一株快速降解污水中氮素的菌株及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株快速降解污水中氮素的菌株及其应用，属于环境工程技术领域。本发明专利技术筛选得带了一株能够快速降解污水中氮素的脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)DYTN‑1，所述菌株能够控制水体环境中对养殖生物有害的无机氮素成份，快速修复养殖水体生态环境，为水产养殖生物营造一个良好的水体环境。本发明专利技术的脱氮副球菌DYTN‑1可直接应用于含硝酸盐氮废水的反硝化脱氮，也可以应用于含氨氮废水的脱氮，是一株具有异养硝化—好氧反硝化险能的细菌。该菌投入使用后可以缩短系统的启动时间，在各类废水脱氮处理过程中具有非常广阔的应用前景，特别适合同步硝化反硝化生物脱氮工艺过程中。

【技术实现步骤摘要】
一株快速降解污水中氮素的菌株及其应用
本专利技术涉及一株快速降解污水中氮素的菌株及其应用，属于环境工程

技术介绍
近几十年来人们逐渐重视环境保护，国家加大力度对污染水体进行防治，但多年来河流、湖泊等污染未能得到有效地遏制，水体污染负荷不断增加，富营养化问题仍然严重，饮用水安全依然受到威胁。从以下两方面来分析：第一，从点源污染来看，工业企业和污水处理厂仍然存在尾水或中水氮排放不达标、排放标准不完善和监管力度不足等问题，亟待解决开发除氮技术体系、完善排放标准和加大监管力度。随着污水处理厂纳污范围扩大，一些工业污水也被纳入污水处理厂，污染物成分复杂多样，氮磷等营养盐浓度过高等问题频频出现，现有的工艺基本未设置脱氮除磷的深度处理。此外，随着污水量的增加，污水处理厂已超出自己的原定处理能力，影响了污水处理设施的正常运行，导致出水中的氮、磷等超标排放。因此，急需开发脱氮除磷深度处理工艺和提高污水处理厂的处理能力。污水处理厂中污水的主要污染物是悬浮颗粒物、有机物、磷和氮，前三者一般通过强化生化反应、化学絮凝沉淀等方法去除，效果较为显著，但对总氮的去除较难达到一级A标准。主要原因是总氮的去除多数通过微生物的反硝化过程来实现，而污水中的碳氮比、温度、pH等对反硝化微生物的生长、增殖和反硝化过程的效率影响较大，不利的条件导致水体总氮去除效果不理想，由此可见总氮很难实现高效去除。目前，为了改善除氮条件或直接加快氮的去除，涌现了大量脱氮新技术和新工艺的研究，如为优化碳源分配而改良的工艺(倒置A2/O工艺、改良A2/O工艺、UCT工艺、改良UCT工艺)、增设反硝化滤池、硝化/反硝化两级生物滤池、膜技术、膜生物反应器技术、新型过滤、吸附、混凝、沉淀、气浮、消毒等工艺，各工艺都有其特点和不足之处，还尚未出现在经济和效果方面均令人满意的技术。第二，从面源污染看，农业生产活动、畜禽养殖、水产养殖和农村居民生活等废弃物通过地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏进入水体，对水体造成严重的污染。尤其是农业生产中施用过量的化肥、处置不当的畜禽粪便、高密度水产养殖及投加过量的饲料、居民生活区的厨余垃圾和厕所的粪尿等均会造成水体氮污染。面源污染具有污染源分散且点多、污染范围广、污染物量大、污染物成分及过程更复杂等特点，因此氮素污染更加难以控制。现多采用减少化肥施用量、生活污水集中处理、带状农作、作物轮作、保护性耕作、恢复和重建滨岸带生态系统等综合措施，因地制宜采取不同方式从源头控制、途径消减和末端治理多管齐下来实现氮污染的降低。综上，由于氮污染物来源广泛、污染途径及过程复杂、传统的脱氮技术处理效果不高、新的脱氮技术难以实现规模化应用等原因，由此可见氮污染是难以控制，而且解决氮污染也是相当困难的。氮是导致水体污染的一类重要污染物，可引起水体的富营养化等众多环境污染问题。生物脱氮是目前污水脱氮处理中最常用也是最有效的方法，而选取具有脱氮功能的菌株是生物脱氮的基础。
技术实现思路
为了解决污水中氮素难以处理的问题，本专利技术筛选得到了一株能快速降解污水中氮素的菌株并将其用于污水处理，为污水中降解氮素提供了一种新的方法。本专利技术从污染的河道的污泥中经过多次反复筛选，最终分离出一株具有显著脱氮功能的菌株，选取这株菌，对其进行形态观察、生物学特性研究并确定其分类地位，并优化其生长培养基，经16SrRNA鉴定确定这株菌为脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)。本专利技术的脱氮副球菌：(1)是一种兼性细菌，在好氧或缺氧条件下均能生存和生长，但其特性主要体现在好氧方面，其在氧气充足时生长快速，在氧气缺乏时生长缓慢。(2)无论在好氧还是缺氧条件下，脱氮副球菌的适宜生长温度均为30℃，适宜生长的pH值均为7.0。此温度与pH范围非常有利于脱氮副球菌在污水净化领域的实践应用。(3)脱氮副球菌可以在好氧条件下进行反硝化作用，反硝化过程主要发生在菌体生长的对数期。在葡萄糖、甲醇、乙酸钠、酒石酸钾钠和丙三醇这5种碳源中，利用度最佳的碳源是葡萄糖，最适碳氮摩尔比为10～20。