一株低溫好氧反硝化菌及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于環境微生物、環境工程技術領域，涉及一株低溫好氧反硝化菌 Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearumBW0806及其在低溫富營養化水體 及含氮廢水中的脫氮應用。
【背景技術】
[0002] 水體中的氮過度積累會造成了水體富營養化現象，嚴重危害生態系統安全。水體 脫氮的方法主要有物理法、化學法和生物法。相較于物理化學方法，生物法具有處理成本 低、無二次污染等優點，所以一般采用生物法進行廢水脫氮。
[0003] 低溫環境下的污水治理一直是水治理領域的熱點和難點。低溫對于菌體反硝化有 顯著的抑制作用，有研宄表明溫度每降低1°C，反硝化速率則降低9%，U.Welander等也研 宄了 了低溫3~20°C下的反硝化工藝的運行性能，在:TC下反應器的反硝化速率僅為15°C 下的55%。目前的研宄更建議使用低溫菌在低溫環境下提高氮的去除。因此，篩選出高效 的低溫反硝化細菌，更科學合理地利用低溫菌資源，增強其在低溫污水處理和水環境修復 方面的應用是十分必要的。
[0004] 近年來，好氧反硝化脫氮技術成為國內外廢水脫氮新的發展方向，較傳統厭氧反 硝化脫氮有著先天的優勢。目前，有關低溫好氧反硝化菌的報道較少，中國專利文獻號 CN102690 765A公布日2012. 9. 26,公開了一株耐冷假單胞菌Den-03及其應用，該耐低溫菌 在低溫條件下能夠較好地脫除總氮。從自然界中篩選出的能夠高效脫除污水中硝酸鹽的低 溫反硝化菌對冬季富營養水體及含氮廢水的處理有著很好的實際應用價值。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于，針對低溫、好氧環境下硝酸鹽污水脫氮困難的問題，提供一株 低溫好氧反硝化細菌，該細菌已于2015年3月9日送至中國典型培養物保藏中心進行保 藏，分類命名：Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearumBW0806,保藏編號 為：CCTCCN0:M2015094,地址：中國武漢武漢大學。
[0006] 本發明的另一個目的在于提供了一株低溫好氧反硝化細菌在低溫的富營養化水 體或含氮廢水中進行生物強化脫氮中的應用。
[0007] 為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：
[0008]申請人從青海布哈河水體中采集樣品，分離單菌落，于反硝化培養基中培養，通過 測定培養基中硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮的含量，最終獲得了一株低溫好氧反硝化菌，該細 菌已于2015年3月9日送至中國典型培養物保藏中心進行保藏，分類命名：Pseudomonas brassicacearumsubsp.brassicacearumBW0806,保藏編號為：CCTCCN0:M2015094,地 址：中國武漢武漢大學。
[0009] 所述的低溫好氧反硝化菌為革蘭氏陰性菌，適應生長溫度為10~15°C。在LB固 體培養基中培養，其菌落形態為：表面光滑，黃白色。生理生化特征為：好氧，氧化酶陽性， 過氧化氫酶陽性，具有硝酸鹽還原能力。
[0010] 所述的LB固體培養基組成為：胰蛋白胨10g，NaCl10g，酵母提取物5g，瓊脂粉 15g，溶于1000mL蒸餾水中，調節PH7. 0。
[0011] 所述的反硝化培養基組成為：KN030. 5g;KH2P041g;MgS04 ? 7H20 0.lg;NH4C1 0. 2g;乙酸鈉4g，微量元素溶液2ml溶于lOOOmL蒸餾水中，調節PH7. 2。微量元素溶 液組成：EDTA50g;CaC125. 5g;ZnS042. 2g;MnC12 ? 4H20 5. 06g;FeS04 ? 7H20 5g; (NH4) 6M〇702 ? 4H20 1.lg;CuS04 ? 5H20 1. 57g,CoC12 ? 6H20 1. 61g，溶于lOOOmL蒸餾水 中；PH7. 2。
[0012] 本發明提供的的低溫好氧反硝化菌在溫度為15°C時，在初始N03M為80mg/L的反 硝化培養基中培養，8d后硝酸鹽的降解率為100%，總氮的降解率約97%。10°C的培養溫度 下在反硝化培養基中8d后硝酸鹽的降解率為100%，總氮的降解率約60%。在30°C的生長 及反硝化情況不及低溫條件，屬于嗜低溫菌。
[0013]本發明中的低溫好氧反硝化菌適應低碳氮比（C/N= 2~10)，特別是在C/N= 5， 15°C、硝酸鹽初始濃度為80mg/L的培養條件下，3d內硝酸鹽能夠被完全降解，總氮含量降 解約95%。
[0014] 本發明中的低溫好氧反硝化菌適應好氧環境，在15°C、硝酸鹽初始濃度為80mg/ L，溶氧量>2mg/L，C/N= 5的培養條件下，4d內硝酸鹽能夠被完全降解，總氮含量降解約 82 %，較厭氧環境能夠更好地生長及反硝化反應。
[0015] 本發明中的低溫好氧反硝化菌在15°C、C/N= 5的好氧條件（溶氧量>2mg/L)下 能夠負荷高濃度的硝酸鹽，硝酸鹽初始濃度為300mg/L的反硝化培養基中，72h硝酸鹽去除 率約為75%。在硝酸鹽初始濃度為160mg/L的中濃度反硝化培養基中72h能夠去除100% 的硝酸鹽。在硝酸鹽初始濃度為30mg/L的較低濃度反硝化培養基中72h能夠去除100%的 硝酸鹽及總氮含量。
