本发明专利技术涉及一株兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的喹啉降解菌QL2及其应用。本发明专利技术的喹啉降解菌属于红球菌(Rhodococcus?sp.)，命名为QL2。该菌株可以利用喹啉作为唯一碳源、氮源和能源进行生长繁殖，能将100mg/L和150mg/L的喹啉在24h内完全降解，进而达到去除污水中喹啉的目的；也可以利用有机碳为唯一碳源，氨氮为唯一氮源通过异养硝化-好氧反硝化作用把氨氮直接转为气体产物，达到脱氮的目的；还能在好氧条件下将无机磷摄入体内转化为自身组分进而实现去除污水中磷元素的目的。该菌株可在单一好氧条件下同步去除碳氮磷，能独立完成污水中难降解有机物的去除和生物脱氮除磷的全过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一株兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的喹啉降解菌QL2及其应用。该喹啉降解菌QL2属于红球菌(Rhodococcus sp.),具有降解喹啉的功能，同时还兼有异养硝化-好氧反硝化的功能，并可以在同步硝化反硝化脱氮的过程中完成污水中含磷污染物的去除，从而达到污水中难降解有机物的去除和同步生物脱氮除磷的目的。
技术介绍
喹啉及其衍生物是典型的多环芳香含氮杂环化合物，用途十分广泛，可用于医药、农药、染料、催化等诸多化工领域，因此在环境中的分布比较广，且由于良好的水溶性和扩 散性，已成为土壤、地表水及地下水中常见的污染物。喹啉具有毒性，对生物体有致癌、致畸、致突变性。如果这类污染物不妥善处理而排放到环境中，则会对环境和生态系统产生严重影响。因此，寻找有效去除喹啉的方法具有十分重要的意义。与物理和化学方法相比，生物处理法具有处理量大、成本较低、条件温和及不产生二次污染等特点，更符合构建环境友好型及资源节约型社会的要求。近年来，生物强化技术在不改变现有处理设施的基础上，通过特定功能微生物的添加，提高原有生物处理系统对目标污染物的去除效果，大大提高了污水处理能力，因而越来越引起人们的重视。从20世纪70年代以来，国外研究者就开始分离降解喹啉的微生物，其中以假单胞菌属(Pseudomonas sp.)最多,其他菌属的较少。但到目前为止,对于此类化合物的生物降解研究仍相当有限。喹啉降解菌的其他功能的研究更是少之又少。水体富营养化污染的日益严重，使得人们越开越重视污水中的脱氮问题。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。其中包括好氧自养硝化和厌氧异养反硝化两个反应过程。但是，生物脱氮过程中硝化细菌和反硝化细菌生理机制的差异导致了基于硝化反硝化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，脱氮效率不佳。生物除磷工艺被认为是目前较为经济的除磷方法，其基本原理是聚磷菌(Poly-phosphate-Accumulatuing Organisms, PAOs)的好氧吸磷-厌氧释磷过程通过排泥的方式将被细菌过量摄取的磷随剩余污泥排出系统即可实现除磷的目的。传统生物脱氮除磷一般要涉及脱氮的硝化和反硝化过程，除磷的释磷和吸磷等过程，而其发生机制的差异使得这两个过程本身就是一个矛盾统一体。各个阶段的目的不同，直接导致其微生物组成、基质类型及对环境条件的要求也各不相同，因而在同一处理系统中同时完成脱氮除磷就不可避免地会产生一系列矛盾。硝化菌作为硝化过程的主体菌需要长的泥龄和好氧环境，而作为反硝化过程主体菌的反硝化菌则需要短泥龄和缺氧环境，除磷过程中聚磷菌需要的是短泥龄和厌氧环境，而吸磷过程则需要在好氧环境下才能发生。除此之外，释磷过程和反硝化作用之间还存在着碳源不足的情况下会发生竞争关系，而硝化过程又存在着对碳源的排斥作用，因此在整个处理系统中形成了碳源供需不平衡的矛盾关系。因此，目前生物脱氮除磷工艺的发展前景主要是致力于解决在同一污水处理系统中实现脱氮除磷的矛盾。传统脱氮除磷工艺中这些矛盾的存在，直接造成我国大多数污水处理厂出现运行成本高、能耗大、脱氮除磷效果不稳定、出水氮磷难以同时达标且达标率较低等多种亟待解决的问题。开发高效节能且环境友好型的污水处理工艺已经迫在眉睫。本专利技术是从某钢铁厂焦化废水生物处理系统中的曝气池回流污泥中取样，经驯化、分离及纯化得到的一株红球菌Rhodococcus sp. QL2,发现其具有降解喹啉的能力；进一步研究发现菌株QL2具有异养硝化-好氧反硝化的能力且在单一好氧条件下兼有除磷的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一株可有效解决有机污染物喹啉并用于环境污染治理的新菌株——红球菌Rhodococcus Sp.QL2。本专利技术提供的菌株QL2具备快速降解喹啉的同时还能同步去除废水中氮磷的特性，为废水中难降解有机物和氮磷的同步去除提供了新的思 路。本专利技术所提供的喹啉降解菌QL2取自某钢铁厂焦化废水生物处理系统中的曝气池回流污泥。在含有喹啉的富集培养基中驯化培养，再在以喹啉为唯一碳源、氮源和能源的无机盐培养基中进行驯化培养，并通过平板划线分离纯化得到。