CN109055259B - 假单胞菌xd-3及其应用以及微生物絮凝剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于应用环境微生物技术领域，尤其涉及一种假单胞菌及其应用以及微生物絮凝剂。该假单胞菌XD‑3的分类命名为假单胞菌(Pseudomonas sp.)，假单胞菌XD‑3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，保藏编号为CGMCC No.15858。该假单胞菌XD‑3在好氧条件下能够实现对废水中NO3 ‑‑N的高效降解和有机碳的同步脱除，并且在好氧反硝化脱氮的同时，还能够用于制备微生物絮凝剂，将其应用于含氮有机废水的处理时，其自身便可作为促进泥水分离的絮凝剂，在处理含氮有机废水方面具有较大的应用潜力和良好的应用前景。

Description

假单胞菌XD-3及其应用以及微生物絮凝剂
技术领域
本发明属于应用环境微生物技术领域，尤其涉及一种假单胞菌XD-3及其应用以及微生物絮凝剂。
背景技术
氮素污染是水污染中危害较大、最常见的污染种类之一，其来源广泛，现代工业污水、农田施肥排水及城镇生活污水等都是水体氮素污染的主要来源。因此，近年来，许多水处理科研人员致力于探寻一种经济节能且高效可行的脱氮处理技术。现代污水脱氮技术的实践表明，生物脱氮是最有效可行、经济节能的脱氮技术之一。传统的生物脱氮主要是由自养好氧微生物进行硝化和异养缺(厌)氧微生物进行反硝化协同完成的。由于两类微生物需要的脱氮条件相互对立，从而导致传统生物脱氮工艺具有基建成本高、控制条件复杂等问题。近些年，国内外学者在海洋沉积物、盐碱湖、江河及污水处理系统等多种环境中成功分离出能高效脱氮的好氧反硝化菌；好氧反硝化菌的好氧反硝化作用能够突破传统脱氮工艺存在的脱氮条件对立的限制，简化脱氮的工艺流程、降低脱氮工艺的基建成本，表现出极大的应用潜力，在含氮有机污水处理、节能减排等领域表现出较高的应用价值。
众所周知，污水处理系统的处理效率一方面是由功能微生物的代谢效率决定，而另一方面则依赖于系统泥水分离的效率，因此，污水脱氮处理后其同样需要经过泥水分离以得到成澄清的出水。絮凝则是一种广泛应用于实现水处理系统泥水分离、降低出水浊度的重要处理手段，其通过增加处理系统中微生物菌团(即常说的泥)的比重来提高污泥的沉降效率，有效的降低出水浊度。絮凝过程通常借助于絮凝剂来实现，絮凝剂是一类可以使液体中的胶体和悬浮颗粒絮凝成较大的絮凝体沉淀或者上浮的物质，其剂主要分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂。其中，微生物絮凝剂是由微生物产生的有絮凝活性的高分子代谢产物，成分有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等，其利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得到，具有可生物分解、安全性高、无毒且无二次污染等的优点，能够克服常规的无机絮凝剂及有机絮凝剂的处理缺陷。
因此，提供一种能够进行好氧反硝化脱氮又具有较好产絮能力的微生物，其一方面作为功能微生物能有效去除废水中的有机物和氮素污染，同时又能提高泥水分离效率；分离出此类微生物，并将其应用于含氮有机废水的处理以提高废水脱氮效率并优化泥水分离效果是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种假单胞菌及其应用，同时还提供了一种微生物絮凝剂，旨在解决现有技术中具有好氧反硝化能力的微生物在处理含氮废水的过程中不能实现有效的泥水分离的技术问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供一种假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3，假单胞菌XD-3于2018年06月04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(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路，保藏编号为CGMCC No.15858。
