CN115181694A - 一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌及其应用 - Google Patents
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Abstract
一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌及其应用属于微生物技术领域。所述菌株于2022年3月23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)，保藏编号为CGMCCNo.24561。美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND‑01是一株能够在好氧条件下发挥高效同化脱氮作用的中度嗜盐性菌株，在温度＝20‑40℃、pH＝7.5‑9.5、C/N(质量比)＝7.5‑10、转速＝120‑200rpm、盐度＝20‑60g/L NaCl的条件下，能够利用有机碳源将高盐废水中的无机氮高效去除。该菌株可以将胞外的无机氮转移至胞内并以有机氮的形式储存，有利于海水中氮素的回收利用。因此，该菌株可以在高盐污水脱氮处理、养殖废水脱氮处理、水体修复、资源回收等领域发挥作用。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，涉及一株中度嗜盐性的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01及其应用。该菌株具有高盐废水同化脱氮的功能，将该菌株接种到实际含盐的生活污水中，可以在一个反应器内实现废水的高效脱氮。
技术背景
传统的微生物脱氮技术是指利用不同功能的微生物并控制不同的条件将水体中的氮素逐渐转化为氮气溢出的过程。污水中的氨氮首先在好氧条件下通过自养硝化菌的作用氧化为硝态氮，然后在缺氧条件下通过异养反硝化菌的作用还原为氮气。因此，传统的的脱氮技术需要好氧硝化和缺氧反硝化的分段处理，这既增加了设备的复杂性，还增加了占地面积和运行成本。近年来，一些同步异养硝化好氧反硝化(HNAD)菌的发现为生物脱氮流程的简化提供了可能，这些菌株可以在异养和好氧的条件下直接将氨氮转化为氮气，不存在中间产物的积累。HNAD菌的应用使得脱氮过程能够在一个反应器内完成，不仅能够减少占地面积，而且可以降低设备的复杂性和运行成本。然而，在HNAD过程中会伴随着导致温室效应的中间产物——氧化亚氮(N2O) 的生成。另外，这个过程中存在氮素的损失，造成了能源的浪费。近年来，一些学者发现具有新型同化脱氮作用的功能菌在好氧和异养的条件下，可以将氨氮、亚硝态氮、硝态氮同化为有机氮储存在细胞中，从而达到污水脱氮的作用。这种脱氮方式不仅能达到与HNAD一样的处理效果，还能防止温室气体的产生并有利于污水中氮素的回收利用。这类细菌广泛存在于自然界尤其是海底底泥中，然而，目前分离出来的菌株较少。因此，分离出更多具有新型同化脱氮作用的耐盐性功能菌株对于新型同化脱氮技术在养殖水体处理中的应用至关重要。
本发明从海水底泥中筛选出一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌—美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01。在好氧和异养条件下，该菌株能够在含盐的实际生活污水中发挥高效的脱氮功能，可以将氨氮直接转化为胞内有机氮储存起来，不存在中间代谢产物(亚硝态氮和硝态氮)的积累，有利于污水中氮素的回收，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供了一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌--美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01，该菌能够在一个反应器内实现高盐氮素污染废水的脱氮处理及氮素回收。
本发明提供了美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01在实际含盐生活污水处理中的应用，将该菌接种至氮素污染的高盐生活废水中，可以在一个好氧的单级反应器中实现高效脱氮处理。该技术克服了现有生物脱氮工艺硝化过程和反硝化过程需要两个反应器分段进行的技术瓶颈，应用前景广阔，具有良好的经济和社会效益。
本发明所述的应用相较于传统生物脱氮工艺而言，其特点在于不需要好氧硝化和缺氧反硝化的分段处理，而且全程只有一种功能类型的菌群参与，这就使得脱氮过程在好氧异养的一个状态下由一种功能菌株完成，不需要复杂的条件变换，也不存在传统脱氮工艺中发生的不同功能菌群的相互竞争造成系统失稳的问题。
本发明所述的应用相较于传统生物脱氮工艺而言，其特点在于脱氮功能的实现依赖于新型同化作用，既不会产生温室气体N2O，也不会造成氮素的大量损失，有利于高盐废水中氮素的回收利用。
本发明提供的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01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)，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为CGMCCNo.24561，保藏日期为2022 年3月22日。16S rDNA碱基序列长度为1420bp。
本发明提供的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01生长于基础固体培养基上，基础固体培养基配制方法为：称取柠檬酸钠3.5833g、硫酸铵 0.472g、三水合磷酸氢二钾1.5g、磷酸二氢钾0.45g、七水合硫酸亚铁0.01g、七水合硫酸镁0.05g、四水合硫酸锰0.01g、氯化钠30g、微量元素1mL、琼脂 15-20g，将上述药品溶于1L的去离子水中，121℃灭菌20min后倒入培养皿中制成固体培养基。
