[发明专利]一种反硝化脱氮微生物群落及其应用

说明书

本发明属于环境保护技术领域，公开了一种反硝化微生物群落及其应用。该微生物群落包括绿脓杆菌（Pseudomonas），伯克氏菌（Burkholderia）和贪铜菌属（Cupriavidus），该微生物群落分离自长期运行的固体碳源反硝化生物反应器。该微生物群落结构性能稳定，脱氮活性高，并可以同时降解废水中的抗生素类污染物。该微生物群落可以利用多种溶解性有机物，以及不溶性的可生物降解高分子聚合物作为反硝化碳源，高效去除废水中的硝酸盐。该微生物群落可附着于载体上形成生物膜，也可以直接投加到脱氮生物反应器中，用于去除水中的硝酸盐和抗生素，且对废水水质、进水溶解氧（DO）浓度及废水pH具有较强的适应性。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种反硝化脱氮微生物群落及其应用。

背景技术

我国农业生产中氮肥的大量使用和畜牧养殖业中抗生素的过度使用，导致我国水体环境中，包括主要河流、湖泊及部分地下水中，硝酸盐污染问题突出。而硝酸盐污染会导致水体富营养化，藻类大量繁殖，影响水体的正常功能及使用。

硝酸盐化学性质稳定，绝大多数硝酸盐均易溶于水，一般的水处理工艺难以将其有效去除。目前去除硝酸盐的方法有离子交换法、化学催化还原法和生物反硝化法等。

离子交换法只是将水中的硝酸盐转移富集而没有转化处理，由此会形成的高浓度的再生盐水，在没有合适的排放水体情况下，会对当地的环境构成严重威胁，必须进一步处理。并且在离子交换水厂运行过程中，树脂的再生费用昂贵。

化学催化还原法去除硝酸盐的反应活性很高，但是目前该技术还处于实验研究阶段，距离实用化还有相当的距离。存在的主要问题包括：硝酸盐被还原的产物包括氨和催化剂中使用的重金属可能溶入出水，可能造成二次污染等。

生物反硝化是在缺氧条件下，利用微生物将硝酸盐还原为氮气的过程。

NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

大量研究发现，具有反硝化脱氮能力的微生物包括：Pseudomonas sp. ASM-2-3，Pseudomonas stutzeri，Rhodococcus sp. CPZ24，Halomonas campisalis，Zoogloea sp.N299，Acinetobacter junii YB，Cupriavidus sp. S1，Paracoccus denitrificans以及Anthrobacter arilaitensis Y-10等。这些微生物可以在实验室条件下具有较高的硝酸盐去除能力，但在实际废水复杂条件下性能不稳定，脱氮效果不佳，且难以与废水中原有的微生物竞争。

水体中的抗生素主要来源于畜禽养殖、医疗及生活污水的排放，由于其对环境的危害性，引起了国内外广泛关注。传统的废水处理技术难以有效去除废水中的抗生素。

很多废水中同时存在硝酸盐和抗生素，且抗生素的存在对硝酸盐的去除会产生抑制作用。因此，利用生物技术，同时去除废水中的硝酸盐和抗生素，是废水生物脱氮研究领域中的热点和难点问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种反硝化脱氮微生物群落，该微生物群落可以同时去除水中的硝酸盐和抗生素。

所述反硝化脱氮微生物群落，其包括假单胞菌（Pseudomonas），伯克氏菌（Burkholderia）和贪铜菌属（Cupriavidus）。

其中，上述反硝化脱氮微生物群落，以质量百分比计，其包括假单胞菌（Pseudomonas）90-95%，伯克氏菌（Burkholderia）2-4%，贪铜菌属（Cupriavidus）1.5-2%。例如，其包括假单胞菌（Pseudomonas）91-94%，伯克氏菌（Burkholderia）3-4%，贪铜菌属（Cupriavidus）1.6-1.9%。