进一步地，假单胞菌XD-3的16S rRNA的核苷酸序列具有如SEQ ID NO.1所示的序列。
本发明的另一目的在于提供上述假单胞菌XD-3在含氮有机废水处理中的应用。
进一步地，应用上述的假单胞菌XD-3处理含氮有机废水时，含氮有机废水的溶解氧的含量为3.0mg/L～6.0mg/L。
优选地，应用上述的假单胞菌XD-3处理含氮有机废水时，含氮有机废水的碳氮比为5～25。
优选地，应用上述的假单胞菌XD-3处理含氮有机废水时，含氮有机废水的pH值为5～10。
优选地，应用上述的假单胞菌XD-3处理含氮有机废水时，含氮有机废水的温度为25～35℃。
本发明的另一目的在于提供上述假单胞菌XD-3在制备微生物絮凝剂中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种微生物絮凝剂，该微生物絮凝剂通过培养上述的假单胞菌XD-3制得。
优选地，微生物絮凝剂包括假单胞菌XD-3的培养原液、培养原液经离心处理后得到的除菌上清液和培养原液经离心处理后得到的菌体悬液中的至少一种。
本发明的有益效果：本发明的假单胞菌XD-3，其在好氧条件下能够实现对废水中NO3 --N的高效降解和有机碳的同步脱除，将其应用于含氮有机废水的处理，有望突破传统生物脱氮过程对溶解氧需求的对立局限，从而达到简化工艺控制条件、降低基建及运营维护成本等的目的。另一方面，假单胞菌XD-3在好氧反硝化脱氮的同时，还能够用于制备微生物絮凝剂，且仅需培养假单胞菌XD-3便可获得该微生物絮凝剂，制备过程简单、可操作性强；因此，将该假单胞菌XD-3应用于含氮有机废水的处理时，其自身便可作为促进泥水分离的絮凝剂，故而能够有效的提高废水处理后的泥水分离效果，从而获得更为澄清的处理出水。因此，本发明的假单胞菌XD-3在实现同步高效去除废水水体中的氮素和有机碳的同时，还具有良好的絮凝能力，能够作为生物絮凝剂优化泥水分离效果，在处理含氮有机废水方面表现出良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的假单胞菌XD-3的菌落形态图；
图2是本发明实施例提供的假单胞菌XD-3的生长量及COD去除能力曲线图；
图3是本发明实施例提供的假单胞菌XD-3的TN、NO3 --N的去除能力及NO2 --N的累积曲线图；
图4是本发明实施例提供的假单胞菌XD-3的不同絮凝活性物质的絮凝效率图；
图5是本发明实施例提供的假单胞菌XD-3的在发酵培养基中的絮凝效率图；
图6是本发明实施例提供的假单胞菌XD-3的在不同类型培养基中连续培养14h时的絮凝效率图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是：下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规的实验方法；下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的；下述实施例中所涉及的各实验均设置三次重复，结果取平均值。
本发明提供了一种假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3，于2018年06月04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(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路，保藏编号为CGMCC No.15858。
具体地，本发明的假单胞菌XD-3的16S rRNA的核苷酸序列具有如SEQ ID NO.1所示的序列，且SEQ ID NO.1所示的序列的长度为1411bp，在GenBank中基因序列登录号为MH113274。
更具体地，本发明所提供的假单胞菌XD-3是从重庆市鸡冠石污水厂曝气池外回流井取样，由其中的活性污泥菌群分离并通过平板划线法纯化所得。
根据本发明的另一方面，其还提供了上述假单胞菌XD-3在含氮有机废水处理中的应用。即，本发明的假单胞菌XD-3能够应用于处理含氮有机废水，其具有好氧反硝化脱氮的能力能将废水中如硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等的氮素转化成气态产物从水体中排除；并且，脱氮同时其还能降解废水中的有机碳，降低废除中的有机碳的含量。