本发明提供的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01接种至固体基础培养基并培养48h后，呈现表面光滑湿润、中间略微凸起、边缘规则的乳白色菌落，散发淡淡的豌豆气味。革兰氏染色呈阴性。扫描电镜结果显示该菌呈长杆状，大小为(2.0-5.0)μm×(0.4-0.5)μm。
本发明提供的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01能够在好氧条件下以有机物为电子供体，将氨氮直接同化为胞内有机氮，从而实现氨氮的去除过程；也能在好氧条件以有机物为电子供体，将亚硝态氮或硝态氮异化/ 同化还原为氨氮后同化为胞内有机氮，从而实现亚硝态氮和硝态氮的去除过程。
本发明提供的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01发挥优良的脱氮性能的最佳条件为：碳源＝柠檬酸钠，C/N(质量比，下同)＝7.5-10，盐度＝30-60g/L NaCl，培养温度＝20-40℃，pH＝7.5-9.5，转速＝120-200rpm。
本发明提供的美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01在实际含盐生活污水的脱氮过程中，不存在中间产物(NO2 -和NO3 -)的累积，既可以实现氮素的高效去除，也有利于氮素的回收，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01在不同培养条件下的生长和脱氮性能。
图2为美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01以NH4 +为唯一氮源时的生长和脱氮性能。
图3为美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01以NO2 -为唯一氮源时的生长和脱氮性能。
图4为美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01以NO3 -为唯一氮源时的生长和脱氮性能。
图5为美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01处理实际含盐生活废水时的生长和脱氮性能。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出进一步的详细阐述，所述实施例仅用于解释本发明，并非限制本发明的范围。下述实施例中所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。
实施例中用到的培养基如下：
基础培养基：硫酸铵0.472g、三水合磷酸氢二钾1.500g、磷酸二氢钾0.450g、七水合硫酸亚铁0.010g、七水合硫酸镁0.050g、四水合硫酸锰0.010g、氯化钠30g、微量元素1mL，去离子水1L。
培养基Ⅰ：柠檬酸钠3.583g、硫酸铵0.472g、三水合磷酸氢二钾1.500g、磷酸二氢钾0.450g、七水合硫酸亚铁0.010g、七水合硫酸镁0.050g、四水合硫酸锰0.010g、氯化钠30g、微量元素1mL，去离子水1L。
培养基Ⅱ：柠檬酸钠3.583g/L、亚硝酸钠0.493g/L、三水合磷酸氢二钾 1.500g、磷酸二氢钾0.450g、七水合硫酸亚铁0.010g、七水合硫酸镁0.050g、四水合硫酸锰0.010g、氯化钠30g、微量元素1mL，去离子水1L。
培养基Ⅲ：柠檬酸钠3.583g/L、硝酸钠0.607g/L、三水合磷酸氢二钾1.500g、磷酸二氢钾0.450g、七水合硫酸亚铁0.010g、七水合硫酸镁0.050g、四水合硫酸锰0.010g、氯化钠30g、微量元素1mL，去离子水1L。
微量元素：硫酸锌1g、氯化锰0.3g、硼酸3g、氯化钴2g、氯化铜0.1g、氯化镍0.2g、钼酸钠0.3g，去离子水1L。
本发明所使用的生活污水取自某化粪池的出水，基本组成成分包括COD 170-210mg/L,NH4 +-N 62-75mg/L,NO2 --N 0.01-0.12mg/L,NO3 --N 0.2-1.2 mg/L，投加30g/LNaCl配制成含盐的实际生活污水。
实施例1
美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01最佳生长和脱氮条件的优化。
将-20℃甘油保存的菌株(于2022年3月22日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为No.24561)接种于已灭菌的100mL 培养基，置于30℃，120rpm摇床内震荡培养18-20h，使菌体生长至对数后期，离心收获菌体后用无菌水稀释至OD600值约为0.1，菌悬液用于接种(下同)。分别向5个含300mL液体基础培养基的锥形瓶中加入3.5833g/L柠檬酸钠、 3.4167g/L乙酸钠、2.375g/L蔗糖、2.5g/L葡萄糖和3.375g/L丁二酸钠充当碳源，然后分别向其中接种3mL的菌悬液，置于35℃、120rpm的气浴摇床中培养，第0h和第24h取样后直接测定溶液中的OD600值，然后于8000rpm 离心10min后测定上清液中NH4 +-N的浓度(下同)。结果如图1a所示，当碳源为柠檬酸钠时菌株的生长性能和氨氮去除率最高，因此该菌发挥最优脱氮能力的碳源条件为柠檬酸钠。
同理，以柠檬酸钠为碳源，调节基础培养基的C/N(质量比，下同)分别为2.5、5、7.5、10和15，培养和测样条件同上。结果如图1b所示，菌株能在2.5-15的C/N条件发挥生长和脱氮性能，当C/N＝10时菌株的生长性能和氨氮去除率最高，因此取C/N＝10为最佳的C/N条件。
