一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种高效脱氮的异养硝化‑好氧反硝化菌株，所述菌株为假单胞菌菌株(Pseudomonas mendocina)xh7，其保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2021275。该菌株在好氧条件下实现氨氮、亚硝酸盐以及硝酸盐氮的同步去除，且去除效率高；且硝化和反硝化偶联进行，可以有效解决自养硝化细菌增殖缓慢、系统水力停留时间长的问题。

A heterotrophic nitrification aerobic denitrification strain for efficient nitrogen removal and its application

【技术实现步骤摘要】
一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株及其应用
本专利技术属于环境微生物领域，具体涉及一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株及其应用。
技术介绍
在水产养殖中，氮污染是导致养殖水质恶化的重要因素之一，严重威胁水生生物的生存。微生物在氮转化中具有重要的作用，其可通过氨化、硝化以及反硝化作用，将水体中有害的氮污染物转化为气态物质排出水体。生物脱氮因其经济高效、绿色环保而备受关注。传统的生物脱氮通常包含两个过程：第一步为硝化作用，即硝化细菌在好氧条件下将NH4+-N经NO2--N转化为NO3--N的过程；第二步是反硝化细菌在厌氧条件下将NO3--N、NO2--N还原为气态氮的过程。由于参与这两个过程的细菌对氧气和有机物的耐受程度不同，因此传统的生物脱氮系统包含两个单独的体系，导致脱氮效率低下和脱氮成本升高。随着研究的深入，异养硝化细菌逐渐被发现和分离，其能够在利用水体中有机物进行自身生长的同时，将水体中含氮化合物通过硝化作用，转化为羟胺、NO2--N或NO3--N等；与此同时，大部分细菌还可同时进行好氧反硝化作用，将NO2--N或NO3--N转化为含氮气体。近年来，陆续从土壤、深海火山口、污泥、湖水等地分离出了多种同时具有异养硝化和好氧反硝化作用的微生物，这是一类具有重要应用价值的微生物资源。它们的发现解决了传统生物脱氮处理启动时间长、稳定性差、硝化环节条件要求苛刻、硝化和反硝化不能同步进行等缺点，有望克服传统处理工艺在处理效率与经济使用两方面的矛盾，具有良好的发展前景。但就目前研究情况而言，异养硝化好氧反硝化菌种较少，且处理废水效果不佳，因此扩增异养硝化好氧反硝化菌菌种资源，提高其处理废水效能，增强其实用性，成为迫切需要。
技术实现思路
针对以上问题和不足，本专利技术的目的在于提供一株具有异养硝化一好氧反硝化活性的细菌；另一个目的是提供该菌株从养殖池塘底泥中筛选的培养方法和使用方法，使该菌株不仅可快速将氨氮去除，而且可在亚硝酸盐或硝酸盐为唯一氮源条件下生长，并将亚硝酸盐或硝酸盐中的氮有效去除。该菌株以柠檬酸钠为碳源，对水体中的氨氮、硝态氮等进行好氧降解，且在脱氮过程中几乎不积累亚硝态氮，避免了二次污染。一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株，所述菌株为假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7，其保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2021275，保藏日期为：2021年3月25日，地址为：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内。进一步方案，所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7的16SrDNA的有效序列长度为1500bp，其序列如SEQIDNO：1所示。进一步方案，所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7是从养殖池塘底泥中经过富集培养及分离纯化而得到的。进一步方案，所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7是氨氮、硝酸盐或亚硝酸盐作为唯一氮源生长。本专利技术的另一项专利技术目的是提供上述高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株的应用，所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7用于含氮水体脱氮。进一步方案，所述含氮水体指含氨氮、亚硝态氮或硝态氮的有机废水。进一步方案，所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7是从养殖池塘的底泥经异养硝化富集培养后，依次经好氧反硝化筛选、显色培养基、R2A液体培养基培养后，接种于含氮水体中进行好氧连续培养。进一步方案，所述好氧连续培养是利用柠檬酸钠为碳源，其温度为30-35℃；所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7的接种量为含氮水体体积的1％。