具体地，将发明的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，其所处理的含氮有机废水的溶解氧DO的含量优选为3.0mg/L～6.0mg/L，具体可以为3.0mg/L、3.5mg/L、4.0mg/L、4.5mg/L、5.0mg/L、5.5mg/L或者6.0mg/L。保证废水中DO的含量以满足菌株好氧呼吸所需要的氧气的量，以使菌株能够正常的生长和代谢，以保证菌株具有高效的氮素降解和絮凝能力。一般情况下，实验室条件下，上述DO的含量可以通过恒温振荡培养箱振荡实现，具体地，DO的含量3.0mg/L～6.0mg/L所对应的恒温振荡培养箱的转速为90rpm～150rpm，当然，其也可以采用曝气头曝气或者是搅拌曝气等的方式来实现，只要能够给菌株的生长提供好氧的环境，此处对具体的实现方式不做具体的限定。
具体地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，含氮有机废水的碳氮比C/N优选为5～25，具体可以为5、10、12、15、18、20、22或者25等。保证废水中合理的C源和N源的含量，提供菌株生长所需的营养物质，保证菌株的生长和代谢，为提高菌株降解氮素和絮凝的能力提供良好的条件。其中，C/N比的具体调节依靠投加进废水中的含氮物质和含氮物质的量来决定，其具体的计算方式在此不进行赘述。
具体地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，含氮有机废水的pH值为5～10，具体可以为5、6、7、8、9或者10等。不同的微生物适应于在不同的pH环境下生长，良好的酸碱环境是保证微生物正常生长和代谢甚至是存活的必要条件，因此，保证废水的pH值维持在5～10的数值范围，是维持本发明的假单胞菌XD-3的正常生长代谢所必须的条件之一，并且在此pH范围内，菌株同样表现出较好的脱氮和絮凝能力。
具体地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，含氮有机废水的温度为25～35℃，具体可以为25℃、28℃、30℃、32℃、34℃或者36℃等。将废水温度控制在上述的范围之内，其目的同样是为了提高菌株的生长及代谢活力，使菌株的脱氮及絮凝能力提高。
根据本发明的另一方面，还提供了上述假单胞菌XD-3在制备微生物絮凝剂中的应用。即，该假单胞菌XD-3在废水处理过程中，能够用作絮凝剂使用，其能够提高水处理过程中的泥水分离效率，降低出水浊度。
根据本发明的另一方面，还提供了一种微生物絮凝剂，该微生物絮凝剂通过培养上述的假单胞菌XD-3制得。
具体地，上述的微生物絮凝剂包括假单胞菌XD-3的培养原液、培养原液经离心处理后得到的除菌上清液和培养原液经离心处理后得到的菌体悬液中的至少一种。即，此处的微生物絮凝剂可以是培养假单胞菌XD-3所直接得到的培养原液，也可以是将培养原液经离心处理后得到的除菌上清液，或者还可以是将培养原液经离心处理后得到的菌体细胞经重悬处理后得到的菌体悬液，当然，其还可以是上述三者的两两组合或者是同时包含上述三者。
本发明的假单胞菌XD-3，其在好氧条件下能够实现对废水中NO3 --N的高效降解和有机碳的同步脱除，将其应用于含氮有机废水的处理，有望突破传统生物脱氮过程对溶解氧需求的对立局限，从而达到简化工艺控制条件、降低基建及运营维护成本等的目的。另一方面，假单胞菌XD-3在好氧反硝化脱氮的同时，还能够用于制备用于絮凝的微生物絮凝剂，且仅需发酵培养假单胞菌XD-3便可获得该微生物絮凝剂，制备过程简单、可操作性强；因此，将该假单胞菌XD-3应用于含氮有机废水的处理时，其自身便可作为促进泥水分离的絮凝剂，故而能够有效的提高废水处理后的泥水分离效果，从而获得更为澄清的处理出水。因此，本发明的假单胞菌XD-3在实现同步高效去除废水水体中的氮素和有机碳的同时，还具有良好的絮凝能力，能够作为生物絮凝剂优化泥水分离效果，在处理含氮有机废水方面表现出良好的应用前景。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例一：假单胞菌XD-3的分离及鉴定
1、假单胞菌XD-3的分离及纯化
