[发明专利]水生丛毛单胞菌属菌株及其在废水生物脱氮中的应用

说明书

一.技术领域

本发明属于生物工程技术领域。具体涉及水生丛毛单胞菌属菌株及其对含氮工业废水以及含氮生活污水的短程硝化-反硝化脱氮处理及应用。

二.背景技术

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源。水体氮素污染造成的环境危害日益严重，最主要的后果是导致水体富营养化，引起水体藻类过渡繁殖并造成藻类水华暴发。水体氮素污染还会引起水生生态系统以及对对生物健康方面的有害影响，最直接的影响是氨对水生生物的毒害，进入水体的氨氮在硝化菌的作用下，可氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，消耗大量氧气，降低水体质量，严重危害水生生态系统安全。另外，亚硝酸盐和硝酸盐也是严重威胁人类健康的有害物质。

短程硝化-反硝化生物脱氮技术较传统生物脱氮技术具有减少反应容积，节省基建投资，减少曝气量和碳源等优点，已成为生物脱氮领域研究的热点之一。目前，亚硝化控制技术主要是通过控制温度、DO、pH值、游离氨浓度(FA)等条件筛选出氨氧化细菌，淘汰亚硝酸盐氧化细菌，实现亚硝酸盐积累。但这些方法同时也存在控制条件苛刻和容易向全程硝化转化的缺点，从而局限了其应用。

三.发明内容

本发明需要解决的问题是为含氮废水的生物处理提供高效的短程硝化-反硝化菌制剂，强化含氮废水的脱氮处理。从自然界中分离出的一株水生丛毛单胞菌属菌，能够以CO₂为碳源及能量或者以CO₂和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源生长，通过将氨氮转化为亚硝酸盐氮，再将亚硝酸盐氮转化为氮气实现短程硝化-反硝化，对含氮废水具有高效的脱氮作用。在含氮废水脱氮中具有广泛的应用前景。

本发明的技术解决方案是，本发明提供的水生丛毛单胞菌属菌株为Comamonas aquatica LNL₃，于2008年1月24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”，其保藏号CGMCC No.2361。

该水生丛毛单胞菌属菌株是从镇江金山湖水体水生植物根区、金山湖水体敞水区以及金山湖沉积物中采集、分离得到。

具体筛选步骤如下：

用预先灭菌的针管(15cm×1.5cm)、底泥采样器从镇江金山湖水平面以下30cm～50cm处的水体中，水生植物根区，金山湖表层底泥等处，分别采集水体、植物根区以及底泥中的微生物样，取样后立即封口，作为菌源进行分离，富集培养。在无菌条件下，将水样加到氨氧化细菌富集培养基中(氨氧化细菌培养基成分为(NH₄)₂SO₄ 0.2g，K₂HPO₄ 0.1g，MgSO₄ 0.05g，NaCl 0.2g，FeSO₄ 0.04g，CaCO₃0.5g，H₂O 100ml，pH值7.2，其中培养基在121℃湿热灭菌20min后使用)，置于摇床上在28℃条件下培养48h。然后再转到氨氧化细菌的固体培养基中，固体培养基成分为(NH₄)₂SO₄ 0.2g，K₂HPO₄ 0.1g，MgSO₄ 0.05g，NaCl 0.2g，FeSO₄0.04g，CaCO₃ 0.5g，琼脂2g，H2O 100ml，pH值7.2，将扩培后的菌种进行平板划线初步分离，平板在28℃培养48h。根据平板上长出的单个微生物，选择其中长势较好的进行再次富集培养。最后在固体培养基上反复进行平板划线分离，分离出一株对氨氮和亚硝酸盐氮具有高效降解能力的水生丛毛单胞菌属菌株。

该水生丛毛单胞菌属菌株在pH值6.5～8.5培养基介质中培养，适合的生长温度为25～35℃；其细菌学形态特征为：革兰氏阴性菌，尺寸为0.5～1.0×1～4μm，有鞭毛，好氧或厌氧，接触酶阳性，氧化酶阳性，以CO₂为碳源及能量或者以CO₂和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源生长。

该菌在固体培养基上28℃培养15～20天，菌落小，呈圆形，边缘光滑，表面光滑，菌体呈现无色，极易挑起。