本发明专利技术属于生物工程技术领域。具体涉及水生丛毛单胞菌菌株及其在废水生物脱氮过程中短程硝化－反硝化脱氮中的应用。本发明专利技术涉及的水生丛毛菌菌株，为Ｃｏｍａｍｏｎａｓ ａｑｕａｔｉｃａ ＬＮＬ↓［３］，于２００８年１月２４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”，其保藏号为ＣＧＭＣＣ Ｎｏ．２３６１；是从镇江金山湖水体水生植物根区、金山湖水体敞水区以及金山湖沉积物中采集、分离得到；该菌株可以以ＣＯ↓［２］为碳源及能量或者以ＣＯ↓［２］和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源的基础培养基中生长。其菌液、休眠细胞以及固定化菌株均可以将氨氮分解为亚硝酸盐氮，同时可以将氨氮转化为氮气，既能够作为脱氮微生物将氨氮转化为亚硝酸盐氮，又能够将氨氮转化为氮气，实现短程硝化－反硝化。该菌株的益处是具有对含氮废水的硝化－反硝化作用，对氨氮的降解速度快，适用于含氮工业废水、含氮生活污水的处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物工程
具体涉及水生丛毛单胞菌属菌株及其对含氮 工业废水以及含氮生活污水的短程硝化一反硝化脱氮处理及应用。二.
技术介绍
随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增 加，已成为环境的主要污染源。水体氮素污染造成的环境危害日益严重，最主要 的后果是导致水体富营养化，引起水体藻类过渡繁殖并造成藻类水华暴发。水体 氮素污染还会引起水生生态系统以及对对生物健康方面的有害影响，最直接的影 响是氨对水生生物的毒害，进入水体的氨氮在硝化菌的作用下，可氧化成亚硝酸 盐和硝酸盐，消耗大量氧气，降低水体质量，严重危害水生生态系统安全。另外， 亚硝酸盐和硝酸盐也是严重威胁人类健康的有害物质。短程硝化一反硝化生物脱氮技术较传统生物脱氮技术具有减少反应容积，节 省基建投资，减少曝气量和碳源等优点，已成为生物脱氮领域研究的热点之一。 目前，亚硝化控制技术主要是通过控制温度、DO、 pH值、游离氨浓度(FA) 等条件筛选出氨氧化细菌，淘汰亚硝酸盐氧化细菌，实现亚硝酸盐积累。但这些 方法同时也存在控制条件苛刻和容易向全程硝化转化的缺点，从而局限了其应 用。三.
技术实现思路
本专利技术需要解决的问题是为含氮废水的生物处理提供高效的短程硝化一反 硝化菌制剂，强化含氮废水的脱氮处理。从自然界中分离出的一株水生丛毛单胞菌属菌，能够以C02为碳源及能量或者以C02和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源生长，通过将氨氮转化为亚硝酸盐氮，再将亚硝酸盐氮转化为 氮气实现短程硝化一反硝化，对含氮废水具有高效的脱氮作用。在含氮废水脱氮 中具有广泛的应用前景。本专利技术的技术解决方案是，本专利技术提供的水生丛毛单胞菌属菌株为 Owwwo"cwLNL3，于2008年1月24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"，其保藏号CGMCCNo . 2 361。该水生丛毛单胞菌属菌株是从镇江金山湖水体水生植物根区、金山湖水体敞 水区以及金山湖沉积物中采集、分离得到。具体筛选步骤如下用预先灭菌的针管(15cmxl.5cm)、底泥采样器从镇江金山湖水平面以下 30cm 50cm处的水体中，水生植物根区，金山湖表层底泥等处，分别采集水体、 植物根区以及底泥中的微生物样，取样后立即封口，作为菌源进行分离，富集培 养。在无菌条件下，将水样加到氨氧化细菌富集培养基中(氨氧化细菌培养基成 分为(NH4)2SO4O.2g， K2HPO40.1g， MgSO40.05g， NaCl 0.2g， FeSO40.04g， CaC03 0.5g， H20 lOOml， pH值7.2，其中培养基在121。C湿热灭菌20min后使用)，置 于摇床上在28。C条件下培养48h。然后再转到氨氧化细菌的固体培养基中，固 体培养基成分为(NH4)2SO4 0.2g， K2HPO40.1g， MgSO40.05g， NaC10.2g， FeS04 0.04g， CaCO30.5g，琼脂2g， H20 100ml， pH值7.2，将扩培后的菌种进行平板 划线初步分离，平板在28i:培养48h。根据平板上长出的单个微生物，选择其中 长势较好的进行再次富集培养。最后在固体培养基上反复进行平板划线分离，分 离出一株对氨氮和亚硝酸盐氮具有高效降解能力的水生丛毛单胞菌属菌株。该水生丛毛单胞菌属菌株在pH值6.5~8.5培养基介质中培养，适合的生长 温度为25 35'C ;其细菌学形态特征为革兰氏阴性菌，尺寸为0.5 1.0x l 4 pm，有鞭毛，好氧或厌氧，接触酶阳性，氧化酶阳性，以C02为碳源及能量 或者以C02和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源生长。