CN110386667A - 一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法，取原水接到装有反硝化培养基的锥形瓶中富集驯化；取富集培养物转接到新鲜反硝化培养基，继续富集驯化；取适量菌液稀释后涂布于含有LB培养基的LB固体平板上进行培养，待平板上长出单菌落，挑取单菌落分别接种到反硝化培养基中进行复筛；选取脱氮效率高的菌株；从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于LB培养基中培养，菌沉淀用无菌生理盐水悬浮后接种于反硝化培养基的锥形瓶中。本发明的有益效果是反硝化菌QFPS反硝化脱氮效率受溶解氧水平影响小，缺氧条件下，菌株聚集成团，具有良好的沉降性能，能够有效避免应用过程中菌体流失，且该菌株能够大幅度提高AAO工艺缺氧池污泥污水反硝化脱氮效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及兼性厌氧反硝化施氏假单胞菌QFPS及其在强化AAO工艺缺氧池污水脱氮中的应用。
背景技术
近年来，人们生活水平日益提高、城市化速度不断加快，随之而来的水环境污染问题日益严重，尤其是，过量的氮、磷等植物性营养元素进入水体导致水体富营养化等问题，已成为当前水环境领域监测和治理的重点。水体富营养化的危害在于：1)促使水体中藻类过量生长，部分藻类产生的藻毒素直接威胁到对水生动物和人类健康；2)过量生长的藻类漂浮在水体表面导致水体透明度大大降低，使得深层水体的光合作用减弱、出现缺氧乃至无氧状态，导致底栖需氧水生生物难以生存；3)藻类死亡后，异养微生物大量繁殖，进一步降低水体中的溶解氧含量，进一步加剧水质恶化和水生态环境的破坏。氮污染是导致水体富营养化的重要因素之一，也是污水处理达标排放的重要评价指标之一。污水脱氮主要分为物理化学法和生物脱氮法两种。其中，由于微生物无处不在、生长繁殖快、代谢效率高和绿色环保等特点，利用微生物实现污水脱氮是目前污水脱氮的主要手段。微生物脱氮过程分为硝化和反硝化两个阶段：首先，在有氧条件下，硝化细菌将废水中的含氮化合物氧化为硝酸盐，即硝化阶段；然后，在缺氧条件，反硝化细菌将硝酸盐转化为氮气实现脱氮。厌氧-缺氧-好氧工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO)是目前被广泛应用的城镇生活污水处理工艺。其中，硝化主要在好氧池中由硝化细菌完成，反硝化主要在缺氧池中由反硝化细菌完成。GB18918-2016城镇污水处理厂污染物排放标准颁布后，污水排放标准进一步提高，现有AAO工艺时常出现处理排放水不达标现象。因此，提高缺氧池污泥反硝化脱氮效率将是实现AAO工艺处理污水达标排放的重要途径。此外，传统反硝化理论认为，氧气存在条件下反硝化菌反硝化脱氮反应会受到抑制。针对以上，本发明提出高效兼性厌氧反硝化施氏假单胞菌QFPS及其在强化AAO工艺缺氧池污水脱氮中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法，本发明的有益效果是反硝化菌QFPS反硝化脱氮效率受溶解氧水平影响小，缺氧培养条件下，菌株QFPS聚集成团，具有良好的沉降性能，能够有效避免应用过程中菌体流失，此外该菌株能够大幅度提高AAO工艺缺氧池污泥污水反硝化脱氮效率。
本发明所采用的技术方案是菌株QFPS分离自生活污水处理厂原水，取原水接到装有反硝化培养基的锥形瓶中富集驯化；取富集培养物转接到新鲜反硝化培养基继续富集驯化；取适量菌液稀释后涂布于含有LB培养基的LB固体平板上进行培养，待平板上长出单菌落，挑取单菌落分别接种到反硝化培养基中进行复筛；选取脱氮效率高的菌株；从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于无菌液体LB培养基中培养至OD>0.8；取菌悬液离心,倒去上清液；菌沉淀用无菌生理盐水悬浮，离心,倒去上清液；菌沉淀用无菌生理盐水悬浮后接种于装有含有反硝化培养基的锥形瓶中。
进一步，菌株QFPS分离自生活污水处理厂原水，取10ml原水接到装有100mL反硝化培养基的250mL的锥形瓶中，20℃、180r/min富集驯化3d；取富集培养物10ml转接到新鲜反硝化培养基，20℃、180r/min继续富集驯化3d；取适量菌液稀释后涂布于含有LB培养基的LB固体平板上进行培养，待平板上长出单菌落，挑取单菌落分别接种到反硝化培养基中进行复筛；选取脱氮效率高的菌株；从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于5ml无菌液体LB培养基中培养至OD>0.8；取2ml菌悬液以4000r/min离心5min,倒去上清液；菌沉淀用无菌0.9％生理盐水悬浮，4000r/min离心5min,倒去上清液；菌沉淀用无菌0.9％生理盐水悬浮后接种于装有含有100mL反硝化培养基的250mL的锥形瓶中。
