[发明专利]一株反硝化聚磷菌及其在生活污水处理中的应用

说明书

技术领域

本发明属于环境生物技术领域，具体涉及一株反硝化聚磷菌及其在生活污水处理中的应用。

背景技术

随着人类生活水平的不断提高和工业生产的快速发展，水质污染问题越来越严重。氮、磷属于生物营养元素，氮、磷的超标会水体富营养化，破坏水体的生境。我国主要湖泊氮、磷污染较重，因此导致的富营养化问题突出。物理与化学方法虽然可以取得很好的除磷效果，但是建设成本较高、技术复杂、运行成本高；此外，化学除磷还容易造成二次污染、增加污泥量加重污泥处理负担，不适合大范围推广应用。废水的生物强化除磷过程是利用特殊微生物的生理特性进行聚磷除磷，不会产生二次污染，也不会额外增加建设成本，因而具有良好的经济优势，有利于得到广泛运用。

生活污水的脱氮原理是污水中的有机氮在微生物作用下分解为无氨态氮，在曝气池中，经过硝化细菌或者亚硝化细菌的作用，氧化成硝态氮或者亚硝态氮。形成的硝化液在缺氧条件下通过反硝化细菌的作用将硝态氮和亚硝态氮还原为氮气释放到大气中。依靠一类被称为聚磷菌的微生物除磷是生活污水除磷的主要方式之一。，该类微生物在厌氧条件下，细菌会释放细胞内的磷酸盐；进入好氧阶段后，聚磷菌利用水中的有机物基质，并从中摄取大量磷酸盐，达到聚磷效果，通过排除污泥的方式，达到水体的去磷效果。

由于生活污水C/N比比较低，而聚磷菌与反硝化菌又会存在对有机物的竞争，目前大部分工艺不能实现脱氮除磷的最佳效果。目前研究者发现一类兼具脱氮除磷功能的微生物，成为反硝化聚磷菌，这类细菌能在缺氧条件下利用NO₃^-作为电子受体实现过量吸磷，吸磷的同时，聚磷菌包含的PHA作为反硝化的碳源，而不是像传统的好氧吸磷过程中被O₂氧化，将脱氮和除磷有机结合在一起，从而解决了传统生物脱氮除磷过程在碳源争夺上的矛盾。与传统生物除磷相比，反硝化除磷可减少50％的COD消耗和30％的供氧，同时剩余污泥量降低50％以上，可以很好地解决城镇生活污水低C/N的问题，因而具有广泛的应用价值。

虽然在以往的研究中，已有微生物除磷的研究，比如：裴海燕等在“一株具有脱氮除磷效果的厌氧反硝化聚磷菌及其应用”专利中筛选到一株灿烂类芽孢杆菌，该菌株前24h氮磷去除率分别只有57.5％和50.2％。裴海燕等在“一株具有脱氮除磷双重能力的反硝化聚磷菌及其应用”专利中筛选到一株假产碱假单胞菌CL-1，该菌前24h的氮磷去除率分别只有56.93％和43.56％，脱氮除磷效率都不高。

因此，如何从自然界中富集筛选出高效的反硝化除磷微生物，使其能够应用于生活污水处理工程并大大提高污水处理工艺的处理效率以及工艺的稳定性具有重要的应用推广意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一株反硝化聚磷菌及其在生活污水处理中的应用。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一株反硝化聚磷菌，其特征在于，该菌株命名为铜绿假单胞菌LLHD-1，已于2015年5月27日保藏于中国典型培养物保藏中心(武汉大学保藏中心)，保藏单位地址：中国武汉武汉大学，其保藏号为CCTCCNO：M2015331。

上述铜绿假单胞菌LLHD-1的菌落形态为：菌落呈白色(老龄菌会在菌落表面产生暗绿色)，不规则圆、缘齐、不透明、表面光滑、扁平、粘稠；菌株生理特征：菌体呈直杆状，革兰氏阴性；菌株的主要生化特征：化能异养，能利用硝酸盐，在LB平板培养基上菌落白色边缘整齐、扁平、生长一段时间在菌落和培养基表面有暗绿色产生。最适生长温度为25～37℃，最适生长pH为6～9，菌体长度0.5-2μm，宽度0.3-0.5μm，细菌形态见扫描电镜图2。

上述铜绿假单胞菌LLHD-1的16SrDNA基因序列特征为：16SrDNA基因序列长度为861bp，采用BLAST分析法将16SrDNA序列与GenBank数据库进行比对分析，发现该菌株与Pseudomonasaeruginosa的亲缘关系最接近，同源性高达99％以上，铜绿假单胞菌LLHD-1的系统发育进化树见图3。

上述铜绿假单胞菌LLHD-1在生活污水处理中的应用。