[发明专利]具有异养硝化-好氧反硝化性能的蜡状芽孢杆菌及其N2O生物控逸方法

说明书

技术领域

本发明涉及一株具有异养硝化和好氧反硝化性能的菌株，具体地说是具有异 养硝化-好氧反硝化性能的蜡状芽孢杆菌CGMCC NO.3047及其N₂O生物控逸方法。

背景技术

在目前已应用的多种脱氮方法中，生物脱氮仍然是废水脱氮处理中的主要手 段，其中对异养硝化菌脱氮作用的研究，是对传统硝化-反硝化理论的丰富与突 破。异养硝化作用是指异养微生物在好氧条件下，将氨或有机氮化合物氧化到羟 胺、亚硝酸盐和硝酸盐的过程，异养硝化作用的重要性正日益受到关注，尤其是 具有好氧反硝化特性的异养硝化细菌的发现，为污水脱氮引入了全新的概念。

发明人早期专利“具有好氧反硝化性能的戴尔福特菌及其处理废水的方法” ZL 200610140872.3，该专利是一种涉及采用戴尔福特(Delftia tsuruhatensis) WXZ-9 CGMCC No.1797菌株在好氧条件下进行生物脱氮处理废水的方法。发明专 利“具有好氧反硝化性能的睾丸酮丛毛单胞菌及其处理废水的方法”  ZL 200610140870.4，该专利是一种涉及采用睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)WXZ-18 CGMCC No.1800菌株及其应用于废水脱氮处理的方法。发 明专利“具有好氧反硝化性能的恶臭假单胞菌及其处理废水的方法”ZL 200610140871.9，该专利是一种涉及采用恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) WXZ-4 CGMCC No.1798菌株及其应用于废水脱氮处理的方法。发明专利“具有好 氧反硝化性能的草螺菌及其处理废水的方法”ZL 200610140869.1，该专利是一 种涉及采用草螺菌(Herbaspirillum huttiense)WXZ-14 CGMCC No.1799菌株及 其应用于废水脱氮处理的方法。这四项专利所涉及的这些菌株具有优异的好氧反 硝化性能，可以去除废水中的硝基氮和亚硝基氮。

具有反硝化性能的菌株能进行反硝化反应，反硝化反应过程包括4个还原步 骤(涉及五种含氮物质其中后三种物质是气体)，如下式所示。好氧反硝化反应就 是在有氧条件下进行4个还原步骤，分别由硝酸盐还原酶Nar、亚硝酸盐还原酶 Nir、一氧化氮还原酶Nor、氧化亚氮还原酶Nos催化完成。

异养硝化作用(heterotrophic nitrification)是异养微生物参与无机氮 氧化的生物化学过程，它的底物是无机态氨氮。近年来，有研究者提出更为严格 的异养硝化作用的定义为(Papen，1998)：异养微生物在好氧条件下将氨/铵或 是有机态氮氧化到羟胺，亚硝酸盐和硝酸盐的过程，即：

目前国外尚未见芽孢杆菌具有异养硝化-好氧反硝化性能的报道，但国内已 有了相关的初步研究。郝桂玉研究了SBR中芽孢杆菌的异养硝化作用，指出SBR 周期连续运行后，污泥浓度会相对稳定，芽孢杆菌能很好适应好氧与缺氧环境， 成为污泥中的优势菌种。驯化过程中，进水氨氮浓度在20mg/L左右，且最大氨 氮去除率低于60％，但未指出究竟是否有反硝化脱氮功能，因此不能判断是否存 在好氧反硝化性能。何霞等从膜生物反应器中分离出来的1株异养硝化细菌 Bacillus sp.LY，经鉴定为芽孢杆菌。在氨氮浓度分别为40、80和120mg/L 3 种情况下，120h反应后，氨氮的去除率分别是100％、85.7％、73.7％。但该 菌株的硝化作用启动慢，在120h才能达到较好的脱氮效果。