本发明专利技术公开了一种能够在高盐条件下进行生物脱氮的小短杆菌菌株及其应用。本发明专利技术提供的小短杆菌（Brachybacterium）菌株已于2012年3月29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)，保藏号为CGMCC?No.5947。在盐度（以NaCl计）3%-10%下，将该菌株置于溶解氧为2-6mg/L的含氮废水中即可生物脱氮。该菌株对高盐度的耐受能力强，在高盐条件下生长良好，并且同时具备异养硝化和好氧反硝化的能力。在高盐、好氧条件下，该菌株能够进行同步硝化反硝化，高效、彻底地去除污水中的总氮，从而有效解决高盐条件下生物脱氮难以进行的重大难题，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物脱氮领域，特别涉及一种用于高盐生物脱氮的小短杆菌菌株(Brachybacterium)及其应用。
技术介绍
随着社会的进步和经济的发展，我国各类水体富营养化污染日益严重，蓝藻赤潮问题频发，对水体安全和人体健康造成了巨大的损害。氮、磷等营养物质过剩是引发水体富营养化的根本原因，一般认为当水体中N浓度>0. 2mg/l、P浓度>0. 02mg/l时就可能出现富营养化现象。生活污水是氮、磷等营养物质的最大排放源；为此，我国一直致力于开发各种各样的生活污水脱氮除磷工艺以从根本上防止富营养化问题的发生。生物脱氮技术是目前应用最广的污水脱氮技术，基本原理是在微生物的作用下将污水中的有机氮和氨态氮转化为N2的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。硝化反应是由一群自养好氧微生物完成的，它分为两个阶段，分别由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌完成。第一步是由亚硝酸菌将NH4+氧化为N02_，第二步是由硝酸菌将N02_进一步氧化为N03_。反硝化反应是由一群异养型兼性厌氧微生物完成的，是指在无氧或低氧条件下，反硝化细菌将N02_和N03_还原为氮气的过程。由上述基本原理可以看出，生物脱氮过程本身就存在着矛盾硝化反应需要较长的污泥龄和好氧条件，大量有机物存在时会造成硝化细菌的流失；而反硝化细菌则需要较短的污泥龄和缺氧条件，高度依赖有机物为其脱氮过程提供电子供体。因硝化细菌和反硝化细菌生理机制的差异导致了基于该理论的污水脱氮技术工艺冗长，能耗大，占地面积大，且对环境变化非常敏感，尤其在高盐条件下脱氮效率不佳。高盐度对常规生物处理系统中微生物的正常代谢会产生不利的影响，主要包括渗透压偏高，微生物细胞质壁分离，使生长受到阻碍甚至死亡；微生物代谢酶活性受阻；水体密度增加，影响污泥沉降效果等。这些原因会导致微生物对污染物的去除率明显降低，出水难以达标。近些年来，有研究者通过选择培养驯化出耐高盐的菌种，以及从自然界高盐环境中分离出耐盐菌和嗜盐菌，将其应用于高盐废水处理，取得了一定处理效果。但就现有研究来看，高盐废水中的生物脱氮效果并不十分理想。本申请的专利技术人分离出一株小短杆菌(Brachybacterium),发现其能够耐高盐并且兼具异养硝化-好氧反硝化的能力；利用这类具有特殊性质的细菌的生理特性和代谢机理，基于硝化过程可以是异养细菌的生理行为，而反硝化过程可以在好氧条件下进行，使得可在高盐条件的同一好氧环境下完成脱氮过程，能够较好克服传统生物处理过程中存在的矛盾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高盐生物脱氮的小短杆菌菌株及其在高盐废水处理 中的应用。本专利技术提供的小短杆菌(Brachybacterium)菌株已于2012年3月29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)，保藏号为CGMCC No. 5947。本专利技术所提供的菌 株，具有以下表型特征在25_35°C下，营养琼脂培养基上培养16-32h后，菌落表面光滑，浅黄色；通过革兰氏染色后在显微镜下呈阳性，菌体呈短杆状，大小为(0.6-1. 2) UmX (I. 5-6.0) Pm,菌落较小,扁平。该菌株的16S rRNA基因序列特征其16S rRNA具有如序列表中序列I所示的核苷酸序列，序列长度为1360bp。根据其形态特征和生理生化特征及其16S rRNA基因序列在Genbank中的检索结果，鉴定该菌株为小短杆菌(Brachybacterium)。根据该菌株耐盐性能实验结果,小短杆菌(Brachybacterium)耐盐范围(以 NaCl 计)为 1%_13%。本专利技术所提供的小短杆菌(Brachybacterium)能够在高盐条件下，以有机物为电子受体，NH4+为电子供体，将NH4+氧化为NOf或NO3-;能够在好氧的条件下，以有机物为电子供体，NO2-或N03_为电子受体，将其还原为氮气，实现在高盐条件下脱氮的目的。所述废水的盐度(以NaCl计)范围为1%_13%，优选为3%_10%。所述废水的接种量可为5-15%，优选为10%。所述废水的碳氮比可为3. 7-9，优选为9。所述废水的温度可为20_40°C，优选为20_30°C，更优选为30°C。