进一步，LB培养基：酵母粉5份，蛋白胨5份，NaCl 10份，琼脂占总重量的1.5％，pH7.0。
进一步，反硝化培养基:丁二酸钠2份,NaNO3 2份,K2HPO4 0.5份，FeSO4·7H2O 0.1份，MnSO4·7H2O 0.05份，pH值7.0。以上培养基均在121℃下灭菌20min后使用。
附图说明
图1是基于16SrRNA序列的菌株QFPS系统发育信息；
图2是有氧和缺氧条件下菌株QFPS反硝化性能；
图3是缺氧培养下菌株QFPS聚集成团；
图4是菌株QFPS强化缺氧池污泥反硝化脱氮模拟系统。
图5是菌株QFPS加入和不加入条件下缺氧池污泥脱氮效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
1兼性厌氧反硝化施氏假单胞菌QFPS培养
菌株QFPS分离自曲阜市生活污水处理厂原水。具体过程如下：取10ml原水接到装有100mL反硝化培养基的250mL的锥形瓶中，20℃、180r/min富集驯化3d；取富集培养物10ml转接到新鲜反硝化培养基，20℃、180r/min继续富集驯化3d；取适量菌液稀释后涂布于含有LB培养基的LB固体平板上进行培养，待平板上长出单菌落，挑取单菌落分别接种到反硝化培养基中进行复筛；选取脱氮效率高的菌株进行16SrRNA序列分析，确定菌株种属信息。16SrRNA序列分析表明，菌株QFPS与施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)具有99％的相似性。该菌株16SrRNA系统发育树如图1所示。LB培养基：酵母粉5份，蛋白胨5份，NaCl 10份，琼脂占总重量的1.5％，pH7.0。反硝化培养基:丁二酸钠2份,NaNO3 2份,K2HPO4 0.5份，FeSO4·7H2O 0.1份，MnSO4·7H2O 0.05份，pH值7.0。以上培养基均在121℃下灭菌20min后使用。
2菌株QFPS缺氧和好氧条件下反硝化脱氮
从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于5ml无菌液体LB培养基中培养至OD>0.8；取2ml菌悬液以4000r/min离心5min,倒去上清液；菌沉淀用无菌0.9％生理盐水悬浮，4000r/min离心5min,倒去上清液；菌沉淀用无菌0.9％生理盐水悬浮后接种于装有含有100mL反硝化培养基的250mL的锥形瓶中，一组置于20℃、180r/min的摇床里震荡培养,另一组静置至于20℃恒温箱中，培养期间每隔两小时测量硝酸盐氮的转化率。结果表明(图2)，在好氧条件下，菌株QFPS可将硝态氮由330mg/L将至31mg/L，在缺氧条件下，菌株QFPS可将硝态氮由330mg/L将至37mg/L。因此，在有氧和缺氧条件下，菌株QFPS均具有较强的反硝化能力。此外，在缺氧培养条件下，菌株QFPS聚集成团，且具有良好的沉降性能(图3)，能够有效避免应用过程中菌体大量流失现象的发生。此处反硝化培养基和LB培养基同上。硝态氮(NO3 --N)的测定参照《HJ/T346-2007水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法(试行)》。
3菌株QFPS强化缺氧池污泥反硝化脱氮可行性评价
QFPS一级种子液制备。从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于5ml无菌液体LB培养基中培养至对数生长期(OD>0.8)。
QFPS二级种子液制备。将上述培养物全部接种到100ML无菌反硝化培养基，培养至OD值1.2-1.5之间。此处所用反硝化培养基和LB培养基同上。