本实施例所用的活性污泥取自重庆市鸡冠石污水厂曝气池外的回流井，假单胞菌XD-3的筛选采用平板划线法，其中液体培养条件为温度25℃～35℃、摇床转速为90rpm～150rpm，固体平板培养条件为生化培养箱30℃～35℃无菌培养。具体的分离及纯化按如下步骤进行：
1)菌株的初筛和富集：向装有95mL无菌水的三角瓶中加入一定量的用于打散活性污泥的玻璃小球，灭菌处理后，取5mL取自重庆市鸡冠石污水厂曝气池外回流井的活性污泥接种于上述三角瓶中，并将其置于恒温振荡培养箱中好氧培养1h，得到分散混匀的菌悬液。随后，取1mL上述的菌悬液接种于100mL的反硝化培养基中，并将其置于恒温振荡培养箱中好氧培养48h，得到分散混匀的培养液，随后再取1mL培养液转移至新鲜的反硝化培养基中，共转接4次，且每次均于恒温振荡培养箱中好氧培养48h，以进行好氧反硝化细菌的驯化初筛。最后，将最后一次初筛培养后的培养液取约1mL接种于LB液体培养基中，并置于恒温振荡培养箱中好氧富集培养12～24h，得到富集培养液。
2)菌株的复筛和纯化：将上述的富集培养液梯度稀释成10-4～10-7的稀释培养液，然后进行以下步骤：①取不同浓度梯度的稀释培养液分别于反硝化固体培养基上接种划线，在生化培养箱中倒置培养2～3d；②挑取平板中长势良好的单个菌落接种于反硝化培养基中，再将接种后的培养液置于恒温振荡培养箱中好氧培养48h，培养后测定反硝化培养基中NO3 --N和TN含量；③选取对NO3 --N和TN去除效果较好，且培养过程中形成大量絮状聚集体的培养液；④再将步骤③中得到的培养液进行梯度稀释，并重复步骤①～③，直至获取一株对NO3 --N和TN去除效果较好且去除稳定、并在培养过程中形成大量絮状聚集体的菌株，将其命名为XD-3，该菌株具有好氧反硝化和絮凝性能。
具体地，上述步骤所涉及的培养基的构成分别为：
LB培养基的构成(每升)：酵母粉5g、蛋白胨10g、NaCl 5g、NaH2PO4·2H2O和Na2HPO4·12H2O调节pH至7～9；
反硝化培养基的构成(每升)：C6H5Na3O7·2H2O 6.127g、KNO3 0.722g、NaCl 4g、微量元素3mL、NaH2PO4·2H2O和Na2HPO4·12H2O调节pH至7～9；
反硝化固体培养基的构成(每升)：C6H5Na3O7·2H2O 6.127g、KNO3 0.722g、NaCl4g、琼脂粉15～20g、微量元素3mL、NaH2PO4·2H2O和Na2HPO4·12H2O调节pH至7～9；
上述微量元素溶液的构成(每升)：MgSO4·7H2O 3g、MnSO4·H2O 3.36g、H3BO31.12g、ZnSO4·7H2O 3g、FeSO4·7H2O 0.3g和CaCl2 0.6g。
更具体地，本实施例的培养基在使用之前均进行灭菌处理，灭菌条件为：高压蒸汽灭菌锅、121℃、灭菌30min；并且，本实施例的上述的取样、接种及稀释过程均在无菌环境下进行。
2、假单胞菌XD-3的的鉴定
本实施例的假单胞菌XD-3为革兰氏阴性菌，菌体呈稍弯或直的杆状，无核且不形成芽孢；于固体培养基上培养得到的菌落呈圆形，且菌落为边缘透明、中心呈黄色隆起，表面光滑、湿润的形态，如图1所示。
本实施例的假单胞菌XD-3的16S rDNA基因序列见序列表，序列长度为1411 bp，在GenBank中基因序列的登录号为MH113274。将该菌的基因序列上传至GenBank中进行比对，比对结果表明：该菌的基因序列与Pseudomonas的序列相似性最高。因此，结合细菌的形态特征判断该菌株属于假单胞菌(Pseudomonas)，并将其命名为假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3。
具体地，本实施例的假单胞菌XD-3已于2018年06月04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(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路，其保藏编号为CGMCCNo.15858。
实施例二：假单胞菌XD-3对废水中NO3 --N、TN和COD的降解性能