所述废水的pH可为6. 5-8. 0，优选为6. 5-7. 5，更优选为6. 5-7. O。本专利技术的小短杆菌(Brachybacterium)及其应用与现有技术相比较有如下有益效果(I)本专利技术的小短杆菌(Brachybacterium)菌株对高盐的耐受力强,能够在高盐、好氧条件下以氨氮为唯一氮源生长，并进行异养硝化-好氧反硝化作用，利用该菌株的这种特性，可以将其直接接种于高盐含氮废水，只需要通过好氧阶段即可实现总氮的快速去除。该菌株的应用可以解决高盐条件下微生物代谢受阻，硝化反应难以进行的问题；另外，不需设置缺氧反硝化段即可实现总氮的有效去除，简化了工艺流程，节约了基建和运行费用，具有巨大的经济效益和环境效益。(2)本专利技术的小短杆菌(Brachybacterium)菌株适用于高盐度废水的脱氮处理,应用前景广阔，具有很好的社会效益。(3)本专利技术的小短杆菌(Brachybacterium)菌株在30°C下接种到初始氨氮浓度为40mg/L、盐度(以NaCl计)为3%的废水中，可以利用葡萄糖为唯一碳源,氨氮为唯一氮源进行新陈代谢。经过36h，氨氮的去除率达到94. 75%，且无硝氮与亚硝氮的明显积累。(4)本专利技术的小短杆菌(Brachybacterium)菌株生长盐度((以NaCl计)范围为1-13%，在盐度为3-10%的范围内均能够生长良好并高效脱氮。(5)本专利技术的小短杆菌(Brachybacterium)菌株在接种量较大约为10%时,脱氮性能较好。但即使在接种量较小约为5%时，仍能高效去除废水中的氮素，处理效果并不随接种量的降低而明显下降，这种特性也使得菌种在实际应用中经济可行。下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细描述。本领域的普通技术人员可以理解，实施例仅仅是举例说明的目的，本专利技术的范围并不以具体实施方法为限，而是由权利要求的范围加以限定。附图说明图I为小短杆菌(Brachybacterium)菌株的显微镜照片图2为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在盐度(以NaCl计)为5%下对氨氮的降解曲线图3为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在盐度(以NaCl计)为5%下对磷酸盐的降解曲线图4为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在不同盐度下对氨氮的降解曲线图5为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在不同接种量时对氨氮的降解曲线图6为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在不同温度条件下的氨氮降解曲线 图7为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在不同pH条件下的氨氮降解曲线图8为小短杆菌(Brachybacterium)菌株在不同C/N条件下的氨氮降解曲线具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不限于一下实施例。下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中，所述百分含量如无特殊说明，均为质量百分含量。实施例中各种污染物的监测分析方法参考《水和废水监测分析方法》(第四版，中国环境科学出版社，2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种小短杆菌Brachybacterium,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No. 5947。2.根据权利要求I所述的小短杆菌Brachybacterium,其特征在于该小短杆菌菌株的16S rRNA基因序列长度为1360bp，如序列表中序列I所不。3.根据权利要求I或2所述的小短杆菌Brachybacterium,其特征在于在30_40°C下，营养琼脂培养基上培养16_32h后,菌落表面光滑,浅黄色；通过革兰氏染色后在显微镜下呈阳性，菌体呈短杆状，大小为(0.6-1. 2) UmX (1.5-6. 0) Pm，菌落较小，扁平。4.根据权利要求1-3之一所述的小短杆菌Brachybacterium,其特征在于能够以有机物为电子受体，NH4+为电子供体，将NH4+氧化为NOf或N03_ ;能够在高盐、好氧的条件下，以有机物为电子供体，NO2-或N03_为电子受体，将其还原为氮气，从而实现在高盐条件下脱氮的...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪晋仁，邓若男，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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