QFPS强化缺氧池污泥脱氮。取QFPS二级种子液20ml接种到缺氧池污泥模拟系统中(含AAO污水处理厂缺氧池污泥980mL，图4)，温度控制在16℃，通过磁力搅拌器进行搅拌控制溶解氧约0.5mg/L，不加菌对照组加入20mL无菌蒸馏水代替QFPS种子液；12小时候后，由缺氧池污泥模拟系统排出150ml污水，然后向各个桶中分别加入反硝化培养基150ml(此时硝态氮含量约50mg/L)，此处所用反硝化培养基同上；在加完培养基后的第0h、2h、4h、6h、8h、10h、12h各取2mL水样用于硝态氮含量检测。结果表明，在最初的4个小时内，缺氧池污泥模拟系统加QFPS和不加QFPS，硝态氮去除速率十分接近(这与QFPS生长繁殖世代有关)，4小时后，加有QFPS缺氧池污泥模拟系统硝态氮去除速率显著提高，在第8小时，加有QFPS缺氧池污泥模拟系统硝态氮去除率比不加菌实验组提高了22％(图5)。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法，其特征在于：菌株QFPS分离自生活污水处理厂原水，取原水接到装有反硝化培养基的锥形瓶中富集驯化；取富集培养物转接到新鲜反硝化培养基继续富集驯化；取适量菌液稀释后涂布于含有LB培养基的LB固体平板上进行培养，待平板上长出单菌落，挑取单菌落分别接种到反硝化培养基中进行复筛；选取脱氮效率高的菌株；从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于无菌液体LB培养基中培养至OD>0.8；取菌悬液离心,倒去上清液；菌沉淀用无菌生理盐水悬浮，离心,倒去上清液；菌沉淀用无菌生理盐水悬浮后接种于装有含有反硝化培养基的锥形瓶中。
2.按照权利要求1所述一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法，其特征在于：所述菌株QFPS分离自生活污水处理厂原水，取10ml原水接到装有100mL反硝化培养基的250mL的锥形瓶中，20℃、180r/min富集驯化3d；取富集培养物10ml转接到新鲜反硝化培养基，20℃、180r/min继续富集驯化3d；取适量菌液稀释后涂布于含有LB培养基的LB固体平板上进行培养，待平板上长出单菌落，挑取单菌落分别接种到反硝化培养基中进行复筛；选取脱氮效率高的菌株；从平板上挑取菌株QFPS单菌落，接种于5ml无菌液体LB培养基中培养至OD>0.8；取2ml菌悬液以4000r/min离心5min,倒去上清液；菌沉淀用无菌0.9％生理盐水悬浮，4000r/min离心5min,倒去上清液；菌沉淀用无菌0.9％生理盐水悬浮后接种于装有含有100mL反硝化培养基的250mL的锥形瓶中。
3.按照权利要求1所述一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法，其特征在于：所述LB培养基：酵母粉5份，蛋白胨5份，NaCl10份，琼脂占总重量的1.5％，pH7.0。
4.按照权利要求1所述一种反硝化施氏假单胞菌强化缺氧池污水脱氮方法，其特征在于：所述反硝化培养基:丁二酸钠2份,NaNO3 2份,K2HPO4 0.5份，FeSO4·7H2O 0.1份，MnSO4·7H2O 0.05份，pH值7.0。以上培养基均在121℃下灭菌20min后使用。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116240135A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-09 | 知和环保科技有限公司 | 一种高负荷异养反硝化菌剂的生产工艺 |
Citations (5)
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| HUP0600069A2 (en) * | 2006-01-30 | 2008-01-28 | Hybys Kft | Method for preparation of nitrogen eliminating bacterial composition |
| CN103849588A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-06-11 | 北京市环境保护科学研究院 | 一株好氧反硝化菌及其在污水脱氮中的应用 |
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2019
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Patent Citations (5)
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