CN117511784A - 异养硝化好氧反硝化菌株、固定化小球及制备方法与应用 - Google Patents

异养硝化好氧反硝化菌株、固定化小球及制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了异养硝化好氧反硝化菌株、固定化小球及其制备方法与应用，其中，所述菌株为假单胞菌属，命名为Pseudomonas sp.G16，该菌株是通过对养殖场废水好氧池中获取的混合液进行富集、筛选、纯化获得的，并检测到其具有异养硝化好氧反硝化能力，对废水中的氨氮去除率最高可达99％，硝态氮去除率最高可达100％，可利用于废水处理领域中高效脱氮。且本发明对获得的异养硝化好氧反硝化菌株制备成为了生物炭基固定化小球，实现了稳定、高效的污水处理效率。

Description

异养硝化好氧反硝化菌株、固定化小球及制备方法与应用
技术领域
本发明涉及微生物领域，尤其涉及异养硝化好氧反硝化菌株、固定化小球及制备方法与应用。
背景技术
目前，由于农业造成的氮污染引起水体富营养化，导致水质恶化，并影响全国地下水以及废水排放。尤其是畜禽废水污染已经成为我国农业污染源之首，其原因是畜禽废水中含有高浓度的有机物和氨氮等，很容易渗入土壤中，破坏土壤环境，并且废水中的物质经过氨化等一系列反应产生有毒气体，破坏了大气环境，进而对人类健康的生态平衡产生严重威胁。
目前，主要的处理方法包括物化法和生物法，其中物化法是物理法与化学法相结合的方法，是利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提等物理化学的原理，处理或回收工业废水的方法，主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质，回收有用组分，并使废水得到深度净化。可适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法)，或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前，一般要经过预处理，以减少废水中的悬浮物、油类、有害气体等杂质，或调整废水的pH值，以提高回收效率、减少损耗。同时，浓缩的残渣要经过后处理以避免二次污染，进而该方法处理成本偏高。
同时生物法是一种经济、高效的脱氮方法，传统的生物脱氮是由自养硝化和反硝化来完成的，硝化作用是由氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌连续进行作用完成的，反硝化作用是由硝酸盐或者亚硝酸盐转化为气态产物即氮气或者氧化亚氮的连续反应构成的，但是传统的硝化和反硝化反应需要严格的好氧和缺氧条件，需要在两个单独的反应器中进行，使得操作较为复杂，降低了反应的效率。随着异养硝化-好氧反硝化细菌(HNAD)的发现，产生了新型的生物脱氮技术，与传统脱氮技术相比，HNAD工艺可以利用有机碳、耐受溶解氧，有更高的COD去除率和脱氮率等优点，在同一空间和时间内实现硝化与反硝化，使得生物脱氮在理论和技术上有了重大的突破。但目前发现的异养硝化好氧反硝化菌株有限，无法实现提高废水处理效率。因此，亟需开发一种投入小，净化效率高，能耗低，运行和管理费用低，操作简便的养殖污水处理方式。
发明内容
本发明的主要目的在于提供异养硝化好氧反硝化菌株、固定化小球及其制备方法与应用，旨在解决现有的污水处理技术性价比不高的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种异养硝化好氧反硝化菌株，所述菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)，命名为Pseudomonas sp.G16，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CCTCCNO：
M20221862，所述异养硝化好氧反硝化菌株的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
可选地，所述假单胞菌属Pseudomonas sp.G16是从养殖场废水好氧池中获取的混合液先在富集培养基溶液中进行富集培养、并在异养硝化培养基中进行初筛和溴百里酚蓝培养中进行复筛与纯化处理后得到。
可选地，在富集培养步骤中，1000ml的富集培养基溶液中包括0.5g的硫酸铵、4.8g的二水柠檬酸钠、1.0g的磷酸氢二钾、0.5g的七水硫酸亚铁、0.2g的二水氯化钙和1.0g的七水硫酸镁。
可选地，在初筛步骤中，1000ml的异养硝化培养基溶液包括0.5g的硫酸铵、3.39g的二水柠檬酸钠和50ml的维氏盐溶液。
