CN111088200A - 一株异养硝化好氧反硝化菌及其在养猪废水处理中的应用 - Google Patents

一株异养硝化好氧反硝化菌及其在养猪废水处理中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一株异养硝化好氧反硝化菌，该菌株命名为鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2，该菌株已保存于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.19313。本发明还公开了所述异养硝化好氧反硝化菌在养猪废水处理中的应用。实验证明，本发明的菌株能够耐受浓度高达2000ppm氨氮废水，且能够耐受3.5％的盐浓度，分别对20ppm金属离子Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+具有耐受性，对5ppm的Gr6+具有耐受性；并且本发明的菌株在额外添加碳源柠檬酸钠使养猪废水碳氮比维持在10左右的情况下，对废水中氨氮和COD具有较高的去除率，在养殖废水处理工程中有很好的应用价值。

Description

一株异养硝化好氧反硝化菌及其在养猪废水处理中的应用
技术领域
本发明涉及一株异养硝化好氧反硝化菌及其应用，尤其涉及一株异养硝化好氧反硝化菌及其在养猪废水处理中的应用。属于环境微生物技术领域。
背景技术
随着工农业生产的快速发展和人们日益提高的生活水平，致使含氮化合物的排放量急剧增加，已经成为主要的环境污染源，引起社会各界的普遍关注。水体中氮元素过多时，对环境及生物体的危害主要表现在以下几个方面：(1)破坏水体生态系统。当水体中的氮超过满足鱼类养殖的要求所需要的氮时，通常会使得藻类过量生长，覆盖水面导致水体中溶解氧含量不足，因氧耗竭致使水生生物死亡。(2)危害人体健康。硝态氮在人体中可转变为亚硝态氮，若人体摄入亚硝酸盐浓度>10mg/L或者硝酸盐浓度>50mg/L的水或食品时，血液中血红蛋白会丧失输送氧的能力，导致“高铁血红蛋白症”，严重时可能会导致窒息，尤其对婴儿的伤害更大。(3)增加污水处理成本。污水进水中的氨氮含量增大，沉淀法、中和法或化学氧化法相应使用的药剂量也会大大增加，处理成本提升。
生物脱氮方法是目前控制氮素污染最普遍的方法。传统生物脱氮工艺是指含氮化合物在微生物的作用下，依次发生氨化、硝化和反硝化三个反应，即在好氧条件下通过氨化作用和硝化作用将有机氮相继转化为氨氮、亚硝态氮和硝态氮，再利用反硝化作用，在缺氧条件下将硝态氮还原为气态氮从污水中溢出，从而达到脱氮的目的。然而其有以下缺点：(1)硝化细菌为无机化能自养菌，营养代谢类型决定了其生长缓慢、世代周期长、生物量浓度较低、环境适应性差、抗冲击负荷弱、高浓度氨氮和亚硝态氮较易抑制其生长。(2)硝化和反硝化两个反应在时间和空间上无法统一，增加了投资成本。
异养硝化好氧反硝化是一种新型脱氮工艺，打破传统生物脱氮理论。它能够实现在一个反应器内硝化作用和反硝化作用的同时进行，缩短了反应周期，节省了空间面积和建设成本，同时此类微生物具有较强的环境耐受力，克服了传统生物脱氮的缺陷。当前，许多异养硝化好氧反硝化菌株被分离筛选，比如肺炎克雷伯氏菌Klebsiella pneumoniaeCF-S9,粪产碱杆菌 Alcaligenes faecalis strain No.4,琼氏不动杆菌Acinetobacterjunii YB,卓贝尔氏菌Zobellella taiwanensis DN-7等。但是这些相关报道多是一些对菌种脱氮特性的报道，而对于具有高浓度氨氮去除、重金属抗性、耐盐和同时对养猪废水COD和氨氮去除的异养硝化好氧反硝化菌鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)却未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一株具有耐盐、抗重金属和耐高氨氮浓度的异养硝化好氧反硝化菌及其在养猪废水处理中的应用。
本发明所述的异养硝化好氧反硝化菌，其特征在于：该菌株命名为鹤羽田戴尔福特菌 (Delftia tsuruhatensis)SDU2，该菌株已保存于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.19313，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
本发明所述鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2是采用常规方法从养猪粪污堆肥发酵槽内分离筛选得到，其具有如下生物学特征：
鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2菌落及形态特征：固体培养菌落圆形，凸起，边缘整齐，表面光滑，米黄色、不透明；菌株SDU2为杆菌，不形成芽胞，菌体形态直或稍弯、两端形状不规则，大小0.5～0.8μm×1.5～3.0m。
鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2生理生化特征是：革兰氏染色阴性，好氧，最适生长温度28-30℃，在30℃生长良好；利用葡萄糖、果糖、柠檬酸盐，接触酶阳性；生理生化实验结果详见表1。