本专利技术提供该菌在水体生物脱氮中的应用，使用本专利技术提供的细菌可有效地脱除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。本专利技术所提供的假单胞菌Pseudomonassp.xh7菌株及其应用与现有技术相比较有如下有益效果：(1)本专利技术所提供的假单胞菌Pseudomonassp.xh7能分别利用氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐为唯一氮源生长，可以在好氧条件下实现氨氮、亚硝酸盐以及硝酸盐氮的同步去除，且去除效率高，解决了传统废水处理中生物脱氮需要采取好氧硝化，缺氧反硝化分段处理的瓶颈问题，硝化和反硝化偶联进行，反硝化过程中产生的碱度可以很好地弥补硝化过程中产生的酸度，整个过程无需加碱调节pH，相比自养硝化，异养硝化细菌的生长速率快，细胞产率高，可以有效解决自养硝化细菌增殖缓慢、系统水力停留时间长的问题；(2)采用本专利技术的菌株，可以完成碳氮生物同步去除，无需构建新的反应器，最大限度的简化了工艺流程，节省了设备和投资的成本，具有较好的经济效益和环保效益。附图说明图1：菌株xh7系统发育进化树，显示与其亲缘关系最近的菌株为PseudomonasmendocinaNBRC14162；图2：菌株xh7以氨氮为唯一氮源的生长特性；图3：菌株xh7以氨氮为唯一氮源的脱氮性能，其中a显示氨氮去除过程中硝态氮和亚硝态氮积累量较少，b显示总氮去除率在32小时达到100％；图4：菌株xh7以硝酸盐和亚硝酸盐为氮源时的生长曲线。图5：菌株xh7以硝酸盐和亚硝酸盐为氮源时的脱氮特性；图6：菌株xh7与菌株WZUF22去除NH4+-N污水能力的对比。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作出进一步的详细阐述，所述实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。实施例中用到的培养基配方如下：异养硝化富集培养基：(NH4)2SO40.472g，琥珀酸钠4.052g，50ml维氏盐溶液，加水溶解，补充蒸馏水至1L，调节pH至7.0。其中维氏盐溶液(g/L)：K2HPO45.0g，FeSO4·7H2O0.05g，NaCl2.5g，MgSO4·7H2O2.5g，MnSO4·4H2O0.05g。好氧反硝化富集培养基：0.36g/LKNO3，10.55g/LNa2HPO4·12H2O，1.5g/LKH2PO4，0.1g/LMgSO4·7H2O，4.0g/L柠檬酸钠，0.2％(体积比)微量元素溶液。微量元素溶液：50g/LEDTA-Na2，2.2g/LZnSO4，5.5g/LCaCl2，5.06g/LMnCl2·4H2O，5.0g/LFeSO4·7H2O，1.57g/LCuSO4·5H2O，1.61g/LCoCl2·6H2O。GN显色培养基：1.0g/LKNO3，8.5g/L柠檬酸钠，1.0g/LL-天冬酰胺，1.0g/LKH2PO4，1.0g/LMgSO4·7H2O，0.2g/LCaCl2·6H2O，0.05g/LFeCl3·6H2O，0.1％(体积比)的1％(质量比)的溴百里酚蓝(BTB)，调节pH为7.0。在液体显色培养基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株，其特征在于：所述菌株为假单胞菌菌株(Pseudomonas mendocina)xh7，其保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2021275。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株，其特征在于：所述菌株为假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7，其保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2021275。


2.根据权利要求1所述的一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株，其特征在于：所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7的16SrDNA的有效序列长度为1500bp，其序列如SEQIDNO：1所示。


3.根据权利要求1所述的一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株，其特征在于：所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina)xh7是从养殖池塘底泥中经过富集培养及分离纯化而得到的。


4.根据权利要求1所述的一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株，其特征在于：所述假单胞菌菌株(Pseudomonasmendocina...

【专利技术属性】
技术研发人员：高娜，梁阳阳，杨坤，李静，方婷，赵秀侠，卢文轩，洪大保，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院水产研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34