[发明专利]用于生物脱氮的木糖氧化无色杆菌菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物脱氮领域，特别涉及一种用于生物脱氮的木糖氧化无色杆菌菌株及其应用。 

背景技术

氮元素在废水中的主要存在形式有分子态氮、有机态氮、氨态氮、亚硝态氮、硝态氮，以及部分存在于硫氢化物和氰化物中的氮。由于氨氮的毒性作用、硝酸盐的致癌作用以及氮化物对生态系统、河流、湖泊、近海海洋的酸化和富营养化作用，如何经济、高效地去除水中的氮素的污水处理技术已成为水污染控制领域的研究重点和热点。 

在目前已应用的多种脱氮方法中，生物脱氮仍是废水脱氮处理的主要手段。传统的废水脱氮工艺是：污水中的有机氮化合物在生化过程中首先转化为氨氮，氨氮在硝化过程中由自养菌将其转化为硝酸盐和亚硝酸盐；然后由反硝化菌在缺氧条件下将硝酸盐和亚硝酸盐还原转化为气体产物而使废水脱氮。硝化是反硝化的前提，但反硝化过程才真正达到废水中的含氮化合物脱除的目的。由于硝化细菌具有强烈的好氧性，硝化过程必须好氧；而传统反硝化菌在有氧条件下即以氧气为电子受体进行有氧呼吸，只有无氧状态时才以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，获取合成细胞体的能量，因此传统反硝化菌仅能在缺氧环境下才能进行反硝化。根据传统生物脱氮理论而发展起来的生物脱氮工艺通常将硝化和反硝化分别在好氧区与缺氧区进行，形成分级硝化反硝化工艺，因此必须分别建造硝化池和反硝化池，这样就使得分级硝化反硝化工艺存在很多不足之处：(1)工艺冗长。由于硝化与反硝化作用需氧性不同，必须分别建造硝化池和反硝化池，形成分级硝化反硝化工艺，增加了基建投资和运行费用；(2)能耗大。氨氮硝化需要耗氧供能，前置反硝化系统必须进行硝化液内回流，增加了动力消耗与运行费用；(3)反硝化细菌要有碳源作为电子供体，若污水中碳/氮比过低，则需投加甲醇等有机碳，这不仅增加了运行费用，也增加了运行管理与后续处理的难度；(4)硝化菌群通常是自养菌，增殖缓慢，难以维持较高的生物浓度，而且容易在废水生物处理中被淘汰。 

针对传统工艺中的缺陷和不足，国内外一直进行着解决这些问题的研究，努力 探求新型、效果更好的脱氮微生物。20世纪80年代以来生物学家研究发现一些细菌可以对有机或无机氮化合物进行异养硝化。与自养型硝化细菌相比，异养型硝化细菌的生长速率快，细胞产率高。此外，研究报道证实一些菌株在好氧的条件下也能够进行反硝化作用。事实上，研究者已经从土壤和活性污泥中分离出许多好氧反硝化细菌，如Thiosphaera Pantotropha，Diaphorobacter，Comamonas，ParacoccusDenitrifications，Alcaligenes Faecalis和Microvirgula Aerodenitrificans等。这些发现为实现废水的脱氮处理提供了一种新的思路。 

需要指出的是，随着研究的深入，人们又发现了一些细菌可以对有机或无机氮化合物进行异养硝化。然而，很少有对兼有异养硝化-好氧反硝化能力细菌的报道，将这类特殊细菌应用于废水脱氮处理过程的实际应用更是空白。因此发掘更多的具有这种功能的细菌，并将其应用于实际的含氮废水的处理过程，对弥补传统生物脱氮过程中的不足具有划时代的意义。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生物脱氮的木糖氧化无色杆菌菌株及其应用。 

本发明提供的木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)菌株GAD3已于2009年3月19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№2964。 

菌株GAD3是从处理垃圾渗滤液的组合系统中取样，经驯化、分离及纯化得到的一株革兰氏阴性细菌。 

形态特征：菌株GAD3在33-40℃下，营养琼脂培养基上培养16-32h后，菌落表面光滑，无色素；通过革兰氏染色后在显微镜下呈阴性，菌体呈杆状，大小为(0.5～1.2)μm×(0.5～2.6)μm，细胞单个出现。 

生理生化特征：接触酶、氧化酶、尿素酶反应结果为阳性；不能够进行纤维素水解反应；MR和VP结果呈阴性；能够以柠檬酸钠为碳源进行生长；不能利用葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、甘露糖、果糖发酵。 

该菌株的16S rRNA基因序列特征：其16S rRNA具有如序列表中序列1所示的核苷酸序列，序列长度为1473bp。 

根据其形态特征和生理生化特征及其16S rRNA基因序列，鉴定该菌株为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)。