一株海洋自絮凝菌与其驱动发展的适盐氮同化微生物组及构建方法与应用技术

本发明专利技术提供一株海洋自絮凝菌与其驱动发展的适盐氮同化微生物组及构建方法与应用，属于微生物和环境治理与修复技术领域。本发明专利技术从海洋沉积物中筛选得到一株海水嗜冷杆菌(Psychrobacter aquimaris)A4N01，其能够将氨氮同化合成有机氮，同步转化有机物和磷，由其发展的适盐氮同化微生物组具备良好的营养物质转化去除能力和沉降性能，对盐度耐受性广，可用于高盐污水处理、盐碱地培肥等方向，实现对高盐环境中氮、磷等营养元素的回收，操作简单、价格低廉、环境友好，因此具有良好的实际应用之价值。用之价值。用之价值。

【技术实现步骤摘要】
一株海洋自絮凝菌与其驱动发展的适盐氮同化微生物组及构建方法与应用


[0001]本专利技术属于微生物和环境治理与修复
，具体涉及一株海洋自絮凝菌与其驱动发展的适盐氮同化微生物组及构建方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]高盐环境中的营养物转化易受到盐度抑制，存在高盐污水处理困难、盐碱地物质转化难、营养易流失等问题。但由于高盐污水中含有大量的氮和磷，排放进入环境易造成水体的富营养化，因此需要对这类污水进行处理后才能排放。目前，针对高盐污水的生物处理方法主要是生物法，高盐环境中物质转化也主要依赖微生物的作用。对氮的转化主要通过微生物的硝化
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反硝化作用，利用氨氧化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐，再由亚硝酸盐氧化细菌转化为硝酸盐，最后通过反硝化细菌的作用将硝酸盐还原成亚硝酸盐后转化为氮气，最终实现对氮的转化去除。但在此过程中，由于盐度对微生物的活性会产生抑制作用，特别是亚硝酸盐氧化细菌对于盐度十分敏感，导致硝化
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反硝化途径受到抑制，出现亚硝酸盐累积的现象，导致除氮效率下降。同时，氮被转化为难利用的氮气，造成氮在生态系统的损失，并同时伴随着氧化亚氮等温室气体产生。此外，在高盐环境中，有机物和磷的去除也受到抑制，造成高盐污水污染物同步去除困难。
[0004]生物法实现营养物质转化的关键在于寻找具备对有机物、氮、磷等污染物利用能力的耐盐菌株，并实现该功能菌株在环境微生物组中的稳定作用。中国专利CN107739086A公开了一种利用海洋沉积物或淤泥发展的污泥实现高盐度废水脱氮的方法。通过逐步降低碳氮比、提高氨氮和总氮浓度的步骤，每个过程约30天达到稳定运行后进入下个步骤，59天后实现污泥的驯化过程。该污泥处理氯离子浓度为10
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30g/L废水时，同化作用除氮比例占总氮去除率95％，总氮去除率达到90％。但专利技术人发现，该方法中使用的污泥由于微生物群落多样，代谢特征不明确，存在调控方法复杂，存在污泥驯化时间长、系统启动慢等缺点。