同理，在最佳碳源为柠檬酸钠，C/N＝10的条件下，调节培养基中的盐度分别为0-100g/L NaCl，培养和测样条件同上。结果如图1c所示，菌株能够在 10-100g/L NaCl的盐度下生长并发挥脱氮性能，然而，在0-10g/L NaCl的盐度条件下几乎不生长也不具备脱氮性能。因此，美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta) SND-01为中度嗜盐菌。当盐度为30-60g/LNaCl条件时，菌株的生长和氨氮去除率最高，因此取盐度＝30-60g/L为最佳的盐度条件。
同理，在最佳碳源为柠檬酸钠，C/N＝10的条件下，盐度为30g/L NaCl的条件下，调节培养温度分别为20、25、30、35和40℃，培养和测样条件同上。结果如图1d所示，菌株在温度为20-40℃时都具备良好的脱氮性能，而在25-35℃时菌株的氨氮去除率大于95％，因此取25-35℃为最佳的温度条件。
同理，在最佳碳源为柠檬酸钠，C/N＝10，盐度为30g/L NaCl，温度＝25-35℃的条件下，调节pH分别为5.5、6.5、7.5、8.5和9.5，培养和测样条件同上。结果如图1e所示，当pH＝7.5-9.5时，氨氮去除率均大于97％，因此取pH＝7.5-9.5 为最佳的pH条件。
同理，在最佳碳源为柠檬酸钠，C/N＝10，盐度为30g/L NaCl，温度＝25-35℃， pH＝7.5-9.5条件下，分别调节转速为40、80、120、160和200rpm，测样条件同上。结果如图1f所示，当转速为160-200rpm时，菌株的生长性能和氨氮去除率最高，因此取转速为160-200rpm为最佳转速条件。
综上所述，美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01发挥最佳脱氮条件为：碳源＝柠檬酸钠，C/N＝10，盐度＝30-60g/L NaCl，温度＝25-35℃， pH＝7.5-9.5，转速＝160-200rpm。
实施例2
美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01以氨氮为唯一氮源时的生长和脱氮性能。
接种3mL菌悬液至含300mL液体培养基Ⅰ的锥形瓶中，然后置于25℃、 160rpm的摇床中培养24h。每隔4h测定NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N、COD的浓度和OD600值。
在以高浓度的氨氮为底物(含100mg/L的NH4 +-N)的脱氮过程中(图2)，菌株接种后迅速进入对数期，在第16-24h达到稳定期。菌株在生长的同时降解NH4 +-N和COD，最大NH4 +-N去除速率为9.19mg/(L/h)，最大COD去除速率为140mg/(L/h)。在第16h，NH4 +-N去除率达到最大值98％，同时COD 的去除率达到最大值84％。另外，在NH4 +-N的降解过程中几乎没有NO2 --N 和NO3 --N积累。随着菌株的衰亡，部分胞内氮和磷的溶出导致氨氮和COD 的浓度在第16h开始上升。
实施例3
美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01以亚硝态氮为唯一氮源时的生长和脱氮性能。
分别接种3mL的菌悬液至含300mL液体培养基Ⅱ的锥形瓶中，然后置于 25℃、160rpm的摇床中培养40h，每隔4h测定NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N、 COD的浓度和OD600值。
在以高浓度的亚硝态氮为底物(含100mg/L的NO2 --N)的脱氮过程中(图 3)，菌株在接种后的第16h进入对数期，第32h进入稳定期。伴随着菌株的生长，NO2 --N的浓度逐渐下降。最大NO2 --N去除速率为7.66mg/(L/h)，最大COD 去除速率为155mg/(L/h)。在第32h，NO2 --N去除率达到81％；在第36h，COD 的去除率达到最大值85％。另外，NO2 --N的降解过程中几乎没有NH4 +-N和NO3 --N的积累。随着菌株的衰亡，部分胞内物质的溶出导致氨氮在第32h上升。
实施例4
美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01以硝态氮为唯一氮源时的生长和脱氮性能。
分别接种3mL的菌悬液至含300mL液体培养基Ⅲ的锥形瓶中，然后置于 25℃、160rpm的摇床中培养40h，每隔4h测定NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N、 COD的浓度和OD600值。
在以高浓度硝态氮为底物(含100mg/L的NO3 --N)的脱氮过程中(图4)，菌株接种后第16h进入对数期，第28h进入稳定期。菌株能以NO3 --N为唯一氮源进行生长繁殖，同时去除大量的COD。其中，最大NO3 --N去除速率为 15.81mg/(L/h)，最大COD去除速率为197.56mg/(L/h)。在第28h，NO3 --N去除率达到最大值100％；第36h，COD的去除率达到最大值84％。另外，NO3 --N 的降解过程中亚硝态氮和氨氮逐渐上升并累积，推测来自于硝氮的异化/同化还原作用。
实施例5
美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01在含盐的实际生活废水中的脱氮性能。
接种3mL的菌悬液至含300mL含盐(30g/L NaCl)的生活废水的锥形瓶中，然后置于25℃、160rpm的摇床中培养15h，每隔3h测定NH4 +-N、NO2 --N 和NO3 --N和COD的浓度。
