一种好氧反硝化菌株及其应用制造技术

本发明专利技术涉及假单胞菌(Pseudomonas sp.N200)，其保藏编号为：CGMCC No.18072。本发明专利技术的假单胞菌在高溶氧条件下能够进行高效反硝化。

A aerobic denitrification strain and its application

The invention relates to Pseudomonas sp.n200, and its preservation number is CGMCC no.18072. The Pseudomonas of the invention can carry out high-efficiency denitrification under the condition of high dissolved oxygen.

【技术实现步骤摘要】
一种好氧反硝化菌株及其应用
本专利技术属于微生物环保
，具体涉及一种好氧反硝化菌株-假单胞菌N200及其在脱氮中的应用。
技术介绍
硝态氮(NO3--N)是自然界中存在非常广泛的氮形态，是氮元素在环境中存在的重要形式之一。水环境中的NO3--N污染，主要源自农业灌溉过程以及城市径流、卫生和对工业废物的处置的不规范、受感染系统的泄漏等。目前，在作为自然水体的河流、湖泊等中，经常能检出μM至mM污染级别的NO3--N残留。对于NO3--N而言，污水处理厂(设备)在去除氨氮(NH4+-N)的同时，很容易造成NO3--N和NO2-N的积累，但通常NO3--N并不会被作为污水排出的标准，因此这部分NO3-N将会被排入到地下水、河流、湖泊等中。NO3--N在河流、湖泊等中会导致水体严重富营养化。如果在饮用水中存在高浓度的硝态氮，即硝酸盐，则会对人的健康造成影响，例如导致婴儿的高铁血红蛋白血症、以及成人的膀胱癌、非霍奇金淋巴癌、卵巢癌以及消化道癌症等。因此，水体NO3--N严重影响了人类健康、生态和水生生态系统，去除NO3--N对于防治这些问题至关重要。目前，从水中去除NO3--N的常用技术包括：吸附、离子交换、电化学、反渗透、膜过滤以及生物脱氮等。其中，生物脱氮技术，特别是投加微生物菌剂，因其投资小、效果好、不造成二次污染等优点，已成为去除水体硝酸盐的重要手段之一。反硝化是氮素生物地球化学循环的重要环节，可以直接将NO3--N以N2的形式去除。传统的反硝化为厌氧脱氮，而硝化过程是一个需氧反应，因此无法同步进行。通常采用好氧-厌氧交替工艺进行硝化-反硝化，但存在工艺繁琐，设施建设成本高，反应设备占地面积大、后期运行维护要求高、流域环境应用可行性较难的问题。然而，随着1980年首次分离出第一株好氧反硝化菌之后，越来越多的证据表明，好氧反硝化菌在生态系统氮素循环中起着不容忽视的作用。好氧反硝化工艺对工艺设备的要求低，既节约成本，又能大大提高脱氮效率，具备很高的应用价值和前景，具有广阔的应用空间。并且，好氧反硝化不仅仅可以运用于污水生物处理，同样可以适用于河湖原位修复。好氧反硝化菌为专性或兼性好氧细菌，在自然界中含量少，因此很难成为自然环境中的优势菌种，好氧反硝化菌的分离具有极大的难度。因此，分离、培养生活能力强、脱氮功能高的好氧反硝化菌株，并扩充已有的好氧反硝化菌种库为其未来应用提供了重要的物质基础。本专利技术的高效好氧反硝化菌假单胞菌N200可直接应用于城市、农村的生活污水治理，以及河湖的原位生态修复，具有较好的脱氮效果。通过投加该菌，可有效提高水体中氮的去除效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种好氧反硝化菌株假单胞菌N200，及其在污水脱氮和河湖修复中的应用。所述菌株脱氮效果好，可以应用在污水处理中，特别是高硝态氮含量的污水处理中。本专利技术的好氧反硝化菌株假单胞菌N200是从白洋淀养殖围堰中分离筛选得到的，其分类命名为：假单胞菌(Pseudomonassp.N200)，其为新种，于2019年7月4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(简称CGMCC；地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏编号为：CGMCCNo.18072。所述好氧反硝化菌株的16SrDNA序列如SeqID：1所示，其长度为1459bp。如图1所示，假单胞菌N200具有以下表型特征：在培养基1/10LB和反硝化琼脂培养基上28℃生长2天后，菌落呈直径1-2mm的淡黄色、圆形菌落，菌落表面光滑、湿润，边缘呈雾状、无晕环、不凸起。利用电镜观察，如图2所示，可见菌体个体为短杆状，大小为1.0～1.3μm×0.40～0.45μm，呈单个或成对排列。