[发明专利]一株具有硫铁共基质自养反硝化功能的脱氮副球菌菌株、培养方法及其应用

说明书

本发明属于环境生物技术领域，涉及一株具有硫铁共基质自养反硝化功能的脱氮副球菌菌株、培养方法及其应用。该细菌为Paracoccus denitrificans ZGL1，在厌氧条件下通过黄铁矿或硫化亚铁作为电子供体将废水中硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气。该菌通过硫铁共基质自养过程进行废水脱氮，能耗低、工艺简单、污泥量少，在废水脱氮领域有较大的应用潜力。

技术领域

本发明属于环境生物技术领域，涉及一株具有硫铁共基质自养反硝化功能 的脱氮副球菌菌株、培养方法及其在废水脱氮处理过程的应用。

背景技术

近些年来，随着我国的工业发展和社会进步，工业废水和生活污水的排放 量逐渐增多，我国虽然采用了越来越严格的污水处理政策和措施，但是水污染 问题仍旧严重。在2013年公布的《中国环境状况公报》显示，全国范围内工业 废水和市政污水中的氨氮排放量已经达到253.6万吨，在可见的一段时间中，我 国氨氮污染物的排放量仍然相当巨大。

众所周知，大量的无机化合氮进入水体后会引起水体富营养化，破坏原有 水体的生态平衡。此外进入水体中的氨氮极易转化为硝态氮和亚硝态氮，所以 水体中氮化合物(氨态氮、硝态氮和亚硝态氮)的脱除问题是近年来关注的热 点。此类污染物广泛存在于湖泊、水库、海洋等收纳水体中，带来严重的生态 问题。2016年《中国环境状况公报》显示，地下水水源监测断面(点位)334 个，有284个全年均达标，占85.0％，主要超标指标为锰、铁和氨氮。三峡库区 长江主要支流监测的24个地表水基本项目中，9项指标出现超标，超标率最大 的是总氮达到89.5％。水体内总氮超标会引起水体富营养化，产生水华、赤潮等 现象，将严重污染受纳水体且危害人体健康。因此，含氮废水的治理是目前我 国水污染防治中的重大问题。

对于含氮废水的治理，生物脱氮技术由于其快速安全而备受青睐。反硝化 脱氮工艺被认为是水中硝酸盐和亚硝酸盐的脱除最为经济有效的水处理方式。 反硝化过程分为异养反硝化和自养反硝化。大部分反硝化细菌属于异养型，需 要额外提供有机物作为电子供体。但是，通过氧化无机物(H₂，S^2-，S₂O₃^2-，Fe， Fe²⁺和NH₄⁺等，张彦浩,钟佛华,夏四清,水处理技术,2009,35(5):75-78,104； Sahinkaya E et al,Water Research,2014,60(9):210-217；Larese-Casanova P, Geochimica et Cosmochimica Acta,2010,74(13):3721-3734；)来还原硝酸盐的自 养反硝化细菌同样普遍存在于自然界中。相比于异养反硝化，自养反硝化具有 不需要额外提供有机物、污泥量少和无二次污染的优点。

还原态硫化合物在岩石圈和水圈中主要以黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿等硫 铁矿化物形式存在，而这些硫铁矿化物尤其是黄铁矿是硫和铁在生物地球化学 循环中主要的存储形式，而硫化亚铁也较易得到。由此可见，利用硫铁自养反 硝化很有可能同步发生在同一体系中，因此找到一株具有硫铁共基质自养反硝 化功能的细菌在自养反硝化脱除废水中硝酸盐和亚硝酸盐方面具有实际的应用 价值。

发明内容

本发明的目的在于针对废水中硝酸盐和亚硝酸盐污染的问题，提供一株具 有硫铁共基质自养反硝化功能的细菌，在无外加碳源或碳源不足的条件下，脱 除工业废水、生活污水和地下水中的硝酸盐和亚硝酸盐。

本发明的技术方案：

一株具有硫铁共基质自养反硝化功能的脱氮副球菌菌株，该脱氮副球菌菌 株为Paracoccus denitrificans ZGL1，保藏号：CCTCC M 2012158，保藏地点： 中国典型培养物保藏中心，保藏时间：2012年5月7日，保藏地址：中国武汉， 武汉大学。

一株具有硫铁共基质自养反硝化功能的脱氮副球菌菌株的培养方法，步骤 如下：