表1：鹤羽田戴尔福特菌 (Delftia tsuruhatensis)SDU2菌株的部分生理生化特征
Figure BDA0002391396610000021
注：“+”生长良好或呈阳性；“-”不生长或呈阴性。
上述用于菌体形态观察的液体培养基为LB液体培养基。
上述用于菌落形态观察的固体培养基为LB固体培养基。
上述形态特征观测的实验方法参考东秀珠、蔡妙英等编著的《常见细菌系统鉴定手册》，科学出版社，2001，第一版，p353-363。
上述生理生化试验培养基及实验方法参考东秀珠、蔡妙英等编著的《常见细菌系统鉴定手册》，科学出版社，2001，第一版，p364-398。
以本发明以所述鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2的全基因组DNA为模板，采用细菌16SrDNA通用引物PCR扩增该菌株16S rRNA基因序列，对扩增产物测序得到长度为1409bp的序列，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，使用美国生物工程信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)BLASTN程序比对，发现本发明的鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2菌株16S rRNA的基因序列与NCBI注册的多株米黄色戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)的16S rRNA的基因序列具有98％的同源性，生理生化试验结果与《常见细菌系统鉴定鉴定手册》中浅黄色戴尔福特菌的特征符合度较高(参考东秀珠、蔡妙英等编著的《常见细菌系统鉴定手册》科学出版社，2001，第一版，p172)，系统发育树表明本发明的鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2菌株与已知浅黄色戴尔福特菌亲缘关系较近，基于此，将本发明的鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2 菌株初步鉴定为假单胞菌菌种(Delftiasp.)。
本发明还提供了一种适于所述异养硝化好氧反硝化菌鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2氨氮去除的培养基，其特征在于，所述培养基配方是：4.07g柠檬酸钠， 0.47g(NH4)2SO4，7.9g Na2HPO4·7H2O，1.5g KH2PO4，0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液，蒸馏水定容至1L；其中微量元素溶液配方是：50.0g Na2EDTA，2.2g ZnSO4·7H2O，5.5g CaCl2，5.06g MnCl2·4H2O，5.0g FeSO4，1.57g CuSO4·5H2O，1.60g CoCl2·6H2O，蒸馏水定容至1L。
本发明所述异养硝化好氧反硝化菌在养猪废水处理中的应用。
其中，所述应用的方法是：
(1)将异养硝化好氧反硝化菌鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2接种于 LB斜面培养基上，25-30℃培养1-2天得活化菌体；
(2)将步骤(1)制得的活化菌体按常规量接种于100ml的LB液体种子培养基中，25-30℃培养12-24小时，得鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2种子液；
(3)将步骤(2)制得的种子液以体积为10％的接种量接种至养猪废水中，25-30℃培养100-200小时以去除养猪废水中的氨氮；其中所述养猪废水的pH为7.0±0.1，氨氮为1293±54mg/L，COD为7210±238mg/L，添加柠檬酸钠后废水的COD为12808±1036mg/L，添加柠檬酸钠后使废水C/N比为10±0.1。
上述应用中，优选在养猪废水中额外添加柠檬酸钠，能实现同时、快速、有效地去除废水中的COD和氨氮。
上述应用中：所述养猪废水中的总盐度以质量分数计不高于3.5％。
上述应用中：所述养猪废水中Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+的浓度分别不高于20ppm，Gr6+浓度不高于5ppm。
上述应用中：所述养猪废水中初始氨氮浓度不高于2000ppm。
上述应用中：所述鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2种子液接种至养猪废水中优选在30℃、150rpm培养168h。
本发明公开了一种具有耐盐、抗重金属和耐高氨氮浓度的异养硝化好氧反硝化的菌株鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2，该菌株能够高效去除浓度高达2000ppm氨氮的废水；该菌株能够在含盐量为3.5％的情况下去除氨氮；该菌株在废水氨氮去除过程中对铜、锌、锰和镍重金属具有抗性。
