[发明专利]一株在低温下具有较高除磷效果的聚磷菌及其筛选方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株在低温下仍具有较高除磷效果的聚磷菌及其筛选方法和应用，属于环境微生物领域。

背景技术

水污染问题是世界各国普遍面临的重要问题，而这一问题在我国这样一个发展中国家犹为严重。近几十年来，我国人口急剧增长，城市化步伐加快，城市污水排放量日益增多，水体污染现状十分严重，且有明显恶化的趋势。随着水污染的日益加剧，水体的富营养化问题越来越突出。近十年以来，我国富营养化水体的比例从50%增长到55%，同时贫营养化水体比例从3.2%降到0.53%。水体富营养化会引起藻类的大量繁殖，导致赤潮或水华现象的发生，降低水体的透明度，影响水质；藻类大量繁殖还会消耗水体中的溶解氧，影响其他水生生物的生存，破坏水生生态平衡；同时部分藻类会向水体中释放有毒物质，危害其他生物及人体健康。自然水体富营养化的主要原因是含有大量的营养物质，特别是氮磷等元素的废水被注入江河湖泊中。在众多元素中，磷含量的超标被认为是导致水体富营养化的关键因素之一。因此，如何高效、经济的除磷已经成为目前水污染防治领域的重要研究方向。

生物除磷技术是目前国际上广泛应用的除磷方法，其优点是可以避免化学除磷方法中产生的大量化学污泥，减少污泥膨胀现象，节约能源、运行费用较低，且有利于磷的回收。生物除磷主要是由一类被称为聚磷菌(Poly-phosphate Accumulating Organisms，PAOs)的微生物来完成的，这类微生物均属于异养型细菌。其核心是利用聚磷菌在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下对磷的过量吸收的特点，并且好氧条件下吸收的磷比厌氧条件下释放的磷多，从而使得废水中的磷得以去除。一般细菌体内的含磷量只有细胞干重的2%左右，而聚磷菌在好氧条件下可以超量地将废水中的磷吸入体内，使磷含量超过10%,甚至可达到30%。近年来，人们对微生物除磷技术进行了深入的研究，并设计了多种除磷工艺。

然而在冬季或寒冷地区等低温条件下，生物除磷的效果显著下降。这主要是因为在生物除磷中起主要作用的中温聚磷菌(phosphorus accumulation organism,PAOs)在低温条件下的生长代谢处于抑制状态，而低温PAOs在正常温度下比中温PAOs少，代谢速率慢，很难在自然状态下形成优势菌群。因此，要实现低温条件下有效除磷，不能仅仅从研发工艺以及运行调整等方面研究，还必须从微生物学的角度研究探讨低温生物除磷的可行性。

近年来，人们对低温聚磷菌进行了一定研究，主要是通过温度梯度驯化，从中温聚磷菌中筛选在低温仍具有聚磷效能的菌株。然而此类细菌及其除磷特性的研究都处于初级阶段，没有快捷的培养驯化方式，也没有系统的鉴定方法。探明低温聚磷菌的种属及特性，明确它们的除磷条件，将有助于废水除磷工艺的研究、开发和应用。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一株在低温下仍具有较高除磷效果的聚磷菌。该细菌具有广泛的温度适应性，同时能有效地利用各种碳源。本发明的另一个目的是提供该菌的筛选方法和应用。

本发明的菌株是利用低温富集培养及稀释混合平板法从巢湖底泥中筛选得到的一种在低温下能高效除磷的聚磷菌，在8℃下仍能在厌氧时有效吸收废水中的碳源转化为聚β-羟基烷酸盐，同时释放胞内储存的多聚磷酸盐，从中获得能量；在好氧时氧化胞内的聚β-羟基烷酸盐产生能量，并大量地从废水中摄磷，以多聚磷酸盐的形式加以积累。

本发明采用如下技术方案:

本发明目的之一在于提供一株在低温下具有较高除磷效果的聚磷菌，所述聚磷菌的保藏号为CCTCC NO:M2014140。

本发明另一目的在于提供一种筛选在低温下具有较高除磷效果聚磷菌的方法，其特点在于，所述方法包括如下步骤：

（1）分别配制培养基A、B和C：

培养基A为菌株分离、纯化、保藏培养基，其组成为：每升培养基A包含蛋白胨10g，牛肉膏5g，氯化钠5g，琼脂19g，其余为水，调节pH至7.0-7.2，

培养基B为预培养基，其组成为：每升培养基B包含乙酸钠2g，Na₂HPO₄46mg，NH₄Cl152.8mg，CaCl₂8.3mg，MgSO₄82mg，K₂SO₄17.83mg，HEPES7g，微量元素2mL，其余为水，调节pH至7.0-7.2；