可选地，在复筛与纯化步骤中，1000ml的溴百里酚蓝培养基溶液中包括1ml的酒精稀释的1％的溴百里酚蓝、1.0g的磷酸二氢钾、8.5g的二水柠檬酸钠、0.134g的二水氯化钙、1.0g的七水硫酸镁、0.06g的七水硫酸亚铁和1.0g的硝酸钾。
此外，本发明还提供一种包含上述任一项所述的异养硝化好氧反硝化菌株的固定化小球。
此外，本发明还提供一种如上述所述的固定化小球制备方法，所述方法包括以下步骤:
步骤1，从养殖场废水好氧池中筛选到的具有脱氮效果的异养硝化好氧反硝化菌株，收集得到生长期的菌悬液；
步骤2，按照预设占比将海藻酸钠、聚乙烯醇、玉米秸秆生物炭混合溶解并灭菌处理，得到混合物1；
步骤3，将步骤1中的预设体积的菌悬液加入到步骤2中的混合物1中，混匀，得到混合物2，并使用注射器将混合物2滴入到二水氯化钙交联剂中，交联预设时间后得到固定化小球。
此外，本发明还提供上述任一项所述的异养硝化好氧反硝化菌株或包含上述任一项所述的异养硝化好氧反硝化菌株的固定化小球的应用，所述异养硝化好氧反硝化菌株或固定化小球在废水处理领域脱氮方面的应用。
可选地，所述废水中碳源为葡萄糖、蔗糖、乙酸钠、六水丁二酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。
可选地，所述污水中的碳氮比为3:1～20:1，所述废水的pH值为6.0～8.0，所述废水的温度为15℃～35℃。
有益效果：
本发明通过从养殖场废水好氧池中获取的混合液先在富集培养基溶液中进行富集培养、然后在异养硝化培养基溶液中进行初筛和溴百里酚蓝培养基溶液中进行复筛与纯化处理后得到一株异养硝化好氧反硝化菌株。通过优化该菌株的脱氮条件，进而有效提高了该菌株的污水处理效率，优选地，通过将同步硝化反硝化培养基的碳源调整为六水丁二酸钠，控制C/N为15：1，pH为7.5，温度为15℃，转速为210rpm/min，培养96h，可实现氨氮去除率为99％，硝态氮去除率为100％。可见，本发明中筛选出的Pseudomonas sp.G16可用于处理含有氨氮和硝态氮的废水，对污水处理具有极大的帮助，同时，该菌株在15～25℃的好氧条件下较活跃，以及在pH为6.0-8.0范围内还可正常进行脱氮处理。此外，进一步将菌株制成生物炭固定化小球，通过海藻酸钠、聚乙烯醇、玉米秸秆生物炭复合材料包埋Pseudomonas sp.G16菌株，调整配比进而制成形状规则且软硬良好并具有良好脱氮效率的固定化小球，更有利于该菌株的广泛推广应用。
附图说明
图1为Pseudomonas sp.G16菌株形态图；
图2为Pseudomonas sp.G16菌株系统发育树；
图3为Pseudomonas sp.G16菌株生长曲线图；
图4为Pseudomonas sp.G16菌株异养硝化性能的能力测定图；
图5为Pseudomonas sp.G16菌株以硝酸盐为氮源的好氧反硝化性能的能力测定图；
图6；Pseudomonas sp.G16菌株以亚硝酸盐为氮源的好氧反硝化性能的能力测定图
图7；Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化性能的能力测定图；
图8为碳源对Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化能影响的实验结果图；
图9为碳氮比对Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化能力影响的实验结果图；
图10为pH对Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化能力影响的实验结果图；
图11为温度对Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化能力影响的实验结果图；
图12为转速对Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化能力影响的实验结果图；
图13为氨氮浓度对Pseudomonas sp.G16菌株同步硝化反硝化能力影响的实验结果；
图14为固定化小球材料比的初步探索成球图；
图15为固定化小球材料比正交试验的脱氮效果图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本发明所用培养基配制方法如下：
富集培养基：0.5g(NH4)2SO4，4.8g Na3C6H5O7·2H2O，1.0g KH2PO4，0.5g FeSO4·7H2O，0.2g CaCl2·2H2O，1.0g MgSO4·7H2O，蒸馏水定容至1000ml。
