專利名稱：一株好氧反硝化細(xì)菌及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及好氧反硝化細(xì)菌新菌株篩選及其應(yīng)用，特別是一株具有好氧反硝化能力的卓貝爾氏菌及應(yīng)用此菌去除廢水中總氮的方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，氮素的環(huán)境污染問題日益加劇。硝酸鹽污染水源造成的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，不僅對湖泊和海洋漁業(yè)資源造成極大的破壞，而且導(dǎo)致地下水源和飲用水的污染。據(jù)報道，飲用水中硝態(tài)氮超過10mg/L會引起嬰兒高鐵血紅蛋白癥，直接對人類健康造成危害。而水體中亞硝酸鹽對生物體有毒害作用，其毒性影響主要是將血液中的亞鐵血紅蛋白(Fe2+)氧化成高鐵血紅蛋白(Fe3+)，從而抑制血液的載氧能力，嚴(yán)重時會導(dǎo)致生物體缺氧而窒息死亡。亞硝酸鹽還是強(qiáng)烈的致癌物質(zhì)。因此，保護(hù)水質(zhì)，解決水體中總氮超標(biāo)的問題已成為世界性環(huán)境問題之一。生物脫氮是目前被公認(rèn)為廢水脫氮中最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，細(xì)菌的反硝化是一個嚴(yán)格的厭氧過程。反硝化菌優(yōu)先使用溶解氧(Dissolved oxygen,DO)呼吸，阻止了硝酸鹽或亞硝酸鹽作為最終電子受體。反硝化只有在厭氧池中進(jìn)行，這種生境下氧氣的不足大大限制了細(xì)菌的生長與代謝，造成傳統(tǒng)的反硝化效率不足。同時，由于硝化作用是在好氧條件下進(jìn)行的，這就造成傳統(tǒng)硝化反硝化作用的不同步，進(jìn)而影響污水的徹底脫氣。細(xì)菌好氧反硝化的發(fā)現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識，為生物脫氮技術(shù)提供了一種嶄新的思路。好氧反硝化(Aerobic denitrification)就是細(xì)菌在有氧條件下進(jìn)行反硝化的過程。然而，目前關(guān)于好氧反硝化的文獻(xiàn)和專利報道較少，而且相關(guān)菌株對于高濃度廢水的脫氮效果未知或去除效率不高。

本發(fā)明公開的好氧反硝化細(xì)菌能在好氧條件下進(jìn)行反硝化作用，高效地實現(xiàn)廢水脫氮，因此必將為污水生物處理技術(shù)做出積極的貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一株具有高效好氧反硝化能力的卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN_01。本發(fā)明的卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-01分離自天津市紀(jì)莊子污水處理廠好氧池的活性污泥，在篩選平板上表現(xiàn)為白色邊緣整齊、濕潤粘稠，革蘭氏染色呈陰性。通過16SrDNA鑒定，確定為卓貝爾氏菌屬(Zobellella sp.)菌株，命名為卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN_01。該菌已于2013年3月19日保藏在中國普通微生物菌種保藏管理中心，保藏編號為:CGMCCN0.7330。本發(fā)明的第二個目的是提供利用卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI, CGMCCN0.7330進(jìn)行污水處理去除污水中總氮的方法。為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:該菌株接種至LB培養(yǎng)基中，30°C振蕩培養(yǎng)至菌濃為0.D600 = 2.0，以1-5%的接種量接種于高氮廢水中，20-30°C培養(yǎng)2_4天，維持溶氧在2.5ppm以上；離心取上清，按照《N-1-萘基乙二胺分光光度法(GB7493-87)》測定亞硝態(tài)氮，按照《紫外分光光度法(DZ/T0064.59-1993)》測定硝態(tài)氮，按照《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GBl 1894-89)》測定總氮。本發(fā)明的突出優(yōu)勢在于:細(xì)菌好氧反硝化，有利于實現(xiàn)同步硝化反硝化，硝化的產(chǎn)物可直接作為反硝化作用的底物，反硝化釋放出的0!Γ可部分補(bǔ)償硝化反應(yīng)所消耗的堿，能使系統(tǒng)中PH值相對穩(wěn)定，加速硝化反硝化進(jìn)程，提高總氮去除效率。而本發(fā)明中得到的卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI, CGMTCC N0.7330具有在好氧條件下高效去除總氮的能力，對高氮廢水仍能有很高的去除率，在污水處理領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1 為卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI, CGMTCC N0.7330 的系統(tǒng)進(jìn)化樹。下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