结果见图5所示。美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01接种至含盐的实际生活废水后，氨氮和COD的浓度快速下降。其中，NH4 +-N和COD 的最大去除速率分别为4.00mgN/(L/h)和35.75mg COD/(L/h)。在第16h， NH4 +-N的去除率达到最大值99％。脱氮过程几乎没有中间产物的积累。这个结果说明美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01在实际含盐生活废水的脱氮处理中具有广阔的应用前景。
序列表
<110> 北京工业大学
<120> 一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1420
<212> DNA
<213> 一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌(Halomonasvenusta)
<400> 1
attgaacgct ggcggcaggc ctaacacatg caagtcgagc ggtaacaggg gtagcttgct 60
acccgctgac gagcggcgga cgggtgagta atgcatagga atctgcccga tagtggggga 120
taacctgggg aaacccaggc taataccgca tacgtcctac gggagaaagg gggctccggc 180
tcccgctatt ggatgagcct atgtcggatt agctagttgg tgaggtaaag gctcaccaag 240
gcgacgatcc gtagctggtc tgagaggatg atcagccaca tcgggactga gacacggccc 300
gaactcctac gggaggcagc agtggggaat attggacaat gggcgaaagc ctgatccagc 360
catgccgcgt gtgtgaagaa ggccctcggg ttgtaaagca ctttcagcga ggaagaacgc 420
ctagtggtta atacccatta ggaaagacat cactcgcaga agaagcaccg gctaactccg 480
tgccagcagc cgcggtaata cggagggtgc aagcgttaat cggaattact gggcgtaaag 540
cgcgcgtagg tggcttgata agccggttgt gaaagccccg ggctcaacct gggaacggca 600
tccggaactg tcaagctaga gtgcaggaga ggaaggtaga attcccggtg tagcggtgaa 660
atgcgtagag atcgggagga ataccagtgg cgaaggcggc cttctggact gacactgaca 720
ctgaggtgcg aaagcgtggg tagcaaacag gattagatac cctggtagtc cacgccgtaa 780
acgatgtcga ccagccgttg ggtgcctagc gcactttgtg gcgaagttaa cgcgataagt 840
cgaccgcctg gggagtacgg ccgcaaggtt aaaactcaaa tgaattgacg ggggcccgca 900
caagcggtgg agcatgtggt ttaattcgat gcaacgcgaa gaaccttacc tactcttgac 960
atcctgcgaa cttgtgagag atcacttggt gccttcggga acgcagagac aggtgctgca 1020
tggctgtcgt cagctcgtgt tgtgaaatgt tgggttaagt cccgtaacga gcgcaaccct 1080
tgtccttatt tgccagcgcg taatggcggg aactctaagg agactgccgg tgacaaaccg 1140
gaggaaggtg gggacgacgt caagtcatca tggcccttac gagtagggct acacacgtgc 1200
tacaatggcc ggtacaaagg gttgcgagct cgcgagagtc agctaatccc gaaaagccgg 1260
tctcagtccg gatcggagtc tgcaactcga ctccgtgaag tcggaatcgc tagtaatcgt 1320
gaatcagaat gtcacggtga atacgttccc gggccttgta cacaccgccc gtcacaccat 1380
gggagtggac tgcaccagaa gtggttagct taaccttcgg 1420
Claims (5)
1.一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌，即美丽盐单胞菌(Halomonasvenusta)SND-01，其特征在于：该菌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，保藏日期为2022年3月23日，保藏号为CGMCCNo.24561，16S rDNA的碱基长度为1420bp。