本发明突出的效果体现在：经过筛选获得的高效去除氨氮的优良菌株鹤羽田戴尔福特菌 (Delftia tsuruhatensis)SDU2不但能够耐受高浓度氨氮的废水，而且去除氨氮效果好， 1500ppm氨氮在114h之内绝大部分被去除，去除率达93.7％，2000ppm氨氮在144h之内大部分被去除，去除率为77.2％；本发明还公开了此菌株在含盐量为3.5％时具有较高的氨氮去除率，为59.4％；同时本发明还证实了此菌株能在分别含有20ppm的Cu2+,Zn2+,Ni2+,Mn2+废水中具有较高的氨氮去除率(80％以上)；进一步的，本发明公开的利用该菌株处理养猪氨氮废水的方法操作简单，反应温和，时间短效果好，在污水处理工程中有很好的应用价值。
附图说明
本发明所述的鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2菌株已于2020年1月8 日保存于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.19313，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
图1为本发明的菌株鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2的遗传树分析结果。
图2不同碳源对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图3不同C/N对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图4不同pH值对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图5不同温度对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图6不同转速对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图7不同盐度对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图8不同重金属对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响。(符号：COD●)。
图9不同初始氨氮浓度对鹤羽田戴尔福特菌（Delftiatsuruhatensis）SDU2去除氨氮的影响。(符号：氨氮浓度：▽2000ppm，1500ppm△，1000ppm□，500ppm○；COD：氨氮2000ppm 时COD▼，氨氮1500ppm时COD▲，氨氮1000ppm时COD■，氨氮500ppm时COD●)。
图10鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2同步异养硝化好氧反硝化特性。(符号：硝态氮▼，亚硝态氮▲，氨氮■，COD●)
其中：a为以硝酸盐为唯一氮源反硝化特性，b为以亚硝酸盐为唯一氮源反硝化特性，c 为以氨氮和硝酸盐为氮源同步硝化反硝化特性，d为氨氮和亚硝酸盐为氮源同步硝化反硝化特性。
图11鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2处理养殖废水氨氮及COD去除特性。(符号：灭菌+菌●，不灭菌+菌■，灭菌+碳源+菌▼，不灭菌+不加菌▲)
其中：a为不同条件下养殖废水氨氮去除特性，b为不同条件下养殖废水COD去除特性。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明内容进行详细说明。如下所述例子仅是本发明的较佳实施方式而已，应该说明的是，下述说明仅仅是为了解释本发明，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。
下述实施例中，所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中涉及到的氨氮、亚硝态氮、硝态氮和COD的测定方法分别如下：氨氮采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ535-2009)测定；亚硝态氮(NO2--N)采用《水质中亚硝态氮测定重氮偶合分光光度法》(GB7493-87)测定；硝态氮(NO3--N)采用紫外分光光度水质测定硝酸盐氮的方法(HZ-HJ-SZ-0138)，该方法利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而定量测定COD采用《快速消解分光光度法》(GB11914-89)测定。
下述实施例中使用的培养基配方如下：
(1)LB固体平板培养基：胰蛋白胨10.0g；酵母粉5.0g；NaCl 10.0g；琼脂粉20.0g；蒸馏水定容至1L。
(2)LB培养基：胰蛋白胨10.0g；酵母粉5.0g；NaCl 10.0g；蒸馏水定容至1L。
(3)富集筛选培养基(VM)：2.0g乙酰胺；8.2g KH2PO4；1.6g NaOH；0.5g MgSO4·7H2O； 0.5g KCl；0.0005g CaSO4·2H2O；0.0005g CuSO4·5H2O；0.0005g FeCl3·6H2O；0.0005g ZnSO4·H2O；蒸馏水定容至1L。