具體實施方案在下面的實施例中所用的菌種均為卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI,CGMTCC N0.7330，實施例中不同的培養(yǎng)基及溶液配方如下:1.篩選培養(yǎng)基:KN032g、MgSO40.2g、KH2PO40.5g、CaCl20.lg、檸檬酸鈉 20g、溴麝香草酌■藍(lán) 0.lmL、蒸懼水 IOOOmL, pH7.0。2.LB 培養(yǎng)基:蒸餾水 IOOOmL,蛋白胨 10.0g，酵母粉 5.0g, NaC15.0g, ρΗ7.0-7.2。3.人工高氮廢水:自來水 lOOOmL，KNO30.5g，葡萄糖 lg，NaH2PO40.05g，pH6.5-7.5。

實施例1，卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI,CGMTCC N0.7330 的篩選和鑒定。實驗材料來自天津市紀(jì)莊子污水處理廠好氧池的活性污泥。取污泥稀釋液0.1ml，涂布于篩選培養(yǎng)基平板上，在30°C恒溫箱中培養(yǎng)，挑取藍(lán)色菌落重復(fù)劃線純化2-3次，得到純化菌株。經(jīng)過16SrDNA鑒定，屬于卓貝爾氏菌(Zobellellasp.)，并命名為卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN_01，其系統(tǒng)進(jìn)化樹見說明書附圖1。實施例2，卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI,CGMTCC N0.7330 好氧反硝化的實驗I。處理對象為篩選培養(yǎng)基，運行方式為搖瓶振蕩培養(yǎng)。具體實施步驟如下:菌種接種至LB培養(yǎng)基，30°C振蕩培養(yǎng)至菌濃為0.D600 = 2.0，以I %接種量接種于液體篩選培養(yǎng)基中，30°C振蕩培養(yǎng)2天，維持溶氧為2.5ppm ;離心取上清，按照《N-1-萘基乙二胺分光光度法(GB7493-87)》測定亞硝態(tài)氮，按照《紫外分光光度法(DZ/T0064.59-1993)》測定硝態(tài)氮，按照《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-89)》測定總氮，結(jié)果如下表。
Γ&1I硝態(tài)氮I亞硝態(tài)氮
進(jìn)水(ppm)280280O
出水(ppm)132.7106.7~
去除率(％ ) 52~661~97
實施例3，卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI,CGMTCC N0.7330 好氧反硝化的
實驗3。處理對象為人工高氨廢水，運行方式為3L SBR系統(tǒng)內(nèi)曝氣培養(yǎng)。具體實施步驟如下:菌種接種至LB培養(yǎng)基，30°C振蕩培養(yǎng)至菌濃為0.D600 = 2.0，以5%接種量接種于SBR系統(tǒng)中，室溫(20-25°C )下曝氣運行4天，維持溶氧為3.0ppm ;系統(tǒng)停止曝氣，沉淀取上清，測定方法同實施例2，結(jié)果如下表。
權(quán)利要求
1.一株好氧反硝化細(xì)菌卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-OI, CGMCC N0.7330。
2.利用卓貝爾氏菌(Zobellellasp.)NKDN-OI, CGMCC N0.7330，進(jìn)行污水處理去除污水中總氮的方法，其特征包括如下步驟:菌株接種至LB培養(yǎng)基中，30°C振蕩培養(yǎng)至菌濃為·0.D_ = 2.0，以1-5%的接種量接種于高氮廢水中，20-30°C振蕩培養(yǎng)2_4天，維持溶氧在·2.5ppm以上；離心取上清，按照《N-1-萘基乙二胺分光光度法(GB7493-87)》測定亞硝態(tài)氮，按照《紫外分光光度法(DZ/T0064.59-1993)》測定硝態(tài)氮，按照《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-89)》測定總氮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一株好氧反硝化細(xì)菌及其應(yīng)用。涉及一株好氧反硝化細(xì)菌卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)NKDN-01，CGMCC No.7330，及利用該菌進(jìn)行污水處理去除污水中總氮的方法。菌株接種至LB培養(yǎng)基中，30℃振蕩培養(yǎng)至菌濃為O.D600＝2.0，以1-5％的接種量接種于高氮廢水中，20-30℃振蕩培養(yǎng)2-4天，維持溶氧在2.5ppm以上；離心取上清，測定總氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，結(jié)果顯示總氮去除效果明顯。該菌在污水處理工程中有很好的應(yīng)用價值。
文檔編號C12N1/20GK103232954SQ201310100699
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者宋存江, 馬超, 李強(qiáng), 郭挺鋒, 韓華均, 許廣楠, 魏倩茹, 孫世芳, 王夢荻 申請人:南開大學(xué)