[发明专利]微好氧条件下强化吡啶生物降解的菌藻共生系统

说明书

本发明公开了一种微好氧条件下强化吡啶生物降解的菌藻共生系统。所述的菌藻共生系统由具有吡啶降解功能菌株副球菌Paracoccus sp.NJUST47与小球藻Chorella sorokiniana FACHB‑275作为接种物混合培养形成。本发明的菌藻共生系统，副球菌以吡啶作为唯一碳源、氮源进行生长，小球藻以吡啶降解产生的氨氮作为氮源进行生长。菌藻共生系统中微藻通过光合作用产生溶解氧，副球菌利用微藻光合作用产生的溶解氧在微好氧条件下实现吡啶的高效降解，最大降解速率可达45.16±2.4mg/L/天，100mg/L浓度的吡啶可在60小时内实现完全降解。同时在菌藻共生体系中，微藻的种群增长和沉降性能可得到明显的提升。

技术领域

本发明属于环境有机污染物生物处理技术领域，涉及一种微好氧条件下强化吡啶生物降解的菌藻共生系统。

背景技术

吡啶具有生物毒性、致畸变和致癌特性，其污染问题对人类的健康和生态环境造成了巨大的潜在危害。生物法去除含吡啶废水具有无二次污染、经济性好的优点，是目前应用最广的废水处理技术。然而由于吡啶结构稳定、可生化性差，普通的生物处理无法作用或效率低下。近年来，针对吡啶等难降解污染物，采用投加吡啶降解功能菌的方法进行生物强化处理逐渐引起了环保工作者的关注。由于吡啶的高度稳定性和强生物毒性，在厌氧条件下对吡啶的降解效率低下，目前吡啶降解功能菌大部分都属于好氧菌属，吡啶的生物强化处理大部分都局限于好氧生物处理系统。然而，目前的废水好氧生物处理系统中氧气的供给主要依赖于机械曝气，由于吡啶的易挥发性，吡啶的好氧生物降解系统空气污染严重，难以满足实际工程应用的要求。因此，依赖于机械曝气的传统供氧模式有待于进一步改进。

近年来，微藻在废水处理中的应用已得到广泛关注，然而，目前菌藻共生系统大多数应用于具有高氮磷特性以及低毒性的废水中(例如市政废水、畜牧业废水等)。例如文献1采用菌藻共生系统去除厌氧消化养猪废水中的氨氮(Wang M,Yang H,Ergas S J,et al.Anovel shortcut nitrogen removal process using an algal-bacterial consortiumin a photo-sequencing batch reactor(PSBR)[J].Water research,2015,87:38-48.)，文献2采用菌藻共生系统去除多种废水(水产养殖、粪便处理、食品加工等)中的COD、TOC、TN和TP(Van Den Hende S,Carré E,Cocaud E,et al.Treatment of industrialwastewaters by microalgal bacterial flocs in sequencing batch reactors[J].Bioresource technology,2014,161: 245-254.)。文献3采用菌藻共生系统去除无毒性人工合成废水中的总溶解氮、总溶解磷以及COD(Ji X,Jiang M,Zhang J,et al.Theinteractions of algae-bacteria symbiotic system and its effects on nutrientsremoval from synthetic wastewater[J].Bioresource technology, 2018,247:44-50.)。上述菌藻共生系统在高毒性的化工废水中的应用仍然受限。如能采用吡啶降解功能菌与微藻，开发出具有吡啶降解功能的菌藻共生系统，可望在无外部供氧的条件下实现吡啶的高效降解，对含吡啶污染的实际工业废水的处理具有十分重要的意义。然而在吡啶废水处理系统中，微藻能否耐受吡啶的高毒性，目前尚未有文献报道。

发明内容

针对吡啶的好氧生物处理系统中曝气供氧所导致的吡啶挥发的污染问题，本发明提供一种微好氧条件下强化吡啶生物降解的菌藻共生系统。该封闭的菌藻共生系统通过微藻光合作用产氧，实现在微好氧条件下对吡啶生物降解进行强化，同时提供一种具有吡啶降解功能的菌藻共生系统的培养方法。