溴百里酚蓝(BTB)培养基：1ml酒精稀释的1％的BTB(溴百里酚蓝)，1.0g KH2PO4，8.5g Na3C6H5O7·2H2O，0.134g CaCl2·2H2O，1.0g MgSO4·7H2O，0.06g FeSO4·7H2O，1.0gKNO3，蒸馏水定容至1000ml。
异养硝化培养基：0.5g(NH4)2SO4，3.39gNa3C6H5O7·2H2O，维氏盐溶液50ml，蒸馏水定容至1000ml。
好氧反硝化培养基：3.39gNa3C6H5O7·2H2O，0.72g KNO3，1.0g MgSO4·7H2O，1.0gKH2PO4，蒸馏水定容至1000ml。
同步硝化反硝化培养基：3.39g Na3C6H5O7·2H2O，0.72g KNO3，0.5g(NH4)2SO4，1.0gMgSO4·7H2O，1.0g KH2PO4，蒸馏水定容至1000ml(模拟废水)。
维氏盐溶液：5.0g K2HPO4，0.05g FeSO4·7H2O，2.5gNaCl，2.5g MgSO4·7H2O，0.04g MnSO4·H2O，蒸馏水定容至1000ml。
LB固体培养基：酵母提取物5g/L；胰蛋白胨10g/L；氯化钠10g/L，琼脂15g/L。
LB液体培养基：酵母提取物5g/L；胰蛋白胨10g/L；氯化钠10g/L。
1、异养硝化好氧反硝化细菌Pseudomonas sp.G16的筛选
(1)预处理步骤：样品为猪场废水好氧池的污水，取污水10ml并加入90ml蒸馏水，得到100ml的混合液1，并在混合液1中加入玻璃珠，放入摇床中1-2h，使菌株充分暴露出来。
(2)富集培养步骤：取2ml混合液1接入90mL的富集培养基溶液中，控制转速为150rpm/min，并在30℃摇床中震荡培养24h，取3ml进行转接，一般重复富集3次。
(3)异养筛选步骤：取2ml菌液接种到异养硝化液体培养基中，30℃恒温培养24h，将菌液进行梯度稀释(10－4～10－7)涂布至异养硝化固体培养基上，至长出单菌落，一般可重复三次。
(4)好氧反硝化筛选及纯化步骤：将单菌落划线到BTB(溴百里酚蓝)固体培养基中，从中挑选出自身或周围变蓝的菌落并进行编号，将挑出的菌落重新划线2～3次，然后于-4℃冰箱中保存备用。
(5)脱氮检验步骤：将保存的菌种分别接种到LB液体培养基中，按2％接种量分别接种到硝化培养基和反硝化培养基中，150rpm/min，30℃恒温培养72h，并取适量样品，离心取上清，检测NH4 +-N，NO2 --N，NO3 --N的去除率，筛选到一株具有高效脱氮效果的异养硝化好氧反硝化菌，最终得到的菌株形态图，如图1所示。命名为G16。
(6)菌株的鉴定：将筛选到的具有高效脱氮效果的菌株样品送至生工生物公司，由生工生物工程(上海)股份有限公司进行测序(双向测通)，将拼接后的测序结果在GenBank数据库做序列比对分析，同时用MEGA11.0软件构建系统发育进化树，如图2所示。确定菌株为假单胞菌属，命名为Pseudomonassp.G16，其中菌株的核苷酸残基如下所示：
GGAAGGGGCGGGCGGGCTACACATGCAAGTCGAGCGGATGAGAAGAGCTTGCTCTTCGATTCAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTAGGAATCTGCCTGGTAGTGGGGGACAACGTTTCGAAAGGAACGCTAATACCGCATACGTCCTACGGGAGAAAGCAGGGGACCTTCGGGCCTTGCGCTATCAGATGAGCCTAGGTCGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCGTAACTGGTCTGAGAGGATGATCAGTCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGTCTTCGGATTGTAAAGCACTTTAAGTTGGGAGGAAGGGCATTAACCTAATACGTTAGTGTTTTGACGTTACCGACAGAATAAGCACCGGCTAACTCTGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACAGAGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCGCGTAGGTGGTTTGTTAAGTTGGATGTGAAAGCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATCCAAAACTGGCAAGCTAGAGTACGGTAGAGGGTGGTGGAATTTCCTGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATAGGAAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACCACCTGGACTGATACTGACACTGAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCAACTAGCCGTTGGAATCCTTGAGATTTTAGTGGCGCAGCTAACGCATTAAGTTGACCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGCCTTGACATGCAGAGAACTTTCCAGAGATGGATTGGTGCCTTCGGGAACTCTGACACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGTAACGAGCGCAACCCTTGTCCTTAGTTACCAGCACGTTATGGTGGGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGGCCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGTCGGTACAGAGGGTTGCCAAGCCGCGAGGTGGAGCTAATCTCACAAAACCGATCGTAGTCCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGAATCAGAATGTCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTGGGTTGCACCAGAAGTAGCTAGTCTAACCTTCGGGAGGACGGTACCACGGTGATACGGG。
该菌株的核苷酸序列详情如SEQ ID NO.1所示。
2、菌株生长曲线图
挑取一颗形状规则的G16菌株到100ml的LB液体培养基中，放置在30℃，150rpm/min摇床中培养12h，在11瓶50ml的LB液体培养基中分别加入1ml的菌悬液，放置在30℃，150rpm/min摇床中培养，每隔2h使用紫外分光光度计测定菌液的OD600值，进而通过OD600值来确定菌株生长情况，其中以不加菌液的LB液体培养基作为空白对照，检测结果如图3所示，可见在0-5h时间段是属于菌株的对数生长期，且在5～15h时间段内属于较缓慢生长期，15-25h属于菌株生长平稳期。
3、Pseudomonas sp.G16的脱氮能力测定
3.1菌株的异养硝化性能((NH4)2SO4)
取培养至对数期的1ml菌液接入含有以氨氮为氮源的100ml硝化培养液的锥形瓶中，将其放到150rpm/min、30℃的恒温培养箱中培养48h。每隔12h采集样品，取适量样品测定OD600，取适量样品在10000rpm，25℃的条件下离心10min，吸取上清液，通过上清液来检测NH4 +-N，NO2 --N，NO3 --N，TN浓度。如图4所示，在24h时，氨氮去除率达到99.73％，并且OD600值也处于峰值，在后续的24h～96h之间，基本处于平稳状态。在反应期间，NO2--N，NO3--N的浓度也偏低，而TN的降解率在24h时也达到了85.75％，且在后续的反应时间里基本处于平稳状态。可见，本发明筛选的菌株对含有以氨氮为氮源的培养基具有高效的除氮率。且在24h达到峰值。
3.2菌株的好氧反硝化性能(KNO3)
取培养至对数期的1ml菌液接入含有以硝酸盐为氮源的100ml反硝化培养液的锥形瓶中，将其放到150rpm/min，30℃的恒温培养箱中培养48h。每隔12h采集样品，取适量样品测定OD600，取适量样品在10000rpm，25℃的条件下离心10min，吸取上清液，通过上清液来检测NH4 +-N，NO2 --N，NO3 --N，TN浓度。如图5所示，在36h时，硝态氮的去除率达到了86.2％，后期脱氮效果也比较稳定，在反应期间，检测到NO2 --N，NO3 --N极少。可见，本发明筛选的菌株对含有以硝酸盐为氮源的培养基具有高效的除氮率，且在36h达到平稳。
3.3菌株的好氧反硝化性能(NaNO2)
取培养至对数期的1ml菌液接入含有亚硝酸盐为氮源的100ml反硝化培养液的锥形瓶中，将其放到150rpm/min，30℃的恒温培养箱中培养48h。每隔12h采集样品，取适量样品测定OD600，取适量样品在10000rpm，25℃的条件下离心10min，吸取上清液，通过上清液来检测NH4 +-N，NO2 --N，NO3 --N，TN浓度。如图6所示，在84h降解率为85.33％，可见，本发明筛选的菌株对含有以亚硝酸盐为氮源的培养基具有高效的除氮率，且在48h后开始提高除氮效率并在84h达到平稳。
3.4菌株的同步硝化反硝化性能(KNO3，(NH4)2SO4)