2.权利要求1所述的一株具有高盐废水同化脱氮功能的中度嗜盐菌的应用，其特征在于：能利用的有机碳源包括柠檬酸钠、乙酸钠、蔗糖或丁二酸钠，能利用的无机氮源包括氨氮、亚硝态氮或硝态氮。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，当碳源为柠檬酸钠，C/N＝7.5-10，盐度＝30-60g/L NaCl，温度＝25-35℃，pH＝7.5-9.5，转速＝160-200rpm。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，将该菌株接种到以氨氮、亚硝态氮或硝态氮为唯一氮源的合成含盐废水中。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，将该菌接种到实际含盐的生活废水中，投加碳源使C/N比达到7.5-10后，在好氧条件下于一个反应器内实现无机氮的高效去除。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116445348A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-18 | 中南大学 | 具有除氮作用的盐单胞菌及其应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104911130A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-16 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 一株具有脱氮能力的盐单胞菌及其应用 |
| CN109385388A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-02-26 | 中蓝连海设计研究院有限公司 | 嗜盐反硝化菌yl5-2及其应用 |
| CN110760470A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-07 | 大连海洋大学 | 一种具有好氧反硝化功能的盐单胞菌及其应用 |
| CN111705009A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-09-25 | 中国海洋大学 | 海洋好氧反硝化盐单胞菌及其应用与处理养殖废水的方法 |
| CN111909867A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-10 | 广东石油化工学院 | 一种异养硝化-好氧反硝化菌及其培养方法和应用 |
| CN111925960A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种具有硝化和反硝化作用的盐单胞菌及其应用 |
| CN114292793A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-08 | 青岛蔚蓝赛德生物科技有限公司 | 一株耐盐的盐单胞菌菌株及其在水净化领域的应用 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104911130A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-16 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 一株具有脱氮能力的盐单胞菌及其应用 |
| CN109385388A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-02-26 | 中蓝连海设计研究院有限公司 | 嗜盐反硝化菌yl5-2及其应用 |
| CN111705009A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-09-25 | 中国海洋大学 | 海洋好氧反硝化盐单胞菌及其应用与处理养殖废水的方法 |
| CN110760470A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-07 | 大连海洋大学 | 一种具有好氧反硝化功能的盐单胞菌及其应用 |
| CN111909867A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-10 | 广东石油化工学院 | 一种异养硝化-好氧反硝化菌及其培养方法和应用 |
| CN111925960A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种具有硝化和反硝化作用的盐单胞菌及其应用 |
| CN114292793A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-08 | 青岛蔚蓝赛德生物科技有限公司 | 一株耐盐的盐单胞菌菌株及其在水净化领域的应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TE WANG ET AL.,: ""Simultaneous heterotrophic nitrification and aerobic denitrification at high concentrations of NaCl and ammonia nitrogen by Halomonas bacteria"", 《WATER SCI TECHNOL》, vol. 76, no. 2, pages 386 - 395 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116445348A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-18 | 中南大学 | 具有除氮作用的盐单胞菌及其应用 |
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