[0016] 一種低溫好氧反硝化菌在低溫的富營養化水體或含氮廢水中進行生物強化脫氮 中的應用，將低溫好氧反硝化菌BW0806培養至對數增長期，以104~10 6cfu/mL的投菌量投 入富營養化水中，能夠有效降解富營養化水中的硝酸鹽、總氮含量及C0D。
[0017] 以上所述的應用中，優選的，將水體中的環境人工調整至C/N= 2~10。
[0018] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0019] (1)在低溫15°C，初始硝酸鹽濃度為30mg/L的好氧條件下，低溫好氧反硝化菌 Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearumBW080672h內能夠降解100%的硝 酸鹽及總氮含量，達到低溫條件下硝酸鹽及總氮的高效脫除。
[0020] (2)本發明中的低溫好氧反硝化菌屬于嗜低溫菌，適應10~15°C的生長環境，為 冬季河流湖泊、排放污水的脫氮提供新的思路，打破生物法低溫治理污水的局限性。
[0021] (3)本發明中的低溫好氧反硝化菌能夠在低碳氮比的培養條件下大量繁殖，為污 水治理降低了成本。
[0022] (4)本發明中的低溫好氧反硝化菌適應好氧條件，具有應用于富營養化水體以及 在好氧污水處理池中聯合硝化細菌進行同步硝化-反硝化的潛力。
[0023] (5)本發明中的低溫好氧反硝化菌應用于富營養化水中，能夠在低溫條件下有效 脫氮以及降解C0D。
【具體實施方式】
[0024] 以下結合實施例對本說明進行進一步的說明，但本發明使用范圍不僅限于此。
[0025] 實施例1:
[0026] 低溫好氧反硝化菌的獲得：
[0027] A.從青海布哈河水體中采集樣品，分離單菌落并鑒定。
[0028] B.將A步驟分離到的菌株于15°C牛肉膏蛋白胨液體培養基培養，得到在15°C能夠 生長的低溫菌。
[0029] C.將B步驟篩選出的低溫菌接種于反硝化培養基中，15°C培養，通過測定培養基 中硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮的含量，來判斷篩選高效的低溫反硝化菌。
[0030] 最終獲得了一株低溫反硝化菌，該細菌已于2015年3月9日送至中國典型培養 物保藏中心進行保藏，分類命名：Pseudomonasbrassicacearumsubsp.brassicacearum BW0806,保藏編號為：CCTCCN0:M2015094,地址：中國武漢武漢大學。
[0031] 所述的低溫好氧反硝化菌為革蘭氏陰性菌，適應生長溫度為10~15°C，培養基為 反硝化培養基。其菌落形態為：表面光滑，黃白色。生理生化特征為：好氧，氧化酶陽性，過 氧化氫酶陽性，具有硝酸鹽還原能力。
[0032]反硝化培養基組成為：KN030. 5g;KH2P04lg;MgS04 ? 7H20 0?lg;NH4C1 0? 2g;乙 酸鈉4g，微量元素溶液2ml溶于lOOOmL蒸餾水中，調節pH7. 2。微量元素溶液組成：EDTA 50g；CaCl25. 5g；ZnS042. 2g；MnCl2 ? 4H20 5. 06g；FeS04 ? 7H20 5g； (NH4)6M〇702 ? 4H20 1.lg； CuS04?5H20 1. 57g,CoCl2?6H20 1. 61g溶于lOOOmL蒸餾水中；pH7. 2。
[0033] 實施例2:
[0034] Pseudomonasbrassicacearumsubsp.BrassicacearumBW0806的生長適宜溫度：
[0035] 將該低溫好氧反硝化菌培養至對數增長期接種于反硝化培養基中調節初始0D_ 約0. 05,在不同的溫度下120rpm密封搖瓶培養，每24h測定培養基中硝酸鹽、亞硝酸鹽、總 氮含量及0D600值（表1)。以上所述測定的參數值（除0D_)均為離心菌體后上清液中的 相關值。
[0036]表1
[0037]
【主權項】
1. 一株低溫好氧反硝化菌，其特征在于：所述的低溫好氧反硝化菌的分類命名為 Pseudomonas brassicacearumsubsp.辦rassicaceara? BW0806,保藏編號為：CCTCC NO: M 2015094。
2. 權利要求1所述的低溫好氧反硝化菌在富營養水體脫氮中的應用。
3. 權利要求1所述的低溫好氧反硝化菌在含氮廢水脫氮中的應用。
4. 根據權利要求2或3所述的應用，所述的低溫好氧反硝化菌的投加量為10 4~106cfu/ mL〇
5. 根據權利要求2或3所述的應用，所述的水體或廢水經人工調整為：C/N=2~10。
【專利摘要】本發明公開了一株低溫好氧反硝化菌及其應用。一株低溫好氧反硝化菌Pseudomonas brassicacearum subsp.brassicacearum BW0806，保藏編號為：CCTCC NO: M 2015094。該菌株能夠在10-15℃生長，并在好氧、低碳氮比條件下實現反硝化。在15℃，初始硝酸鹽濃度為30mg/L的好氧條件下（DO>2mg/L），該菌72h硝酸鹽與總氮的去除率達到100%。該低溫好氧反硝化菌株適用于低溫、好氧條件下進行富營養化水體及含氮廢水的反硝化脫氮處理。CCTCC NO: M 2009
【IPC分類】C12N1-20, C02F3-34, C12R1-38
【公開號】CN104745507
【申請號】CN201510124201
【發明人】王慧, 梁運祥, 陳正軍, 吳定心, 趙述淼, 張會
【申請人】華中農業大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月20日