[发明专利]一株具有好氧反硝化能力的节杆菌及其应用

说明书

一株具有好氧反硝化能力的节杆菌及其应用，属于微生物应用技术领域。一株具有好氧反硝化能力的节杆菌(Arthrobacter sp.)DYS3‑4，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2015年04月29日，保藏号为CCTCC M 2015264。所述节杆菌(Arthrobacter sp.)DYS3‑4可在含氮废水生物脱氮、在海水养殖亚硝酸盐去除、在淡水养殖亚硝酸盐去除和在制备低温脱氮微生态菌剂中应用。在好氧条件下，能快速高效去除水体环境中的硝酸盐和亚硝酸盐。该菌株生长温度范围较广，在10～35℃下均具有较好的脱氮效果，在含氮废水生物脱氮和海淡水养殖中亚硝酸盐去除中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于微生物应用技术领域，具体涉及一株具有好氧反硝化能力的节杆菌(Arthrobacter sp.)DYS3-4及其应用。

背景技术

天然水体中，氮以-3至+5九种不同价态形式存在，在生物及非生物因素的共同作用下，它们在水体内不断地迁移转化，构成一个复杂的动态循环。其中氨氮、亚硝酸盐等可以导致对湖泊、河流、近海海洋等的酸化和富营养化，同时作为具有潜在毒性的无机氮化合物，也对养殖生物具有毒害作用。如何经济、高效地去除水体中的氮素污染，已成为水污染控制领域的重点研究内容。

目前应用于水体脱氮的方法主要包括物理法、化学法及生物脱氮法。其中，物理、化学法操作复杂，需要增加设备投资额，运行成本高。同时该方法对有机物去除效率低，会造成二次污染，因此在实际运用中存在一定的局限性。近年来，人们开始尝试利用微生物、植物或其他生物自身具有的功能消除或改变污染物存在形态，达到降低污染物毒性的目的。与物理、化学脱氮相比，生物脱氮在系统内仅靠生物自身的能量循环和物质循环起作用，不引入其他外来物质。由于生物脱氮技术具有成本低、易操作、无二次污染、脱氮彻底等优点，逐渐应用于工业废水脱氮处理。

参与生物脱氮的微生物主要包括硝化细菌和反硝化细菌。传统理论认为，细菌的反硝化作用是一个严格的厌氧过程，反硝化细菌会优先利用氧气作为最终电子受体。好氧反硝化细菌的发现，突破了传统的认识，同时也为人们研究新的生物脱氮技术提供了新的思路。好氧反硝化，是指在有氧条件下能以NO₃^--N、NO₂^--N作为最终电子受体，进行反硝化过程。目前已发现的好氧反硝化菌主要集中在假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)和芽孢杆菌属(Bacillus)。尽管国内外对于好氧反硝化菌的分离、筛选以及机理研究较多，但优良菌种及其应用较少，仍无法满足目前工业生产的需求。分离筛选高效好氧反硝化细菌，并对其好氧反硝化特性进行研究，对含氮废水的生物脱氮具有重要的理论价值和实际意义。

中国专利CN 201010536224.6公开一株亚硝酸型反硝化菌株及其应用。该发明的短程反硝化脱氮的菌株为节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1，2010年3月11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”，其保藏号为CGMCC NO.3657。该菌株可以直接利用亚硝酸盐氮作为底物，完成短程反硝化过程。该发明的节杆菌FDN-1在处理含氨废水时，工艺简单，在低浓度有机碳源存在的情况下仍然具有较高的脱氮活性，同时能够耐受高浓度有机碳源。投入使用后系统启动快，在各类废水脱氮处理过程中具有非常广阔的应用前景。

中国专利CN 201010536004.3公开一种利用亚硝酸盐进行反硝化脱氮的微生物菌剂，其特征在于：微生物菌剂包括节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2；节杆菌FDN-1和水氏黄杆菌FDN-2保藏登记号分别为CGMCC No.3657和CGMCC No.3659。该微生物菌剂能以亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化脱氮，在脱氮的同时还能有效脱除废水中的COD，废水处理效果好，脱氮速率快，能够稳定控制短程反硝化的进程，真正实现短程硝化反硝化脱氮。