本發(fā)明涉及一株兼性厭氧反硝化菌及其菌劑在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用，屬于環(huán)境微生物以及水處理。

背景技術(shù)：

1、生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)施肥淋溶等原因，導(dǎo)致自然水體中氮素的不斷積累，因此控制和改善水體硝酸鹽污染一直是水處理領(lǐng)域主要任務(wù)之一。

2、反硝化菌是重要的水處理脫氮功能菌，其中異養(yǎng)反硝化菌株在微氧或厭氧條件下，以有機(jī)碳源為電子供體，硝酸鹽為電子受體，將氮素還原為氮?dú)?，使之從水中去除。厭氧微生物富集和生長緩慢，總生物量低，對生存環(huán)境條件要求苛刻，成為反硝化工藝環(huán)節(jié)啟動和穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸問題。同時，污(廢)水處理廠深度(脫氮)工藝進(jìn)水碳氮比(c/n)比較低時，必須補(bǔ)加碳源，存在處理成本高的弊端和影響出水水質(zhì)的隱患。因此，生長增殖快、菌量大、對環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在不同c/n(特別是低c/n)的條件下生長。因此，具有穩(wěn)定的反硝化作用的高效菌的獲得與應(yīng)用，對實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要的科學(xué)意義和工程實(shí)踐價值。進(jìn)一步地，能夠廣泛應(yīng)用于微污染地表水、生活污水、工業(yè)廢水或養(yǎng)殖廢水等不同的生物脫氮應(yīng)用場景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一株兼性厭氧反硝化菌及其在水處理中的應(yīng)用。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一株兼性厭氧反硝化菌，其分類名為成團(tuán)泛菌(pantoea?agglomerans)，已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏時間：2022年10月21日，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏編號為cgmccno：25942，該菌株的16s?rdna基因序列如seq?id?no:1所示。該菌株能夠有氧環(huán)境下培養(yǎng)與制備菌劑，且具有良好的微氧和厭氧反硝化性能。該菌對水體c/n值適應(yīng)范圍廣c/n＝2～6)，且在低c/n(c/n＝2)條件下生長良好，對水體中硝酸鹽具有很好的去除效果，在水處理反硝化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

3、上述兼性厭氧反硝化菌pantoea?agglomerans?zx-3，分離于實(shí)驗(yàn)室長期運(yùn)行的反硝化生物濾池的成熟生物膜，通過富集、梯度稀釋及平板劃線獲得純菌，與ncbi數(shù)據(jù)庫中的pantoea?agglomerans多個菌株同源性達(dá)99.44％以上。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該菌株對水體c/n值適應(yīng)范圍廣(c/n＝2～6)，且在低c/n(c/n＝2)條件下生長良好，同時具有良好的微氧和厭氧反硝化性能。

4、上述兼性厭氧反硝化菌pantoea?agglomerans?zx-3，屬于革蘭氏陰性桿菌，兼性厭氧菌，呈桿狀或短桿狀，無芽孢；在lb固體培養(yǎng)基上，30℃條件下好氧培養(yǎng)48-72h后，菌落呈圓形、淡黃色、菌落較小，表面光滑濕潤，邊緣整齊，菌落生長緊貼培養(yǎng)基，易挑取；經(jīng)透射電子顯微鏡(tem)觀察，菌體呈短桿狀，其長度約為0.6～1.2μm，寬度約為0.1～0.3μm。在lb液體培養(yǎng)基中，180rpm/min、30℃條件好氧培養(yǎng)16h至穩(wěn)定期，菌量(通過稀釋涂布法測得)可達(dá)到1.693×107cfu/ml。

5、本發(fā)明還提供了一種兼性厭氧反硝化菌劑的制備方法：將上述兼性厭氧反硝化菌接入制備培養(yǎng)基，30℃好氧培養(yǎng)24h，取培養(yǎng)液4000rpm離心10min，離心后棄上清液，加入無菌水進(jìn)行洗滌重懸，再次離心，如此重復(fù)3次，制成兼性厭氧反硝化菌劑。

6、優(yōu)選地，所述培養(yǎng)基的組分及配比為：胰蛋白胨，10g/l；酵母膏，5g/l；nacl，5g/l；葡萄糖，5g/l；微量元素，1ml/l。其中微量元素配方為：edta，50g/l；znso4，2.2g/l；cacl2，5.5g/l；mncl2·4h2o，5.06g/l；feso4·7h2o，5.0g/l；(nh4)6mo7o2·4h2o，1.1g/l；cuso4·5h2o，1.57g/l；cocl2·6h2o，1.61g/l；初始ph?7.2～7.6；滅菌條件115℃，30min。