本专利技术的第一个目的是提供一株好氧反硝化脱氮副球菌，脱氮副球菌DYTN-1，已于2016年12月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2016741，保藏地址为中国武汉武汉大学。所述脱氮副球菌DYTN-1经革兰氏染色确定为革兰氏阴性菌，平板培养基菌落呈乳黄色，圆形凸起，边缘整齐光滑。平板培养基菌落形态见图1。所述脱氮副球菌DYTN-1的16SrRNA序列如SEQIDNO:1所示。所述脱氮副球菌DYTN-1在无氧与有氧条件下均能生长并进行无氧反硝化与有氧反硝化，还能够同时实现硝化作用与反硝化作用。所述脱氮副球菌DYTN-1利用廉价碳源(葡萄糖或者含COD的污水等)，工业污水(含氮污水)作为氮源进行脱氮降解率的测定，脱氮副球菌DYTN-1在温度28℃～35℃，pH6.5～7.5的条件下活性稳定，氮素降解率高于85％。所述脱氮副球菌DYTN-1，能够直接利用自然条件下的不经过抽滤和灭菌的污水，接种48h即可降解77％的氮素。所述脱氮副球菌DYTN-1应用于污水处理的最佳操作条件为：溶解氧(DO)为0.5mg/L～5.0mg/L，碳氮摩尔比为15～20，温度30℃，pH＝7.0。本专利技术的第二个目的是提供含有所述脱氮副球菌DYTN-1菌株的微生物菌剂。在本专利技术的一种实施方式中，所述微生物菌剂含有脱氮副球菌DYTN-1菌体的活细胞、冷冻干燥得到的脱氮副球菌DYTN-1干菌体、固定化的脱氮副球菌DYTN-1细胞、脱氮副球菌DYTN-1的液体菌剂、脱氮副球菌DYTN-1的固体菌剂，或者以其他任何形式存在的脱氮副球菌DYTN-1菌株。本专利技术的第三个目的是提供所述脱氮副球菌DYTN-1菌株或者含有所述脱氮副球菌DYTN-1菌株的微生物菌剂的应用。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用是用于污水处理方面。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用是用于降解污水中氮素。在本专利技术的一种实施方式中，所述污水处理的条件为：溶解氧(DO)为0.5mg/L～5.0mg/L，碳氮摩尔比为15～20，温度30℃，pH＝7.0。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用是先培养得到脱氮副球菌DYTN-1菌体，然后收集菌体，接种到污水中进行发酵。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵是在30℃、200rpm振荡条件下发酵36h。本专利技术的优点和效果：本专利技术脱氮副球菌DYTN-1能够控制水体环境中对养殖生物有害的无机氮素成份，快速修复养殖水体生态环境，为水产养殖生物营造一个良好的水体环境。本专利技术的脱氮副球菌DYTN-1可直接应用于含硝酸盐氮废水的反硝化脱氮，也可以应用于含氨氮废水的脱氮，是一株具有异养硝化—好氧反硝化性能的细菌。该菌投入使用后可以缩短系统的启动时间，在各类废水脱氮处理过程中具有非常广阔的应用前景，特别适合同步硝化反硝化生物脱氮工艺过程中。生物材料保藏本专利技术的脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)DYTN-1，已于2016年12月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，分类学命名为ParacoccusdenitrificansDYTN-1，保藏编号为CCTCCNO:M2016741，保藏地址为中国武本文档来自技高网...

【技术保护点】
一株好氧反硝化脱氮副球菌DYTN‑1，其特征在于，所述脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)DYTN‑1，已于2016年12月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2016741。

【技术特征摘要】
1.一株好氧反硝化脱氮副球菌DYTN-1，其特征在于，所述脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans)DYTN-1，已于2016年12月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2016741。2.含有权利要求1所述脱氮副球菌DYTN-1菌株的微生物菌剂。3.根据权利要求2所述的微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂含有脱氮副球菌DYTN-1菌体的活细胞、冷冻干燥得到的脱氮副球菌DYTN-1干菌体、固定化的脱氮副球菌DYTN-1细胞、脱氮副球菌DYTN-1的液体菌剂、脱氮副球菌DYTN-1的固体菌剂，或者以其他任何形式存在的脱氮副球菌DYTN-1菌株。4.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓禹，卢伟强，张晓娟，毛银，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32