一株同步异养硝化好氧反硝化除磷菌及其应用制造技术

一株同步异养硝化好氧反硝化除磷菌及其应用属于微生物技术领域。所述菌株于2021年9月17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(GGMGG)，保藏编号为GGMGG No.23440。Pseudomonas aeruginosaSNDP

【技术实现步骤摘要】
一株同步异养硝化好氧反硝化除磷菌及其应用


[0001]本专利技术属于微生物
，涉及一株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) SNDP
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01及其应用。该菌株具有同步异养硝化好氧反硝化并过量吸磷的功能，将该菌株接种到生活污水中，可以在一个反应器内实现废水的同步脱氮除磷。

技术介绍

[0002]随着社会的进步和经济的发展，富含氮磷的生活污水和工业废水的过量排放使得我国各类水体的富营养化问题逐渐突出，不仅给水体生态系统造成了损害，也给人类的健康带来了巨大的威胁。因此，限制出水中氮磷的浓度对于污水处理厂来说至关重要。污水的处理方法主要分为化学法、物理法和生物法，其中，生物治理法因其具有效率高、成本低、环境友好等特点被广泛应用于生活污水处理中。
[0003]在传统的生物脱氮除磷工艺中，污水中的氨氮首先在好氧条件下发生自养硝化作用氧化为亚硝态氮或硝态氮，然后在厌氧条件下发生异养反硝化作用还原为氮气；而污水中的正磷酸盐在异养的聚磷菌(PAOs)的作用下，在好氧条件被过量吸收至胞内以聚磷颗粒的形式存储，厌氧条件下分解聚磷释放正磷酸盐，通过排泥的方式将体系内的磷去除。因此，传统的去除工艺需要厌氧释磷、缺氧反硝化、好氧硝化的分段处理，这不仅增加了设备的复杂性，还增加了占地面积和运行成本。另外，异养反硝化菌和聚磷菌对于碳源的竞争也不利于构建一个稳定且可持续的脱氮除磷生物系统。因此，最好的解决方法是将这些独立的过程结合起来实现在单个反应器内的同步脱氮除磷。
[0004]近年来，一些同步异养硝化好氧反硝化除磷菌(SNDPR)的发现使得这种设想成为了可能，这些菌株能在好氧的条件下将氨氮转化为氮气，同时也能吸收过量的正磷酸盐进入胞内，这使得脱氮除磷过程能够在一个反应器内完成，且不存在不同功能菌株的对底物的竞争问题，不仅能够减少反应器数量，简化脱氮过程，而且能够降低运行成本。
[0005]然而，目前分离出来的SNDPR菌数量较少，且这些菌株大都存在厌氧释磷的问题，容易造成水体的二次污染。因此，发现和分离更多具有异养硝化好氧反硝化能力的除磷菌将有利于扩大该类微生物的应用领域，促进对微生物在自然界作用的认知。
[0006]本专利技术从污水处理厂的二沉池的活性污泥中筛选出一株具有异养硝化好氧反硝化功能的除磷菌。在严格的好氧条件下，该菌株能够实现高效的同步脱氮除磷功能，且去除的磷以磷单酯的形式储存在胞外分泌物(EPS)中，不存在厌氧磷酸盐的释放，有利于磷的资源回收。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一株具有异养硝化好氧反硝化能力的除磷菌
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铜绿假单胞菌 (Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01，该菌突破了传统生物脱氮除磷理论的限制，能够在一个反应器内实现同步脱氮除磷。
[0008]本专利技术提供了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01在实际生活污水
处理中的应用，将该菌接种至高氮磷废水中，可以在一个好氧的单级反应器中同步脱氮除磷，克服了现有生物脱氮除磷工艺硝化过程、反硝化过程、吸/释磷过程需要分段进行的技术瓶颈，应用前景广阔，具有良好的经济和社会效益。
[0009]本专利技术所述的应用相较于传统生物脱氮除磷工艺而言，其特点在于硝化过程不是传统的自养条件而是异养条件，反硝化过程不是传统的厌氧条件而是好氧条件，除磷过程并非利用聚磷菌在厌氧/好氧交替的条件下进行，而是利用好氧摄磷菌在完全好氧的条件下进行。这就使得脱氮除磷过程在好氧异养的一个状态下由一种功能菌株完成，不需要复杂的条件变换，也不存在传统脱氮除磷工艺中发生的不同功能菌群的相互竞争问题。
[0010]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为CGMCC No.23440，保藏日期为2021年9月17日。16S rDNA核苷酸序列长度为1421bp。
[0011]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01生长于基础固体培养基上，基础固体培养基配制方法为：称取柠檬酸钠3.5833g、硫酸铵0.472g、磷酸氢二钾 0.075g、硫酸镁0.05g、氯化钠0.12g、微量元素1ml、琼脂15
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20g，将上述药品溶于1L的去离子水中，121℃灭菌20min后倒入培养皿中制成固体培养基。
[0012]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01接种至固体基础培养基并培养48h后，呈现表面光滑湿润、中间略微凸起、边缘不规则的白色菌落，能分泌一种使培养基呈蓝绿色的水溶性色素。革兰氏染色呈阴性。扫描电镜结果显示该菌大小为 (1.5
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5)μm
×
(0.5
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1)μm，呈杆状或短杆状。
[0013]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01能够在好氧条件下以有机物为电子供体，将氨氮转化为亚硝态氮或硝态氮，实现异养硝化过程；也能在好氧条件以有机物为电子供体，将亚硝态氮或硝态氮还原为氮气，实现好氧反硝化过程；同时还能在好氧条件下以氨氮和亚硝态氮、氨氮和硝态氮为混合氮源实现同步硝化反硝化脱氮过程。
[0014]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01能够在好氧脱氮的同时将正磷酸盐转运至胞内最后主要以磷酸单酯的形式储存在EPS中，实现不以厌氧释磷为前提的直接好氧吸磷过程。
[0015]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01发挥优良的同步脱氮除磷性能的最佳条件为：碳源为柠檬酸钠，C/N为10
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15，P/N为0.1
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0.2，培养温度为30
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35℃， pH为7.5
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8.5，转速为120
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160rpm。
[0016]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01在好氧脱氮过程中不存在中间产物(NO2‑
和NO3‑
)的累积，具有良好的应用前景。
[0017]本专利技术提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01其好氧磷酸盐利用途径为：一部分正磷酸盐用于胞内代谢及合成细胞膜，另一部分正磷酸盐形成磷酸单酯后储存在EPS中，不存在厌氧磷酸盐释放的过程，有利于磷元素的资源回收。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株同步异养硝化好氧反硝化的除磷菌
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铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01，其特征在于：保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏日期为2021年9月17日，保藏号为CGMCC No.23440，16S rDNA基因序列长度为1421bp。2.应用如权利要求1所述铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01的方法，其特征在于：可以利用利用的有机碳源包括柠檬酸钠、乙酸钠、丁二酸钠、葡萄糖、蔗糖，可以利用的无机氮源包括氨氮、亚硝态氮和硝态氮；可以利用的无机磷源为正磷酸盐。3.应用如权利要求1所述铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)SNDP
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01的方法，其特征在于：氨氮和磷酸盐去除性能的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔有为，黄镁淇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：