技术实现思路

[0005]基于上述现有技术的不足，本专利技术提供一株海洋自絮凝菌与其驱动发展的适盐氮同化微生物组及构建方法与应用。本专利技术从海洋沉积物中筛选得到一株海水嗜冷杆菌，其将氨氮同化合成有机氮，同步转化有机物和磷，同时研究意外发现，由其发展的适盐氮同化微生物组同样具备良好的营养物质转化去除能力和沉降性能，对盐度耐受性广，可用于高盐污水处理、盐碱地培肥等方向，实现对高盐环境中氮、磷等营养元素的回收，操作简单、价格低廉、环境友好，因此具有良好的实际应用之价值。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术涉及以下技术方案：
[0007]本专利技术的一个方面，提供一株海水嗜冷杆菌(Psychrobacter aquimaris)A4N01，该菌株已于2021年1月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，(地址：湖北省武汉市武昌珞珈山武汉大学)，其生物保藏号为CCTCC NO：M 2021120。
[0008]本专利技术的第二个方面，提供一种微生物菌剂，所述微生物菌剂包含上述海水嗜冷杆菌A4N01。
[0009]本专利技术的第三个方面，提供一种适盐氮同化微生物组，其含有上述海水嗜冷杆菌A4N01；更具体的，所述适盐氮同化微生物组通过将上述海水嗜冷杆菌A4N01接种至高盐污水中培养即得；具体的，所述适盐氮同化微生物组可以为经上述处理后得到的高盐污水或者经上述处理后得到的活性污泥。
[0010]本专利技术的第四个方面，提供上述适盐氮同化微生物组的构建方法，所述构建方法如下：
[0011]将上述海水嗜冷杆菌A4N01接种至含有高盐污水的生物反应器中，运行至具有稳定氨氮去除效率和沉降性能后，即得到适盐氮同化微生物组。
[0012]本专利技术的第五个方面，上述海水嗜冷杆菌(Psychrobacter aquimaris)A4N01、微生物菌剂和/或适盐氮同化微生物组在如下任意一种或多种中的应用：
[0013]a)单细胞蛋白合成；
[0014]b)氮磷营养物质回收应用；
[0015]c)废水处理；
[0016]d)有机肥料的制备；
[0017]e)土壤肥力改良；
[0018]f)盐碱地生物修复；
[0019]g)水体富营养化治理；
[0020]h)水体污染修复；
[0021]i)温室气体减排及碳中和；
[0022]其中，所述b)中，基于同化作用代谢氮；
[0023]所述c)中，废水包括高盐污水、海产养殖废水、工业含盐污水、海水冲厕废水；
[0024]所述g)中，所述水体包括淡水和海水，优选为海水。
[0025]本专利技术的第六个方面，提供一种高盐环境中营养物质一体化、资源化转化的方法，所述方法包括：向高盐环境中施加上述海水嗜冷杆菌(Psychrobacter aquimaris)A4N01、微生物菌剂和/或适盐氮同化微生物组。
[0026]更具体的，所述高盐环境为高盐水环境，所述高盐水环境其盐度不低于3％(w/w)，进一步优选为3％
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7％(w/w)。
[0027]上述一个或多个技术方案的有益技术效果：
[0028]1、上述技术方案通过筛选分离得到一株具有絮凝、氮同化功能的海水嗜冷杆菌(Psychrobacter aquimaris)A4N01，经研究发现该菌株可以通过同化的方式代谢氨氮，不产生硝酸盐和亚硝酸盐，不产生氮损失，对盐度耐受范围广，可实现碳氮磷营养物质一体化去除。该菌株可以驱动适盐氮同化微生物组的形成，通过管理微生物组结构，调控由其发展的微生物组的代谢方向；
[0029]2、上述技术方案中的氮同化海洋自絮凝细菌发展适盐氮同化微生物组的方法，微
生物组启动、培养在盐度为3％的模拟废水中进行即可，不进行盐度梯度驯化，启动快、耗时少、操作简单、成本低廉；
[0030]3、上述技术方案中的适盐氮同化微生物组以同化的方式去除氨氮，在处理高盐废水时，不产生亚硝酸和硝酸盐，对氨氮、总氮去除效率高，且氮无损失，具有绿色高效等优点，为生物高盐污水除氮供了新的途径；
[0031]4、上述技术方案中的适盐氮同化微生物组具备良好的有机物和磷去除能力和良好的沉降性能，能实现对高盐废水中营养物质的回收；该适盐氮同化微生物组含有大量有机质和有机氮，可用于有机肥制备，在土壤生物改良、盐碱土肥力固持等领域具有广泛的应用前景；
[0032]5、上述技术方案中的适盐氮同化微生物组对盐度为3％
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7％(w/w)的高盐污水中氨氮具有一定去除效率，对不同盐度的冲击耐受性强，可用于海产养殖废水、工业含盐污水、海水冲厕废水等高盐污水处理，在污水处理系统中的应用具有广阔的工业化应用前景。
附图说明
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株海水嗜冷杆菌(Psychrobacter aquimaris)A4N01，该菌株已于2021年1月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，其生物保藏号为CCTCC NO：M 2021120。2.一种微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂包含权利要求1所述海水嗜冷杆菌A4N01和/或海水嗜冷杆菌A4N01的代谢物。3.一种适盐氮同化微生物组，其特征在于，其含有权利要求1所述海水嗜冷杆菌A4N01和/或海水嗜冷杆菌A4N01的代谢物；优选的，所述适盐氮同化微生物组通过将上述海水嗜冷杆菌A4N01接种至高盐污水中培养即得；优选的，所述适盐氮同化微生物组的存在形式包括高盐污水或活性污泥。4.权利要求3所述的适盐氮同化微生物组的构建方法，其特征在于，所述构建方法如下：将海水嗜冷杆菌A4N01接种至含有高盐污水的生物反应器中，运行至具有稳定氨氮去除效率和沉降性能后，即得到适盐氮同化微生物组。5.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，控制接种菌体不少于5g/L；所述高盐污水为模拟高盐污水，所述模拟高盐污水的盐度不低于3％(w/w)，采用陈海水配置；优选的，所述模拟高盐废水组分包括：葡萄糖0.8g/L，乙酸钠0.5g/L，氯化铵0.55g/L，磷酸氢二钾0.14g/L和蛋白胨0.25mg/L，陈海水配制，盐度为3.3％。6.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法包括：所述生物反应器为序批式生物反应器；采用连续方式运行，以含盐量...

【专利技术属性】
技术研发人员：周维芝，张梦汝，韩飞，刘喆，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：