该菌在固体培养基上28'C培养15 20天，菌落小，呈圆形，边缘光滑， 表面光滑，菌体呈现无色，极易挑起。依据该菌株形态学以及分子生物学分析，可鉴定其为水生丛毛单胞菌属的菌 株。通过扩增该菌株的16SrDNA，得到了长度为1415bP的16S rDNA全序列。 PCR引物采用细菌16S rDNA的通用引物fDl( 5 ，- AGAGTTTGATCCTGGCTCAC-3 ')禾口 rDl ( 5 ，-AAGGAGGTGATCCAGCC - 3 ')。用PCR仪(GeneAmp ， PCR system 9700 )进行扩增反应。PCR反应体系总体积为40pL :其中10xPCR反应缓冲液4pL，2.5mmol/L的dNTP溶液4^iL， lOpmol/pL的引物fDl和rDl各4pL， Taq酶2个单位，DNA模版40ng。提取的DNA稀释后取2pL于反应体系中， 94。C预变性5min; 94。C变性lmin， 55"C退火30s， 72°<3延伸lmin， 33个循环； 72'C延伸7min。 1.5%的琼脂糖凝胶，EB染色后紫外检测。通过Blast程序进行 同源性比较，表明该菌株与Cowa附o加s叫w^/ca的相似度高达99%以上、可重 复性100% 。本专利技术的水生丛毛单胞菌属菌株既可在富营养培养基中生长，也可在以C02 为碳源及能量或者以C02和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源的 基础培养基中生长。该水生丛毛单胞菌属菌株对氨氮的降解能力极强，经该菌株作用后，氨氮在 可见光区最大吸收峰(412nm)消失，从而降低废水中的氨氮浓度。该水生丛毛单胞菌属菌株通过将亚硝酸盐氮转化为氮气，使得亚硝酸盐氮在 可见光区最大吸收峰(540nm)消失，从而降低废水中的亚硝酸盐氮。本专利技术的水生丛毛单胞菌属菌株，可以用新鲜培养的生长期菌种或是固定化 菌株对氨氮进行降解处理。本专利技术的水生丛毛单胞菌属菌株，可以用新鲜培养的生长期菌种或是固定化 菌株先将氨氮转化为亚硝酸盐氮，然后将亚硝酸盐氮转化为氮气，通过短程硝化 一反硝化作用对含氮废水进行高效降解处理。本专利技术所达到的有益效果是本专利技术提供的水生丛毛单胞菌属菌株对氨氮和 亚硝酸盐具有较强的转化能力，降解速度快，降解率高达90%以上。该菌株可作 为游离生物菌制剂或固定化菌株，投加到现有的废水处理系统中，对含氮废水进 行短程硝化一反硝化处理，提高原处理系统的反应效率，降低能耗，縮短反应时 间，增强原处理系统的处理能力和效率，在工业水处理和生活污水处理中具有广 阔的应用潜力。四.附图说明图l.水生丛毛单胞菌属菌株去除氨氮能力，一A—进水氨氮浓度(mg/L)， 一口 一出水氨氮浓度(mg/L)， 一令一氨氮去除率(100%)图2.水生丛毛单胞菌属菌株去除亚硝酸盐能力，一A—进水亚硝酸盐浓度 (mg/L), —口一出水亚硝酸盐浓度(mg/L) ， 一V—亚硝酸盐去除率(100%)图3水生丛毛单胞菌属菌株硝化一反硝化去除氨氮能力一画一进水氨氮浓度(mg/L)， 一A —出水氨氮浓度(mg/L)， 一A —出水亚硝酸盐 浓度(mg/L)， 一*一氨氮去除率(100%)图4.实验反应装置，(1).进水箱;(2).剂量泵;(3).反应器;(4).出水;(5) 空压机；(6).气体流量计；(7).循环水泵；(8).循环水箱；(9).加热元件和温 度传感器图5不同氨氮负荷情况下氨氮去除率及亚硝化率一翻一进水氨氮浓度，一A —出水氨氮浓度，一A —亚硝化率，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水生丛毛单胞菌属菌株，其特征在于水生丛毛单胞菌属菌株为Ｃｏｍａｍｏｎａｓ ａｑｕａｔｉｃａ ＬＮＬ↓［３］，其细菌学形态特征为革兰氏阴性杆菌，尺寸为０．５～１．０×１～４μｍ，有鞭毛，好氧或厌氧，接触酶阳性，氧化酶阳性，以ＣＯ↓［２］为碳源及能量或者以ＣＯ↓［２］和有机物为混合碳源和能量、氨氮或硝态氮为氮源的基础培养基中生长，该菌株于２００８年１月２４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”，其保藏号ＣＧＭＣＣ Ｎｏ．２３６１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李正魁，张晓姣，赖鼎东，李芳捷，杨竹攸，石鲁娜，吕溢修，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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