生理生化特征为：革兰氏阴性。所述好氧反硝化菌株的生长条件为：温度为15～42℃，pH为6～10。种属的确定与所述好氧反硝化菌株在序列上最相似的模式菌株为：PseudomonascompostiCCUG59231(T)(NCBI登记号：NR_116992)，其16S全长相似度达到97.94％。选取与之相近的多种假单胞菌模式菌株16S序列进行建树，并选择假单胞菌相近属的菌株ThiopseudomonasdenitrificansX2(T)作为外根，使用软件MEGA6.0的NJ法制作了进化树，其中Bootstrap选择1000。如图3所示，根据序列相似度和进化关系可知，确认本专利技术的好氧反硝化菌株属于假单胞菌属中的成员，且为一个新种菌株。对所述好氧反硝化菌株进行全基因组测序，并选择与序列最相似的模式菌株PseudomonascompostiCCUG59231(T)的全基因组(NCBI登记号：NZ_FOWP00000000)进行DAN-DNA杂交，估值为23.30％，远小于阈值(70％)；G+C含量差异为3.40。本专利技术的假单胞菌N200具有高效脱氮功能。通过在温度28℃溶解氧>3mg/L，优选为3-7mg/L，更优选为5-7mg/L的适宜条件下培养活化，及与水体一段时间的共存，对水体的硝态氮去除率可达到100％，总氮去除达50％以上。在一个实施方案中，本专利技术选取的污水试验样本，为排入白洋淀的农村生活污水。由于本专利技术的好氧反硝化菌株假单胞菌N200本身是筛选自白洋淀淀区的土著微生物，因此将其用于排入白洋淀内的农村生活污水的净化时，具有经济效益可观、大大节约污水处理成本、菌种的安全性高的优点。本专利技术的好氧反硝化菌株假单胞菌N200(以下，也简称本专利技术的菌株，或假单胞菌N200)由于可以通过反硝化作用脱氮，因此进一步适合用于我国的其他地域的各种硝态氮污染水体的处理。附图说明图1好氧反硝化菌株假单胞菌N200在平板上的菌落形态。图2好氧反硝化菌假单胞菌N200的电镜下的菌体形态。图3好氧反硝化菌假单胞菌N200与相近模式菌株的系统发育分析进化树图4假单胞菌N200的氮消除效果，A为在反硝化培养基中的氮消除，B为在所述反硝化培养基中的以OD600值反映的增殖曲线，其中，NO3--N表示硝态氮；NO2--N表示亚硝态氮；TN表示总氮。具体实施方式在本专利技术的一个实施方式中，挑取假单胞菌N200的单菌落，在溶解氧>3mg/L，优选为3-7mg/L，更优选为5-7mg/L，温度28℃，培养基(含有5‰胰蛋白胨、2.5‰酵母提取粉，1‰葡萄糖、1‰可溶性淀粉、0.5‰磷酸二氢钾、0.5‰磷酸氢二钠、0.2‰硫酸镁，pH7.3)的条件下培养24小时后，以含氮污水体积计，1/100(质量/体积比)的比例接种至含氮污水中，培养时间为48小时。好氧反硝化培养基的组成：硝酸钾1g/L、丁二酸钠4.68g/L、硫酸镁0.2g/L、氯化钙0.01g/L、EDTA0.07g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、磷酸氢二钠0.5g/L、硫酸亚铁0.01g/L、氯化钠5g/L、微量元素溶液(EDTA57.1g/L、硫酸锌3.9g/L、氯化钙7g/L、氯化锰1g/L、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.假单胞菌(Pseudomonas sp.N200)，其保藏编号为CGMCC No.18072。/n

【技术特征摘要】
1.假单胞菌(Pseudomonassp.N200)，其保藏编号为CGMCCNo.18072。


2.根据权利要求1所述的假单胞菌N200，其16SrDNA序列如SeqID：1)所示。


3.根据权利要求1～2中任一项所述的假单胞菌N200，其能够利用硝酸盐和铵盐进行反硝化脱氮。


4.脱氮(优选硝态氮)的方法，其特征在于使用权利要求1～3中任一项所述的假单胞菌N200。


5.根据权利要求4所述的脱氮方法，其中，脱氮的条件为：溶解氧DO为3～7mg/L，温度为15～42℃，pH为6～10。


6.根据权利要求4或5所述的脱氮方法，其包括以下步骤：
投菌步骤：将菌剂按照与水的体积比为1/100～1/1000的量加入至溶解氧保持为3～7mg/L的水中，所述菌剂包含1×108CFU/mL或OD600值为1的所述假单胞...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏耀，杨青，
申请(专利权)人：中成进出口股份有限公司，中国成套设备进出口集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11