、150 r/min下培养,并分别以不接入菌悬液的原废水在相同条件下培养为对照,定时取样测定生物量,并在8000 r/min下离心10 min得上清液进行相关检测计算,直至趋于稳定为止。表7为不动杆菌WZUF26除厌氧处理后畜禽废水氮磷的效果,表8为不动杆菌WZUF26除添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水氮磷的效果,图7和图8为不动杆菌WZUF26除添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水氮磷的进程。
对比表7和表8可以看出,不动杆菌WZUF26对添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水的TN、NO3 --N、NO2 --N、NH4 +-N、TP和COD的去除效果显著高于未添加柠檬酸钠和醋酸钠的原厌氧处理后畜禽废水。由图7看出,在添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水中接入不动杆菌WZUF26培养48h后,TN和NH4 +-N去除趋于稳定,且与菌体生长是同步的,而对照组TN和NH4 +-N几乎没下降。由图8看出,在添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水中接入不动杆菌WZUF26培养48h后,NO3 --N、NO2 --N和COD去除趋于稳定,而TP在培养36h后趋于稳定,对照组同样几乎没下降。从表8看出,不动杆菌WZUF26对添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水的TN、NO3 --N、NO2 --N、NH4 +-N、TP和COD的去除率分别为90.00%、80.20%、80.34%、89.05%、58.46%和66.77%。
TN测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB-11894-89),COD测定采用重铬酸钾法。
表7不动杆菌WZUF26除厌氧处理后畜禽废水氮磷的效果
TN(mg/L) | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N(mg/L) | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N(mg/L) | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) | TP(mg/L) | COD(mg/L) | OD<sub>680</sub> | |
厌氧处理后畜禽废水 | 139.56±2.31 | 5.09±0.34 | 4.72±0.17 | 127.98±3.58 | 2.79±0.21 | 538.88±5.99 | 0.028±0.004 |
对照组 | 135.87±4.28 | 5.11±0.31 | 4.70±0.22 | 125.79±3.09 | 2.77±0.21 | 529.33±6.02 | 0.037±0.003 |
处理后 | 83.47±2.12 | 4.91±0.17 | 4.65±0.22 | 73.45±3.05 | 2.53±0.15 | 259.41±4.65 | 0.545±0.041 |
去除率/% | 37.55 | 3.93 | 1.05 | 40.89 | 8.60 | 50.09 |
表8不动杆菌WZUF26除添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水氮磷的效果
TN(mg/L) | NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N(mg/L) | NO<sub>2</sub><sup>-</sup>-N(mg/L) | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) | TP(mg/L) | COD(mg/L) | OD<sub>680</sub> | |
添加柠檬酸钠和醋酸钠的厌氧处理后畜禽废水 | 139.56±2.31 | 5.09±0.34 | 4.72±0.17 | 127.98±3.58 | 2.79±0.21 | 619.98±7.32 | 0.021±0.003 |
对照组 | 136.79±3.35 | 5.10±0.25 | 4.68±0.16 | 126.85±2.13 | 2.72±0.18 | 609.63±5.42 | 0.067±0.004 |
处理后 | 13.68±1.04 | 1.01±0.12 | 0.92±0.11 | 13.89±1.05 | 1.13±0.12 | 202.59±5.32 | 0.643±0.039 |
去除率/% | 90.00 | 80.20 | 80.34 | 89.05 | 58.46 | 66.77 |
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
<110> 温州大学
<120> 一株不动杆菌及其在废水除氮磷中的应用
<130> 1
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1404
<212> DNA
<213> 不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26
<400> 1
tgcagtcgag cggggaagtg tagcttgcta cattacctag cggcggacgg gtgagtaatg 60
cttaggaatc tgcctattag tgggggacaa cattccgaaa ggaatgctaa taccgcatac 120
gtcctacggg agaaagcagg ggatcttcgg accttgcgct aatagatgag cctaagtcgg 180
attagctagt tggtggggta aaggcctacc aaggcgacga tctgtagcgg gtctgagagg 240
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Claims (10)
1.一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌,其特征在于,该菌株为不动杆菌(Acinetobacter sp.)WZUF26,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏中心登记入册编号为CGMCC NO.9045。
2.权利要求1所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,将不动杆菌WZUF26接种于氮磷污水中以除去氮磷,所述氮磷污水为含有氮元素和磷元素的污水。
3.根据权利要求2所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,包括如下步骤:
1)保藏菌株不动杆菌WZUF26接种于活化培养基中,培养,离心,得菌体,菌体用无菌水洗涤后制成OD680为0.900~1.000的菌悬液;
2)将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中培养以除氮磷;
其中,所述氮磷污水为含有以NH4 +-N、NO3 --N、NO2 --N中的一种形式存在的氮和磷组合的污水。
4.根据权利要求3所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,步骤1)所述活化培养基组成为:( NH4 )2SO4 1g,柠檬酸钠 5g,K2HPO4 0.5g,MgSO4 ·7H2O0.10g,CaCl2•2H2O 0.10 g,FeSO4 0.02 g,营养液 1mL,H2O 1000 mL,1mol/L NaOH水溶液和/或1mol/L HCl调 pH为 7.0;
所述营养液组成为:EDTA 0.35g,ZnSO4•7H2O 0.20 g,CuSO4•5H2O 0.10 g,MnSO4•7H2O0.20 g,Co(NO3)2•6H2O 0.09 g,H3BO3 0.10 g,Na2MoO4 0.10 g,H2O 1000 mL;
步骤1)的培养时间为18~24h,温度为25~30℃,在转速150~160 r/min下培养。
5.根据权利要求4所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,步骤2)为将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为5:1~15:1。
6.根据权利要求5所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,氮磷污水中氮的形式仅含NH4 +-N时,将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为10:1~15:1;氮磷污水中氮的形式仅含NO3 --N或NO2 --N时,将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中,并加入碳源,碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比5:1~10:1。
7.根据权利要求5或6所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,所述碳源为柠檬酸钠、醋酸钠、丁二酸钠和酒石酸钾钠的其中一种或其任意组合。
8.根据权利要求7所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,所述碳源含有醋酸钠。
9.根据权利要求8所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,所述醋酸钠所含的碳与总磷的质量比大于等于25:1。
10.根据权利要求3所述的不动杆菌在用于去除氮磷污水的氮磷中的应用,其特征在于,步骤2)中去除氮磷污水的氮磷的培养温度为15~30℃,以NaOH或 HCl调pH为6~9。
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