其中，喹啉富集培养基成分为蛋白胨10. 0g/L,葡萄糖1. 5g/L,酵母膏3. 5g/L，NaCl 9. 5g/L。喹啉无机盐培养基成分为=K2HPO4 3H20 0. 79g/L，MgSO4 7H20 0. 2g/L, FeSO4 7H20 0. 02g/L, CaCl2 2H20 0. 002g/L, NaCl1. 0g/L，0. 1% 备用微量元素溶液；微量元素储备液组分为=MnSO4 H2O 0. 2g/L，CuSO4 5H20 0. lg/L，ZnS04 7H20 0. 2g/L，CoCl2 6H20 0. 09g/L, Na2MoO4 2H20 0. 12g/L, H3BO3 0. 006g/L。本专利技术所提供的菌株，具有以下表型特征在30_40°C下，LB培养基上培养16_32h后，菌落为规则的圆形，边缘整齐，表面光滑，菌落颜色呈橙红色；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(1.1 1.5) ymX0.9iim，细胞单个出现。该菌株QL2的16S rRNA基因序列特征其16S rRNA具有如序列表I所示的核苷酸序列，序列长度为1492bp，Genbank中的登录号为EF079074。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QL2为红球菌(Rhodococcus sp.)。专利技术通过的红球菌Rhodococcus sp. QL2 ,于2012年11月09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，其保藏号为CGMCC No. 6812。本专利技术所提供的红球菌Rhodococcus sp. QL2能够以喹啉作为唯一碳源、氮源和能源进行生长繁殖，在24h内将100mg/L和150mg/L的喹啉降解完全。菌株QL2可以对含较高浓度喹啉的工业废水具有良好的降解效果，可以应用于焦化废水等含难降解有机物喹啉的生物强化处理，应用前景广阔。本专利技术所提供的红球菌Rhodococcus sp. QL2能够以有机物为电子受体，NH4+为电子供体，将NH4+氧化为NO2-或NO3-;能够在好氧条件下，将无机磷摄入体内转化为自身组分进而实现去除污水中磷元素的目的。该菌株的这种特性，能够在好氧条件下达到氮磷的同步去除，避免了传统污水处理中生物脱氮除磷必须需要采取厌氧释磷、缺氧反硝化、好氧硝化吸磷的分段处理问题，最大限度地简化了工艺流程，设备和投资的成本相应减少，因此，具有较好的经济效益和环保效益。本专利技术所提供的红球菌Rhodococcus sp. QL2降解喹啉的过程中喹啉环上的N是以氨氮的形式释放出来，在有可利用碳源的情况下，释放出的氨氮能被该菌株所利用，同时喹啉降解过程中氨氮的利用伴随着磷酸盐的去除。该菌株可以高效地降解喹啉同时在好氧条件下能同步去除氮磷，可独立完成污水中难降解有机物的去除和生物脱氮除磷的全过程，显示出广阔的应用前景和社会效本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种兼具异养硝化?好氧反硝化与除磷功能的红球菌Rhodococcus?sp.QL2，其特征是所述红球菌QL2具有喹啉降解功能，同时能在单一好氧条件下实现碳、氮、磷的同步去除。
【技术特征摘要】
1.一种兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的红球菌Rhodococcus sp. QL2,其特征是所述红球菌QL2具有喹啉降解功能，同时能在单一好氧条件下实现碳、氮、磷的同步去除。2.根据权利要求1所述的红球菌Rhodococcussp. QL2,其特征在于该红球菌 Rhodococcussp. QL2的16S rRNA基因如序列表I所不，序列长度为1492bp, Genbank中的登录号为EF079074,所述红球菌Rhodococcus sp. QL2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. 6812，保藏日期为2012年11月9日。3.根据权利要求1所述的红球菌Rhodococcussp. QL2,其特征在于该红球菌QL2是从某钢铁厂焦化废水生物处理系统中的曝气池回流污泥中取样，经驯化、分离及纯化得到的一株革兰氏阳性细菌。4.根据权利要求1所述的红球菌Rhodococcussp. QL2,其特征在于在30_40°C下,LB 培养基上培养16-32h后，菌落为规则的圆形，边缘整齐，表面光滑，菌落颜色呈橙红色；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(1.1 1.5) μπιΧ0.9μπι，细胞单个出现。5.权利要求1所述的红球菌Rhodococc...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪晋仁，段明君，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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