将假单胞菌株XD-3接种于以KNO3为氮源、C6H5Na3O7·2H2O为碳源的废水中，检测菌株对污水中NO3 --N、TN和COD的降解及NO2 --N的累积情况。其中，废水中的COD、TN及NO3 --N的初始浓度分别为1898mg/L、53.9mg/L、49.3mg/L。接种后，将其置于在30℃、120rpm恒温振荡培养箱中连续好氧培养72h，并定时取培养后的废水培养液离心后测定上清液中COD、OD600(溶液在600nm波长处的吸光值，表示菌体密度)和TN、NO3 --N及NO2 --N的含量。
具体地，如图2和图3所示，其示出了假单胞菌XD-3在含氮有机废水处理领域的应用结果。从图中可以看出，假单胞菌XD-3在连续培养24h后，以OD600表示的假单胞菌株XD-3的生长量达到峰值1.132，且此时，假单胞菌株XD-3将废水中的NO3 --N完全去除；并且，在脱氮过程中，菌株在对数生长期先将NO3 --N迅速转化为NO2 --N，而后再逐步降解NO2 --N，从而使TN的去除率最终稳定在77％左右，并使COD的去除率最终稳定在76％左右。
进一步地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，其所处理的含氮有机废水的溶解氧DO的含量为3.0mg/L～6.0mg/L，具体可以为3.0mg/L、3.5mg/L、4.0mg/L、4.5mg/L、5.0mg/L、5.5mg/L或者6.0mg/L。一般情况下，实验室条件下，该DO的含量可以通过恒温振荡培养箱振荡实现，具体地，DO的含量3.0mg/L～6.0mg/L所对应的恒温振荡培养箱的转速为90rpm～150rpm，当然，其也可以采用曝气头曝气或者是搅拌等的方式来实现，只要能够给菌株的生长提供好氧的环境，此处对具体的实现方式不做具体的限定。
进一步地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，含氮有机废水的碳氮比C/N优选为5～25，具体可以为5、10、12、15、18、20、22或者25等。其中，C/N比的具体调节依靠投加进废水中的含氮物质和含氮物质的量来决定，其具体的计算方式在此不进行赘述。
进一步地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，含氮有机废水的pH值为5～10，具体可以为5、6、7、8、9或者10等。
进一步地，将本实施例的假单胞菌XD-3应用于处理含氮有机废水时，含氮有机废水的温度为25～35℃，具体可以为25℃、28℃、30℃、32℃、34℃或者36℃等。
具体地，通过选择和设定上述的如溶解氧的含量、碳氮比、pH值以及温度等的条件，有利于给菌株的生长及代谢提供适合的环境，以保证并尽可能地提高菌株的脱氮及絮凝能力。
实施例三、假单胞菌XD-3产生的絮凝活性物质的絮凝能力分析
实验结果如图4所示，本实施例以发酵培养液作为培养液对假单胞菌XD-3进行培养，并探讨菌株产生的絮凝活性物质的絮凝能力。具体地，本实施例采用絮凝活性分布实验来分析假单胞菌XD-3所产生的不同活性物质的絮凝能力，实验同时探讨了假单胞菌XD-3在发酵培养基培养条件下，絮凝活性物质：发酵原液、经发酵原液经离心处理后得到的除菌上清液以及发酵原液经离心处理后得到的假单胞菌XD-3的菌体细胞的菌体悬液，这三者的絮凝能力。更具体地，实验过程如下：
絮凝活性分布实验：将假单胞菌株XD-3以3％～5％的接种量接种于发酵培养基中，对菌株不同生长时刻如培养3h、12h、36h及72h后的发酵培养液进行取样，通过测定每一时刻假单胞菌株XD-3产生的不同絮凝活性物质的絮凝能力，此来确定假单胞菌株XD-3的絮凝活性分布。
在本实施例中，絮凝活性物质主要分为假单胞菌XD-3的发酵原液、经发酵原液经离心处理后得到的除菌上清液以及发酵原液经离心处理后得到的假单胞菌XD-3的菌体细胞的菌体悬液。其中，发酵原液是指将菌株接入发酵培养基后的得到的发酵培养液；除菌上清液是指由发酵原液经8000rpm离心10min后得到的上清液；菌体悬液则是指，将发酵原液经8000rpm离心10min后得到的菌体细胞团用蒸馏水冲洗三遍后，用蒸馏水将细胞重悬而制成。
具体地，图4示出了假单胞菌株XD-3絮凝活性的分布情况，实验结果表明，假单胞菌株XD-3在发酵培养基中连续培养3h，其产生的各个絮凝活性物质的絮凝能力还未达到稳定水平，并且，发酵原液、除菌上清液及菌体悬液的絮凝水平较为相近，但是三者均表现出了50％左右的絮凝能力。而培养12h、36h及72h后，发酵原液的絮凝率依次递减，菌体悬液一直保持稳定的絮凝能力，其絮凝率约为75％，而除菌上清液的絮凝率则相对培养3h有所下降。由此可知，上述的发酵原液、除菌上清液及菌体悬液在一定培养时期内，均表现出一定的絮凝能力；其中，菌体悬液具有最为稳定的絮凝能力，其絮凝率明显大于除菌上清液和发酵原液。