取培养至对数期的1ml菌液接入含有以硝酸盐和氨氮为混合氮源的100ml反硝化培养液的锥形瓶中，将其放到150rpm/min，30℃的恒温培养箱中培养48h。取适量样品测定OD600，取适量样品在10000rpm，25℃的条件下离心10min，吸取上清液，通过上清液来检测NH4 +-N，NO2--N，NO3--N，TN浓度。如图7所示，NO3 --N和NH4 +-N的降解情况如图5和图6中类似，但是总体来说，菌株优先降解NH4 +-N。
4、异养硝化好氧反硝化细菌Pseudomonas sp.G16脱氮效率的优化
4.1碳源因素的影响
首先控制C/N为15:1，转速为150rpm/min，温度为30℃，调整同步硝化反硝化培养基的碳源为乙酸钠、葡萄糖、蔗糖、六水丁二酸钠和柠檬酸钠，将培养至对数期的菌悬液以2％的接种量加入到同步硝化反硝化培养基中培养96h。取上清检测NH4 +-N和NO3 --N的浓度。试验设置三组平行以及空白对照组。如图8所示，可以看出不同的碳源对菌株的生长有着很大的影响，脱氮效果存在明显的差异，尤其是六水丁二酸钠作为碳源时菌株的脱氮率高于其他碳源，其中以六水丁二酸钠为碳源的培养基中NH4 +-N的降解率较以柠檬酸钠为碳源的培养基中提高了14.91％，而NO3--N的降解率两者持平。
4.2碳氮比的影响
以六水丁二酸钠作为同步硝化反硝化培养基的碳源，转速为150rpm/min，温度为30℃，调整C/N为3:1、5:1、10:1、15:1、20:1，将培养至对数期的菌悬液以2％的接种量加入到同步硝化反硝化培养基中培养96h。取上清检测NH4 +-N和NO3 --N的浓度。试验设置三组平行以及空白对照组。如图9所示，碳氮比对菌株的脱氮效果有着明显的影响，结果表明，选择C/N为15:1，菌株具有良好的脱氮效果，NH4 +-N的降解率为98.53％，NO3 --N的降解率为61.48％。
4.3pH值的影响
以六水丁二酸钠作为同步硝化反硝化培养基的碳源，并控制C/N为15:1，转速为150rpm/min，温度为30℃，调整pH为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0，将培养至对数期的菌悬液以2％的接种量加入到同步硝化反硝化培养基中培养96h。取上清检测NH4 +-N和NO3 --N的浓度。试验设置三组平行以及空白对照组，如图10所示，在pH为6.0-8.0范围内，可见，该菌株的脱氮效果没有很大的差异，说明该菌株对环境的适应性强，有一定的废水处理价值。
4.4温度的影响
以六水丁二酸钠作为同步硝化反硝化培养基的碳源，并控制C/N为15:1，转速为150rpm/min，pH值为7.5，调整温度为15℃、20℃、25℃，30℃，35℃，将培养至对数期的菌悬液以2％的接种量加入到同步硝化反硝化培养基中培养96h。取上清检测NH4 +-N和NO3 --N的浓度。试验设置三组平行以及空白对照组。如图11所示，在15～25℃之间，该菌株的脱氮率为87.64％以上，并且在15℃时，NH4 +-N的降解率为95.04％，NO3 --N的降解率为99.81％。可见，该菌株可以在较低温的废水中发挥作用。
4.5转速的影响
以六水丁二酸钠作为同步硝化反硝化培养基的碳源，并控制C/N为15:1，pH值为7.5，温度为15℃，调整转速分别为0、150、180、210、240rpm/min，将培养至对数期的菌悬液以2％的接种量加入到同步硝化反硝化培养基中培养96h。取上清检测NH4 +-N和NO3--N的浓度。试验设置三组平行以及空白对照组。如图12所示，当转速为150rpm/min时，NH4 +-N和NO3 --N的去除率都表现出非常好的效果，脱氮率都大于97％。
4.6氨氮浓度的影响
以六水丁二酸钠作为同步硝化反硝化培养基的碳源，并控制C/N为15:1，pH值为7.5，转速为210rpm/min，温度为15℃，调整氨氮浓度为100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L。将培养至对数期的菌悬液以2％的接种量加入到同步硝化反硝化培养基中培养96h。取上清检测NH4 +-N和NO3 --N的浓度。试验设置三组平行以及空白对照组。如图13所示，在500mg/L的氨氮浓度下，菌株Pseudomonas sp.G16仍具有70％以上的去除NH4 +-N的效果，可见，菌株Pseudomonas sp.G16在高氨氮水平的污水中仍具有良好的应用价值。
5、固定化微生物小球的制备