(4)硝化培养基(BM)：4.07柠檬酸钠；0.47g(NH4)2SO4；7.9g Na2HPO4·7H2O；1.5gKH2PO4, 0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液；蒸馏水定容至1L。
(5)反硝化培养基(ADM1和ADM2)：ADM1：0.72g KNO3；4.07g柠檬酸钠,7.9gNa2HPO4·7H2O；1.5g KH2PO4；0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液；蒸馏水1L。ADM2：0.49g NaNO2；4.07g柠檬酸钠,7.9g Na2HPO4·7H2O；1.5g KH2PO4；0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液；蒸馏水定容至1L。
(6)同步异养硝化好氧反硝化培养基(SNDM1和SNDM2)：
SNDM1：0.47g(NH4)2SO4；0.72g KNO3；4.07g柠檬酸钠,7.9g Na2HPO4·7H2O；1.5gKH2PO4；0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液；蒸馏水定容至1L。
SNDM2：0.47g(NH4)2SO4；0.49g NaNO2；4.07g柠檬酸钠,7.9g Na2HPO4·7H2O；1.5gKH2PO4；0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液；蒸馏水定容至1L。
微量元素溶液：50.0g Na2EDTA；2.2g ZnSO4·7H2O；5.5g CaCl2；5.06g MnCl2·4H2O；5.0g FeSO4；1.57g CuSO4·5H2O；1.60g CoCl2·6H2O；蒸馏水定容至1L。
实施例1异养硝化-好氧反硝化菌株的筛选及分离鉴定
取山东省临沂市莒南县洙边镇养猪场粪污堆肥发酵槽内样品，从堆肥样品中取5g混合至 45mL灭菌的VM富集培养基中。
然后置于30℃，150rpm的恒温摇床富集培养12h。将富集液进行梯度稀释后，均匀涂布于VM分离培养基(琼脂20g/L，其余成分同VM)。在30℃恒温培养箱中培养1d后，挑取形态大小不同的单克隆，划线纯化后编号保藏，得到初筛菌株。将分离获得的各菌株分别接入装有100ml硝化培养基的300ml广口三角瓶中，置于摇床中于30℃、150rpm培养16h 之后取菌液离心测上清氨氮浓度，结果获得氨氮去除效率最高的菌株。
其中氨氮去除效率测定方法如下：取出培养液10000g离心2min以上去除菌体，对上清液中的氨氮进行测量并计算氨氮去除率。
氨氮去除率(removal rate，RR)计算公式为：
RR＝(A－B)/A×100％
式中：A为初始氨氮浓度；B为最终氨氮浓度。
将筛选获得菌株通过16SrRNA测序并在NCBI中比对，结果显示分离获得的菌种属于鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)，如图1所示，菌株命名为鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2。所述鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2菌落及形态特征：固体培养菌落圆形，凸起，边缘整齐，表面光滑，米黄色、不透明；菌株SDU2为杆菌，不形成芽胞，菌体形态直或稍弯、两端形状不规则，大小0.5～0.8μm×1.5～3.0m。该菌株生理生化特征是：革兰氏染色阴性，好氧，最适生长温度28-30℃，在30℃生长良好；利用葡萄糖、果糖、柠檬酸盐，接触酶阳性。该菌株已于2020年1月8日保存于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.19313，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路 1号院3号。
实施例2鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响因子分析
1、碳源对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
分别选取葡萄糖、蔗糖、甲醇、丙三醇、乙酸钠、柠檬酸钠、琥珀酸钠作为硝化培养基唯一碳源，并且培养基中碳氮比均为C/N＝10。将LB培养基中活化好的菌液按照10％的接种量介入硝化培养基中，30℃、150rpm培养32h后，按实施案例1进行测算，结果如图2所示。结果显示，说明鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2利用乙酸钠、琥珀酸钠和柠檬酸钠的氨氮去除率都能达到60％以上，柠檬酸钠的氨氮去除最高达到90％以上，所以选择柠檬酸钠作为后续实验培养基的碳源。
