[发明专利]一种短程反硝化脱氮菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体涉及一种高效亚硝酸型(短程脱氮)反硝化菌株。本发明的脱氮菌株能以亚硝氮为氮源进行反硝化，特别适用于含氨废水短程硝化反硝化过程中的脱氮。

背景技术

传统的生物脱氮工艺主要包括硝化和反硝化两个过程，硝化是反硝化过程的前提，反硝化过程才能真正脱除废水中的含氮化合物。由于硝化菌有强烈的好氧性，硝化过程是好氧的；而反硝化菌一般为兼性细菌，在有氧条件下即以氧作为电子受体，进行有氧呼吸，只有无氧状态时才以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，获取合成细胞体的能量。一般认为在好氧条件下，硝酸或亚硝酸还原酶不能表达或氧分子会对这些酶产生抑制。如当溶解氧分别大于4.05mg/L、2.15mg/L、0.25mg/L时Pseudomonas nautica硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、氮氧化物还原酶完全失活。

传统的脱氮工艺大多是将硝化和反硝化设置在两个构筑物中进行分级脱氮，存在污水处理工艺流程较长，基建投资高，需要向硝化池补充碱度等不足。所以一些新型的、效果更好的脱氮微生物，如异养硝化细菌、好氧反硝化细菌、厌氧氨氧化细菌等相继被发现。

目前为止已分离出60多种反硝化菌，主要分布于假单胞属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligeneas)、泛养硫球菌属(Thiosphera pantotroph)、动胶菌属(Zoogloeas)和芽孢杆菌属(Bacillus)等，大多数为兼性厌氧菌。Lukow从垃圾渗滤液的硝化工段分离出属于Zoogloeas一株菌TL1(Aerobic denitrification by a newly isolated heterotrophic bacterium strain TL 1[J].Biotechnology Letters，199711(19)：1157～1159)，该菌可以同时利用氧和降解硝酸盐。Naokia筛得两株反硝化菌，分别为Pseudomonas stutzeri TR2和Pseudomonas sp.K50(Aerobic D enitrifying Bacteria that Produce low Levels of Nitrous Oxide[J].Applied an d Environmental Microbiology，2003，69(6)：3152-3157)。张光亚(华侨大学学报，2004，25(1))从土壤中分离出一株以硝酸钠为氮源的好氧反硝化菌HN，经鉴定为Rhodococcus sp.，王琳等(环境科学，2009，(30)1)以硝酸盐氮为电子受体、以柠檬酸钠为碳源、从河流沉积物中分离到一株粪产碱杆菌(Acaligenes fae calis)。王晓宇等(环境科学学报，2009，(29)1)从活性污泥中分离到假单胞产碱杆菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes)和假单胞菌属门多萨菌(Pseudomonas me ndocina)。以上对反硝化微生物的研究主要集中在以硝酸盐氮为电子受体的反硝化菌。张小玲等(微生物学通报，2008，35(10))从池塘底泥中分离到一株好氧反硝化菌株H2，经初步鉴定属于芽孢杆菌属，该菌株对亚硝酸盐最高降解速率为0.885mg/(L·d)；李兵等(水生生态杂志，2009，2(3))从土壤中筛选到芽孢杆菌D5，该菌株的最大降解速率为2.22mg/(L·h)。安健等(环境科学研究，2010，23(1))从对虾养殖池塘中筛选到一株凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)YX-6，该菌株能够在14h内将亚硝酸盐氮由10mg/L降至0。以上分离到的降解亚硝酸盐氮菌株都属于芽孢杆菌属(Bacillus)，这些菌株能以亚硝氮为电子受体进行反硝化脱氮，且降解速率可达10mg/(L·h)，所处理废水的亚硝酸盐氮浓度也达到了100mg/L。