由此可知，本实施例的假单胞菌株XD-3能够用于制备微生物絮凝剂，并且该微生物絮凝剂可以采用假单胞菌XD-3的培养原液如发酵原液等进行制备，或者是采用培养原液如发酵原液经离心处理后得到的除菌上清液制备，或者还可以采用培养原液如发酵原液经离心处理后得到的假单胞菌XD-3的菌体细胞的菌体悬液制备，且三者制备得到的微生物絮凝剂均表现出良好的絮凝能力。
具体地，在本实施例中，所涉及的发酵培养基的构成为(每升)：葡萄糖10g、尿素0.5g、(NH4)2SO4 0.2g、酵母粉0.5g、NaCl 0.1g、K2HPO4 5g、KH2PO42g、MgSO4·7H2O 0.2g；pH调节为7.2～7.5；使用前进行灭菌处理，灭菌条件为：高压蒸汽灭菌锅、121℃、灭菌30min。
具体地，在本实施例中，絮凝率以百分比表示，絮凝率的测定方法具体为：采用对照试验对絮凝率进行测定，实验组将由2mL絮凝活性物质(如发酵原液、除菌上清液及菌体悬液)、5mL的CaCl2(1％)及93mL的高岭土悬浊液(5g/L)组成的絮凝体系(100mL)加到250mL的烧杯中，用1％的NaOH或HCl调节pH约为7～8；对照组则用2mL的蒸馏水代替上述的絮凝活性物质，絮凝体系中其余成分及投加量与实验组相同。实验体系构建完成后，同时对实验组和对照组进行以下操作：同时采用搅拌装置对各个烧杯内的溶液进行搅拌，搅拌过程为，300rpm～500rpm转速快速搅拌30s、95rpm慢速搅拌90s、搅拌后静置5min，取静置后的上清液少许测定其上清液在550nm处的吸光度，按照下式计算絮凝率：
絮凝率(％)＝(对照组上清液吸光值-实验组上清液吸光值)/对照组上清液吸光值×100
实施例四、假单胞菌XD-3在不同生长时刻下菌体悬液的絮凝能力分析
如图5所示，本实施例以发酵培养基为例，进一步研究了假单胞菌XD-3在不同生长时刻下得到的菌体悬液的絮凝能力。
具体地，将假单胞菌株XD-3以3％～5％的接种量接种于发酵培养基中，于0h、3h、6h、9h、12h、24h、36h、48h、64h、72h分别取样测定菌株的OD600值及菌体悬液的絮凝率。
从图5中可以看出，在菌株培养的前9h内，随着菌株生长量的不断增大，菌体悬液的絮凝率逐步提升，9h时，假单胞菌XD-3的OD600增长至2.291，此时，其菌体悬液的絮凝率达到最高值，约为75.4％；此后，菌株的生长相对平缓，此时获得的菌体悬液的絮凝效率也基本维持在相对稳定的水平，平均絮凝率达70％以上。
具体地，本实施例所涉及的发酵培养基、所采用的絮凝率的测定方法以及计算公式均与实施例三相同，故在此不再进行赘述。
实施例五、假单胞菌XD-3在不同氮源下菌体悬液的絮凝能力分析
如图6所示，本实施例以发酵培养基和含氮培养基为例，对比研究了假单胞菌XD-3在不同氮源培养条件下得到的菌体悬液的絮凝能力。
具体地，将假单胞菌株XD-3以3％～5％的接种量分别接种于发酵培养基、硝化培养基及反硝化培养基中，连续培养14h后，测定得到的菌体悬液的絮凝率。
从图6中可以看出，假单胞菌XD-3在发酵培养基、硝化培养基、反硝化培养基中分别培养14h(絮凝率保持相对稳定的时期)后，其菌体悬液的絮凝效率分别为75.3％、71.1％、70％。该结果表明假单胞菌XD-3在不同的生长环境下均能表现出良好的絮凝能力，且在含有氮素的环境下也仍然具有良好的絮凝效果，絮凝稳定性好。
在本实施例中，所涉及的硝化培养基的构成为(每升)：C6H5Na3O7·2H2O 3.064g、NH4Cl 0.191g、NaCl 4g、微量元素3ml、NaH2PO4·2H2O和Na2HPO4·12H2O调节pH至7～9；使用前进行灭菌处理，灭菌条件为：高压蒸汽灭菌锅、121℃、灭菌30min。
具体地，本实施例所涉及的反硝化培养基及微量元素的构成均与实施例一相同，而所采用的絮凝率的测定方法和计算公式均与实施例三相同，故在此不再进行赘述。
综上，本发明提供的假单胞菌株XD-3具有如下优点：
1、假单胞菌株XD-3在好氧条件下利用NO3 --N进行反硝化，24h内将NO3 --N完全去除，TN和COD的去除率分别为77％和76％。该菌株能突破传统生物脱氮过程中对溶解氧需求对立的局限，进而简化控制条件，降低基建、运营等成本，在含氮污水处理领域有极大的应用潜力。
2、假单胞菌XD-3的培养原液如发酵原液、经培养原液如发酵原液经离心处理后得到的除菌上清液以及培养原液如发酵原液经离心处理后得到的假单胞菌XD-3的菌体细胞的菌体悬液，此三者均表现出一定的絮凝能力，是制备微生物絮凝剂的优良原料。
3、假单胞菌株XD-3在增长过程中，随着生长量的加大，其培养得到的菌体悬液的絮凝率逐步提高，最高可达75％，而后生长相对平缓，絮凝率保持在相对稳定的水平，平均可达70％以上。并且，该假单胞菌株XD-3在发酵、硝化、反硝化等不同氮源的培养基中絮凝率均达70％以上。因此，假单胞菌XD-3的产絮性能优良且稳定，能使受到氮素污染的水质得到快速净化，并实现高效泥水分离。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
<110> 重庆大学
<120> 假单胞菌XD-3及其应用以及微生物絮凝剂
<130> 2018.6.21
<160> SEQ ID NO.1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1411
<212> DNA
<213> Pseudomonas sp. XD-3
<400> 1
tacctgcagt cgagcggatg agtggagctt gctccatgat tcagcggcgg acgggtgagt 60
aatgcctagg aatctgcctg gtagtggggg acaacgtttc gaaaggaacg ctaataccgc 120
atacgtccta cgggagaaag caggggacct tcgggccttg cgctatcaga tgagcctagg 180
tcggattagc tagttggtgg ggtaaaggcc taccaaggcg acgatccgta actggtctga 240
gaggatgatc agtcacactg gaactgagac acggtccaga ctcctacggg aggcagcagt 300
ggggaatatt ggacaatggg cgaaagcctg atccagccat gccgcgtgtg tgaagaaggt 360
cttcggattg taaagcactt taagttggga ggaagggcag taagttaata ccttgctgtt 420
ttgacgttac caacagaata agcaccggct aacttcgtgc cagcagccgc ggtaatacga 480
agggtgcaag cgttaatcgg aattactggg cgtaaagcgc gcgtaggtgg tttggtaaga 540
tggatgtgaa atccccgggc tcaacctggg aactgcatcc ataactgcct gactagagta 600
cggtagaggg tggtggaatt tcctgtgtag cggtgaaatg cgtagatata ggaaggaaca 660
ccagtggcga aggcgaccac ctggactgat actgacactg aggtgcgaaa gcgtggggag 720
caaacaggat tagataccct ggtagtccac gccgtaaacg atgtcgacta gccgttggga 780
tccttgagat cttagtggcg cagctaacgc gataagtcga ccgcctgggg agtacggccg 840
caaggttaaa actcaaatga attgacgggg gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta 900
attcgaagca acgcgaagaa ccttacctgg ccttgacatg tccggaacct tgcagagatg 960
cgagggtgcc ttcgggaatc ggaacacagg tgctgcatgg ctgtcgtcag ctcgtgtcgt 1020