2、碳氮比对鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入C/N为5、10、15、20的硝化培养基，30℃、150rpm培养32h后，按实施案例1进行测算，结果如图3所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2在C/N＝10时氨氮去除率最高能达到90％以上，所以选择C/N＝10进行后续实验。
3、pH值对(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入pH值为2、3、4、5、6、7、8、9、10的硝化培养基，30℃、150rpm培养32h后，按实施案例1进行测算，结果如图4所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2在pH＝7时氨氮去除率最高能达到90％以上，所以选择pH＝7 进行后续实验。
4、温度对(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入硝化培养基，分别在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等不同温度下150rpm培养32h，按实施案例1进行测算，结果如图5所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2在30℃时氨氮去除率最高能达到90％以上，所以选择30℃进行后续实验。
5、转速对(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入硝化培养基中，分别在90rpm、120rpm、150rpm、180rpm、 210rpm不同转速条件下30℃培养32h，按实施案例1进行测算，结果如图6所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2在转速为150rpm时氨氮去除率最高能达到 90％以上，所以选择150rpm进行后续实验。
6、盐度对(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入盐度为0、5、10、15、20、25、30、35、40g/L硝化培养基中，30℃、150rpm培养32h后，按实施案例1进行测算，结果如图7所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2在盐度低于35g/L时氨氮去除率能达到60％以上，所以该菌株能够耐受不高于35g/L的盐度。
7、重金属对(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入含有Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+，Gr6+硝化培养基中，30℃、150rpm培养32h后，按实施案例1进行测算，结果如图8所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2在含有金属离子Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+时浓度均为20ppm时氨氮去除率能达到80％以上，而在Gr6+不高于5ppm时氨氮去除率在60％以上，该菌株能够耐受不高于20ppm的Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+离子及不高于5ppm的Gr6+离子。
8、初始氨氮浓度对(Delftia tsuruhatensis)SDU2去除氨氮的影响
将培养好的LB种子液分别接入初始氨氮浓度分别为500、1000、1500、2000ppm的硝化培养基中，30℃、150rpm培养144h后，按实施案例1进行测算，结果如图9所示。结果显示，鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2在144内对500、1000、1500ppm氨氮全部去除，对2000ppm氨氮去除率75％以上，因此可以看出鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2不仅可以耐受高浓度氨氮的废水，并且可以对氨氮进行有效的处理，是一株在污水处理中具有良好应用前景的异养硝化好氧反硝化菌。
实施例3适于(Delftia tsuruhatensis)SDU2氨氮去除的最优培养基及最优培养条件
基于实施例2的筛选结果，确定适于鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2的最优培养基：4.07g柠檬酸钠；0.47g(NH4)2SO4；7.9g Na2HPO4·7H2O；1.5g KH2PO4,0.1g MgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液；蒸馏水定容至1L。其中微量元素溶液：50.0gNa2EDTA； 2.2g ZnSO4·7H2O；5.5g CaCl2；5.06g MnCl2·4H2O；5.0g FeSO4；1.57g CuSO4·5H2O；1.60g CoCl2·6H2O；蒸馏水定容至1L。
