[发明专利]一株产碱菌菌株HO-1及其应用

说明书

本发明提供了一株产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO‑1，保藏编号为CGMCC No.16549，其分离自处理养猪场废水的半短程硝化反应器中。该菌株已经于2018年9月28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，保藏编号为CGMCC No.16549。本发明提供的产碱菌可高效去除氨氮，并且仅在好氧的条件下，能独立将NH₄⁺转化为气态氮产物(N₂O、N₂)。在处理含氨氮废水时，可实现单一菌株单一条件下的全程脱氮，在操作和经济效益上比传统的好氧硝化‑厌氧反硝化的生物脱氮工艺更具优势。另外，该菌株具有较广的C/N比、温度、pH和溶氧适应性，并且能耐受并去除高浓度氨氮。

技术领域

本发明属于环境微生物脱氮细菌技术领域。

技术背景

随着社会的进步和工农业的快速发展，水产养殖、畜禽养殖、城市生活和农业施肥灌溉等人类活动对环境带来了过度的氮素和有机物排放，其造成的水体富营养化以及衍生的水华、黑臭水体等一系列环境问题日益严重。对污水进行有效的脱氮处理以保证达标排放对于控制氮素排放从而保护和治理水体环境具有重要意义。

生物脱氮目前被认为是污水氮素去除最为经济有效的方式。传统的生物脱氮技术是由硝化作用和反硝化作用两个过程协同完成脱氮，即先由自养型的硝化细菌在好氧条件下进行硝化作用，将氨氮转变成硝酸盐或者亚硝酸盐，然后再由异养型的反硝化细菌在厌氧条件下进行反硝化作用，把硝酸盐或者亚硝酸盐还原为气态氮。这是迄今应用最为广泛和成熟的脱氮技术，然而它存在缺陷和局限性，主要包括：首先，硝化和反硝化细菌的环境条件要求不同，需要在两个隔离的反应器中进行，或者利用间歇的好氧厌氧条件进行，这会造成本高和操作繁琐的问题；其次，硝化细菌为化能自养型菌，一方面其生长繁殖代时较长，使得反应器启动缓慢，从而增加运行成本，另一方面，它对有机负荷的耐受阈值低，对环境冲击敏感，运行难度较大；另外，反硝化菌为异养菌，需要有机物，而硝化细菌不能耐受有机物，所以在污水处理时，有机物通常会在硝化过程前进行去除，而在反硝化阶段再补加碳源，使得工艺运行无法得到有效简化。

除了自养型硝化细菌，近年来研究者也从环境中分离出许多异养型的硝化细菌，与自养型硝化细菌相比，异养硝化菌的生长快，环境适应能力强。而且，异养硝化菌需要有机物来生长代谢，可实现COD同步去除。另外，研究表明，许多异养型的硝化细菌同时具有好氧反硝化能力，从而使得脱氮工艺在一个反应器中实现成为了可能。异养硝化微生物可克服传统脱氮工艺中存在的问题，在生物脱氮领域具有巨大的发展潜能。

发明内容

本发明的目的是提供一株产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO-1 CGMCC No.16549，所述菌株为异养型细菌，其脱氮在好氧条件下进行，可独立将氨氮转化为气态氮产物(N₂O、N₂)，即一个菌株在好氧的条件下完成全程脱氮。

本发明提供的产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO-1已经于2018年9月28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，其保藏编号为CGMCC No.16549，其保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

本发明所述的菌株HO-1是从实验室处理养猪场废水的小试半短程硝化反应器中分离纯化得到的一株革兰氏阴性菌。

本发明所述的菌株HO-1用于污水/废水中于好氧条件下进行生物脱氮。进一步地，所述污水/废水的碳氮(C/N)质量比可为2-20:1，优选5-20:1；pH可为5-10，优选7-10；温度可为15-45℃，优选25-37℃；溶氧可为2-8mg/L，优选4-7mg/L。

进一步地，所述污水/废水中的碳源是丁二酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸以及丁酸，或通过污水/废水的厌氧消化将有机物(COD)转化为上述的小分子有机酸。

本发明的有益效果在于：