通过对海藻酸钠，聚乙烯醇，生物炭三者混合以不同比例滴入不同浓度的CaCl2·2H2O溶液中交联进行试验，发现高浓度的海藻酸钠会使小球粘连严重，低浓度的海藻酸钠会导致难以成型，因此选择了海藻酸钠浓度为2％、3％、4％，进行后续的试验。由于不同添加量的聚乙烯醇，生物炭对最终成球的形状有影响，进而筛选不同浓度的聚乙烯醇，生物炭合成的固定化小球，如图14所示，可见，当聚乙烯醇占比为8％和10％时，得到的小球形状不规则，当生物炭含量为0.8％和1.0％时，制得的小球相互粘连，难以成型，进而最终选取了聚乙烯醇含量：2％、4％、6％；海藻酸钠含量：2％、3％、4％；生物炭含量：0.2％、0.4％、0.6％；CaCl2·2H2O含量：2％、3％、4％进行固定化小球的脱氮效果的正交试验，如图15所示，正交实验中横坐标的四个数字代表着聚乙烯醇、海藻酸钠、生物炭和CaCl2·2H2O中对应含量，例如2343试样代表着其中聚乙烯醇含有2％、海藻酸钠含有3％、生物炭含有0.4％和CaCl2·2H2O含有3％；结合实际废水的低C/N的特点，该实验同步硝化反硝化培养基选择C/N为5:1，其中菌悬液的添加均为100ml的固定化混合材料加用LB液体培养基培养至对数生长期的菌液10ml。基于微生物固定化小球的脱氮效果与成球的软硬度和速度结合分析，可以发现固定化材料最佳组合比例为聚乙烯醇为4％、海藻酸钠为2％、生物炭为0.4％、CaCl2·2H2O为4％，即为图15中的横坐标4244所对应的条形图，可见，最终在低C/N的模拟废水中，微生物固定化小球的硝态氮去除效果比菌株的硝态氮去除效果提高了20％。
此外，本发明中的固定化微生物小球中的菌株为假单胞菌属Pseudomonassp.已于2022年12月05日送至中国典型培养物保藏中心保藏，名称为：Pseudomonas sp.G16，保藏编号为CCTCC，NO：M20221862，地址：中国湖北省武汉市武汉大学。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种异养硝化好氧反硝化菌株，其特征在于，所述菌株为假单胞菌属(Pseudomonassp.)，命名为Pseudomonas sp.G16，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，藏编号为CCTCC NO：M20221862，所述异养硝化好氧反硝化菌株的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。
2.根据权利要求1所述的异养硝化好氧反硝化菌株，其特征在于，所述假单胞菌属Pseudomonas sp.G16是对养殖场废水好氧池中获取的混合液先在富集培养基溶液中进行富集培养，然后在异养硝化液体培养基中进行初筛和溴百里酚蓝培养基中进行复筛与纯化处理后得到。
3.根据权利要求2所述的异养硝化好氧反硝化菌株，其特征在于，在富集培养步骤中，1000ml的富集培养基溶液中包括0.5g的硫酸铵、4.8g的二水柠檬酸钠、1.0g的磷酸氢二钾、0.5g的七水硫酸亚铁、0.2g的二水氯化钙和1.0g的七水硫酸镁。
4.根据权利要求2所述的异养硝化好氧反硝化菌株，其特征在于，在初筛步骤中，1000ml的异养硝化培养基溶液包括0.5g的硫酸铵、3.39g的二水柠檬酸钠和50ml的维氏盐溶液。
5.根据权利要求2所述的异养硝化好氧反硝化菌株，其特征在于，在复筛与纯化步骤中，1000ml的溴百里酚蓝培养基溶液中包括1ml的酒精稀释的1％的溴百里酚蓝、1.0g的磷酸二氢钾、8.5g的二水柠檬酸钠、0.134g的二水氯化钙、1.0g的七水硫酸镁、0.06g的七水硫酸亚铁和1.0g的硝酸钾。
6.包含权利要求1至5中任一项所述的异养硝化好氧反硝化菌株的固定化小球。
7.如权利要求6所述的固定化小球制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
步骤1，从养殖场废水好氧池中筛选到的具有脱氮效果的异养硝化好氧反硝化菌株，收集得到生长期的菌悬液；
步骤2，按照预设占比将海藻酸钠、聚乙烯醇、玉米秸秆生物炭混合溶解并灭菌处理，得到混合物1；
步骤3，将步骤1中的预设体积的菌悬液加入到步骤2中的混合物1中，混匀，得到混合物2，并使用注射器将混合物2滴入到二水氯化钙交联剂中，交联预设时间后得到固定化小球。
8.权利要求1至5中任一项所述的异养硝化好氧反硝化菌株或包含权利要求1至5中任一项所述的异养硝化好氧反硝化菌株的固定化小球的应用，其特征在于，所述异养硝化好氧反硝化菌株或固定化小球在废水处理领域脱氮方面的应用。
9.根据权利要求8所述的异养硝化好氧反硝化菌株的应用，其特征在于，所述废水中碳源为葡萄糖、蔗糖、乙酸钠、六水丁二酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的异养硝化好氧反硝化菌株的应用，其特征在于，所述污水中的碳氮比为3:1～20:1，所述废水的pH值为6.0～8.0，所述废水的温度为15℃～35℃。
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