适于鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2的最优培养条件：30℃，150rpm、 pH＝7，培养168h，氨氮去除率在90％以上。
实施例4(Delftia tsuruhatensis)SDU2同步异养硝化好氧反硝化特性。
将培养好的鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2种子液分别接入反硝化培养基ADM1、ADM2及同步硝化反硝化培养基SNDM1、SNDM2，30℃、150rpm培养32h后，结果如图10所示：图10a和图10b分别证明硝态氮和亚硝态氮在好氧条件下均能被菌株去除；图10c和图10d分别证明氨氮和硝态氮及氨氮和亚硝态氮能够被同时去除，所以证明鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2具有同步硝化反硝化作用。
实施例5(Delftia tsuruhatensis)SDU2处理养猪废水氨氮及COD去除特性
养猪废水，其pH为7.0，氨氮为1293±54mg/L，COD为7210±238mg/L，添加柠檬酸钠后废水的COD为12808±1036mg/L。
(1)将鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2接种于新鲜LB斜面培养基上，25-30℃培养1-2天得活化菌体；
(2)将步骤(1)制得的活化菌体按常规量接种于100ml的LB液体种子培养基中，25-30℃培养12-24小时，得鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2种子液；
(3)将步骤(2)制得的种子液以体积比10％的接种量接种至100ml的养猪废水中，30℃， 150rpm培养168小时以去除养猪废水中的氨氮。
上述实验取的养猪废水分成四组进行实验：第一组废水进行灭菌，后按照10％接种量将培养好的鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2种子液接入废水；第二组废水不灭菌，后按照10％接种量将培养好的鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2种子液接入废水；第三组废水灭菌并且额外添加碳源柠檬酸钠使废水中C/N比维持在10左右，然后按照10％接种量将培养好的鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2种子液接入废水；第四组废水不灭菌不添加碳源不接菌。以上四组均在30℃、150rpm培养168h，结果如图11 所示：在添加额外碳源的废水氨氮去除率和COD去除率最高分别为98.1％和90.5％。因此可以看出鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2不仅可以耐受高浓度氨氮的废水，并且可以对氨氮进行有效的处理，预示其是一株在污水处理中具有良好应用前景的异养硝化好氧反硝化菌。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
序列表
<110>山东大学
<120>一株异养硝化好氧反硝化菌及其在养猪废水处理中的应用
<141> 2020-02-23
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1406
<212> DNA
<213>鹤羽田戴尔福特菌（Delftia tsuruhatensis）
<221>鹤羽田戴尔福特菌（Delftia tsuruhatensis）SDU2的16S rRNA基因的核苷酸序列
<222>（1）…（1406）
<400> 1
gtcgaacggt aacaggtctt cggacgctga cgagtggcga acgggtgagt aatacatcgg 60
aacgtgccca gtcgtggggg ataactactc gaaagagtag ctaataccgc atacgatctg 120
aggatgaaag cgggggacct tcgggcctcg cgcgattgga gcggccgatg gcagattagg 180
tagttggtgg gataaaagct taccaagccg acgatctgta gctggtctga gaggacgacc 240
agccacactg ggactgagac acggcccaga ctcctacggg aggcagcagt ggggaatttt 300
ggacaatggg cgaaagcctg atccagcaat gccgcgtgca ggatgaaggc cttcgggttg 360
taaactgctt ttgtacggaa cgaaaaagct ccttctaata cagggggccc atgacggtac 420
cgtaagaata agcaccggct aactacgtgc cagcagccgc ggtaatacgt agggtgcgag 480
cgttaatcgg aattactggg cgtaaagcgt gcgcaggcgg ttatgtaaga cagatgtgaa 540