7、優(yōu)選地，制備時所需的環(huán)境為有氧環(huán)境。

8、本發(fā)明還提供了一種上述兼性厭氧反硝化菌劑在水處理中的應(yīng)用。

9、優(yōu)選地，所述應(yīng)用包括以下步驟：將所述兼性厭氧反硝化菌劑投入到含有水體的反硝化反應(yīng)器中，常溫條件下，水體中c/n比為2～6，菌劑的投加量為0.1～1vol％，靜置或水體內(nèi)循環(huán)60-96h。

10、更優(yōu)選地，所述的水體為含氮廢水。

11、進(jìn)一步地，所述的水體為微污染地表水、生活污水、工業(yè)廢水、污/廢水處理廠脫氮處理工藝進(jìn)水或養(yǎng)殖廢水。

12、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明提出一種兼性厭氧反硝化菌pantoea?agglomerans?zx-3，該菌株能夠在有氧環(huán)境下快速增殖，且具有良好的微氧和厭氧反硝化性能，菌株適應(yīng)水體范圍廣，在c/n為2～6時生長良好。

13、本發(fā)明的兼性厭氧反硝化菌劑通過好氧培養(yǎng)制備，即不需要嚴(yán)格的無氧環(huán)境，該菌劑在溶解氧od為0.15～0.4mg/l的環(huán)境下即可便表現(xiàn)出良好的反硝化效果。該菌劑所需要的投加量小，僅為0.1～1vol％，具有工藝簡單、增殖快和成本低特點(diǎn)。

14、菌劑在水體中投加后，反硝化作用明顯加強(qiáng)，提高了no3--n的去除效果。無需投加額外碳源提高c/n，無需嚴(yán)格厭氧，在微污染地表水、污(廢)水處理廠深度(脫氮)處理工藝進(jìn)水或養(yǎng)殖廢水等含氮廢水領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一株兼性厭氧反硝化菌，其特征在于，其分類名為成團(tuán)泛菌(pantoea

2.一種兼性厭氧反硝化菌劑的制備方法，其特征在于，將權(quán)利要求1所述的兼性厭氧反硝化菌接入制備培養(yǎng)基，30℃好氧培養(yǎng)24h，取培養(yǎng)液4000rpm離心10min，離心后棄上清液，加入無菌水進(jìn)行洗滌重懸，再次離心，如此重復(fù)3次，制成兼性厭氧反硝化菌劑。

3.如權(quán)利要求2所述的兼性厭氧反硝化菌劑的制備方法，其特征在于，所述培養(yǎng)基的組分及配比為：胰蛋白胨，10g/l；酵母膏，5g/l；nacl，5g/l；葡萄糖，5g/l；微量元素，1ml/l。其中微量元素配方為：edta，50g/l；znso4，2.2g/l；cacl2，5.5g/l；mncl2·4h2o，5.06g/l；feso4·7h2o，5.0g/l；(nh4)6mo7o2·4h2o，1.1g/l；cuso4·5h2o，1.57g/l；cocl2·6h2o，1.61g/l；初始ph?7.2～7.6；滅菌條件115℃，30min。

4.如權(quán)利要求2所述的兼性厭氧反硝化菌劑的制備方法，其特征在于，制備時所需的環(huán)境為有氧環(huán)境。

5.一種權(quán)利要求2-4任一項所述的兼性厭氧反硝化菌劑在水處理中的應(yīng)用。

6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：將所述兼性厭氧反硝化菌劑投入到含有水體的反硝化反應(yīng)器中，常溫條件下，水體中c/n比為2～6，菌劑的投加量為0.1～1vol％，靜置或水體內(nèi)循環(huán)60-96h。

7.如權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的水體為含氮廢水。

8.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的水體為微污染地表水、生活污水、工業(yè)廢水、污/廢水處理廠脫氮處理工藝進(jìn)水或養(yǎng)殖廢水。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種兼性厭氧反硝化菌及其菌劑在水處理中的應(yīng)用。所述兼性厭氧反硝化菌，其分類名為成團(tuán)泛菌(Pantoea?agglomerans)，已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏時間：2022年10月21日，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏編號為CGMCC?NO：25942。該菌株能夠在有氧環(huán)境下快速生長且菌量大，有利于菌體獲得和菌劑制備。投加到水處理缺氧或厭氧工作環(huán)境時，對環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在不同C/N的條件下生長良好，具備良好的反硝化性能，尤其對于硝態(tài)氮具有很好的去除效果，能夠廣泛應(yīng)用于不同污水、廢水的生物脫氮應(yīng)用場景。

技術(shù)研發(fā)人員：周鵬,黃滿紅,朱艷彬,包麗婧,丁若楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10