[发明专利]一株兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的喹啉降解菌QG6及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的喹啉降解菌QG6及其应用。该喹啉降解菌QG6属于假单胞菌（Pseudomonas sp.），具有降解喹啉的功能，同时还兼有异养硝化-好氧反硝化的功能，并可以在同步硝化反硝化脱氮的过程中完成污水中含磷污染物的去除，从而达到污水中难降解有机物的去除和同步生物脱氮除磷的目的。

背景技术

喹啉是典型的多环芳香含氮杂环化化合物，具有毒性大、致畸性和致癌性强等特点，难于生物降解，会通过土壤污染地下水资源，对人类健康和生态环境具有巨大的潜在危害，已日益引起人们的关注。寻找有效去除喹啉的方法具有十分重要的意义。

生物处理法因其具有处理量大、成本较低、条件温和及不产生二次污染等优点而受到人们的青睐。近年来，在不改变现有处理设施的基础上通过特定功能微生物的添加的生物强化技术，能够大大提高原有生物处理系统对目标污染物的去除效果，污水处理能力大幅提高，因而越来越受到人们的重视。

国内外研究者从20世纪70年代就开始分离降解喹啉的微生物，其中大多数为假单胞菌属（Pseudomonas sp.）。有关喹啉的微生物降解途径及其降解动力学、遗传学的研究也在深入，但到目前为止，此类化合物的生物降解过程研究仍相当有限,而对于喹啉降解菌的其他功能研究则更少。

随着社会的进步和经济的发展，我国各类水体富营养化污染日益严重，蓝藻赤潮问题频发，对水体安全和人体健康造成了巨大的损害。氮、磷等营养物质过剩是引发水体富营养化的根本原因，当水体中N浓度>0.2mg/l，P浓度>0.02mg/l时就会发生富营养化现象。

生物脱氮技术是应用最广的污水脱氮技术，基本原理是即在于通过硝化作用先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过反硝化过程将硝酸盐还原成气态氮。硝化过程中的主体菌是硝化细菌，反硝化过程中的主体菌是反硝化细菌，他们之间脱氮机制的差异直接导致基于硝化反硝化理论的污水脱氮技术工艺厂，能耗高，占地大，环境敏感性高，脱氮效率不高等一系列问题。

生物除磷的基本原理是聚磷菌（Poly-phosphate-Accumulatuing Organisms，PAOs）的好氧吸磷-厌氧释磷过程：通过排泥的方式将被细菌过量摄取的磷随剩余污泥排出系统即可实现除磷的目的。近年来，有学者已研究证实除了聚磷菌PAOs，还存在另一种能够在存在硝酸盐条件下的缺氧环境过量吸磷的兼性厌氧反硝化聚磷菌DPBs，二者的除磷机制极为相似。但DPBs细菌能够将摄磷和反硝化两个过程同时完成，可以节省约50%COD和30%氧的消耗量，污泥量减少50%，CO₂排放量明显降低，因此基于反硝化除磷机理的相关工艺的研发已成为当前脱氮除磷新技术的研究热点。

传统生物脱氮除磷存在着硝化与反硝化和除磷过程对溶解氧的需求矛盾、聚磷菌与反硝化菌在碳源上的竞争和异氧菌与自养菌在泥龄上的矛盾等机理上的矛盾，这些问题会导致工艺运行过程中的一次性造价高、能耗高、占地大、脱氮除磷效果不稳定、出水水质达标率不够等一系列问题。目前生物脱氮除磷工艺的发展是围绕着解决在同一污水处理系统中实现脱氮与除磷的矛盾展开的，开发节能高效的城镇污水处理工艺已刻不容缓。

本发明是从某钢铁厂焦化废水生物处理系统中的曝气池回流污泥中取样，经驯化、分离及纯化得到的一株假单胞菌Pseudomonas sp.QG6，发现其具有降解喹啉的能力；进一步研究发现菌株QG6具有异养硝化-好氧反硝化的能力且在单一好氧条件下兼有除磷的能力，能够较好的克服上述提到的传统工艺中存在的矛盾问题，由此完成了本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一株可有效解决有机污染物喹啉并用于环境污染治理的新菌株——假单胞菌Pseudomonas sp.QG6。本发明提供的菌株QG6能快速降解难降解有机物，且在有其他碳源存在的情况下能达到同步脱氮除磷的目的，为污水处理同步去除难降解有机物和氮磷提供了新的思路。

本发明所提供的喹啉降解菌QG6取自某钢铁厂焦化废水生物处理系统中的曝气池回流污泥。在含有喹啉的富集培养基中驯化培养，再在以喹啉为唯一碳源、氮源和能源的无机盐培养基中进行驯化培养，并通过平板划线分离纯化得到。