gagatgttgg gttaagtccc gtaacgagcg caacccttgt ccttagttac cagcacgtca 1080
tggtgggcac tctaaggaga ctgccggtga caaaccggag gaaggtgggg atgacgtcaa 1140
gtcatcatgg cccttacggc cagggctaca cacgtgctac aatggtcggt acagagggtt 1200
gccaagccgc gaggtggagc taatcccata aaaccgatcg tagtccggat cgcagtctgc 1260
aactcgactg cgtgaagtcg gaatcgctag taatcgtgaa tcagaatgtc acggtgaata 1320
cgttcccggg ccttgtacac accgcccgtc acaccatggg agtgggttgc tccagaagta 1380
gctagtctaa ccgcaaggag gacggtacca c 1411

Claims (8)

1.一种假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3，其特征在于，所述假单胞菌XD-3保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，且所述假单胞菌XD-3的保藏编号为CGMCCNo.15858；
所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3的培养原液经离心处理后得到的菌体细胞的菌体悬液、所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3的培养原液、及所述假单胞菌(Pseudomonassp.)XD-3的培养原液经离心处理后得到的除菌上清液，均能够作为微生物絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3，其特征在于，所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3的16S rRNA的核苷酸序列具有如SEQ ID NO.1所示的序列。
3.权利要求1或2所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3在含氮有机废水处理中的应用。
4.根据权利要求3所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3在含氮有机废水处理中的应用，其特征在于，所述含氮有机废水的溶解氧的含量为3.0mg/L～6.0mg/L。
5.根据权利要求3所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3在含氮有机废水处理中的应用，其特征在于，所述含氮有机废水的碳氮比为5～25。
6.根据权利要求3所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3在含氮有机废水处理中的应用，其特征在于，所述含氮有机废水的pH值为5～10。
7.根据权利要求3所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3在含氮有机废水处理中的应用，其特征在于，所述含氮有机废水的温度为25～35℃。
8.一种微生物絮凝剂，其特征在于，所述微生物絮凝剂为培养权利要求1或2所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3得到的培养原液；
或者，所述微生物絮凝剂为培养权利要求1或2所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3得到培养原液后将所述培养原液经离心处理后得到的菌体细胞的菌体悬液；
或者，所述微生物絮凝剂为培养权利要求1或2所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XD-3得到培养原液后将所述培养原液经离心处理后得到的除菌上清液。
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