atccccgggc tcaacctggg aactgcattt gtgactgcat ggctagagta cggtagaggg 600
ggatggaatt ccgcgtgtag cagtgaaatg cgtagatatg cggaggaaca ccgatggcga 660
aggcaatccc ctggacctgt actgacgctc atgcacgaaa gcgtggggag caaacaggat 720
tagataccct ggtagtccac gccctaaacg atgtcaactg gttgttggga attagttttc 780
tcagtaacga agctaacgcg tgaagttgac cgcctgggga gtacggccgc aaggttgaaa 840
ctcaaaggaa ttgacgggga cccgcacaag cggtggatga tgtggtttaa ttcgatgcaa 900
cgcgaaaaac cttacccacc tttgacatgg caggaagttt ccagagatgg attcgtgctc 960
gaaagagaac ctgcacacag gtgctgcatg gctgtcgtca gctcgtgtcg tgagatgttg 1020
ggttaagtcc cgcaacgagc gcaacccttg tcattagttg ctacattcag ttgagcactc 1080
taatgagact gccggtgaca aaccggagga aggtggggat gacgtcaagt cctcatggcc 1140
cttataggtg gggctacaca cgtcatacaa tggctggtac agagggttgc caacccgcga 1200
gggggagcta atcccataaa accagtcgta gtccggatcg cagtctgcaa ctcgactgcg 1260
tgaagtcgga atcgctagta atcgcggatc agcatgtcgc ggtgaatacg ttcccgggtc 1320
ttgtacacac cgcccgtcac accatgggag cgggtctcgc cagaagtagg tagcctaacc 1380
gcaaggaggg cgcttaccac ggcggt 1406

Claims (8)

1.一株异养硝化好氧反硝化菌，其特征在于：所述菌株命名为鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2，该菌株保存于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.19313，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
2.一种适于权利要求1所述异养硝化好氧反硝化菌氨氮去除的培养基，其特征在于，所述培养基配方是：4.07g柠檬酸钠，0.47g(NH4)2SO4，7.9g Na2HPO4·7H2O，1.5g KH2PO4，0.1gMgSO4·7H2O和2mL微量元素溶液，蒸馏水定容至1L；其中微量元素溶液配方是：50.0gNa2EDTA，2.2g ZnSO4·7H2O，5.5g CaCl2，5.06g MnCl2·4H2O，5.0g FeSO4，1.57g CuSO4·5H2O，1.60g CoCl2·6H2O，蒸馏水定容至1L。
3.权利要求1所述异养硝化好氧反硝化菌在养猪废水处理中的应用。
4.根据权利要求3所述应用，其特征在于，所述应用的方法是：
(1)将异养硝化好氧反硝化菌鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2接种于LB斜面培养基上，25-30℃培养1-2天得活化菌体；
(2)将步骤(1)制得的活化菌体按常规量接种于100ml的LB液体种子培养基中，25-30℃培养12-24小时，得鹤羽田戴尔福特菌(Delftia tsuruhatensis)SDU2种子液；
(3)将步骤(2)制得的种子液以体积为10％的接种量接种至养猪废水中，25-30℃培养100-200小时以去除养猪废水中的氨氮；其中所述养猪废水的pH为7.0±0.1，氨氮为1293±54mg/L，COD为7210±238mg/L，添加柠檬酸钠后废水的COD为12808±1036mg/L，添加柠檬酸钠后使废水C/N比为10±0.1。
5.根据权利要求4所述应用，其特征在于：所述养猪废水中的总盐度以质量分数计不高于3.5％。
6.根据权利要求5所述应用，其特征在于：所述养猪废水中Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+的浓度分别不高于20ppm，Gr6+浓度不高于5ppm。
7.根据权利要求4所述应用，其特征在于：所述养猪废水中初始氨氮浓度不高于2000ppm。
8.根据权利要求4所述应用，其特征在于：所述鹤羽田戴尔福特菌(Delftiatsuruhatensis)SDU2种子液接种至养猪废水中在30℃、150rpm培养168h。
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