[发明专利]一株同时具有异养和自养硝酸盐异化还原为铵功能的海藻希瓦氏菌菌株、培养方法及其应用

说明书

本发明属于环境生物技术领域，公开了一株同时具有异养和自养硝酸盐异化还原为铵功能的海藻希瓦氏菌菌株、培养方法及其应用。具体是一株具有异养硝酸盐异化还原为铵和硫自养硝酸盐异化还原为铵功能的海藻希瓦氏菌菌株、培养方法及其在废水和废气处理中的用途。该海藻希瓦氏菌菌株为Shewanella algae，在厌氧条件下可以通过异养硝酸盐异化还原为铵或硫自养硝酸盐异化还原为铵，将废水中硝酸盐、亚硝酸盐和络合吸收法烟气脱硝产生的Fe(II)EDTA‑NO中的NO还原为铵，铵在水中富集后可通过吹脱回收氨气。该海藻希瓦氏菌菌株的上述功能可以实现废水中硝酸盐、亚硝酸盐和烟气中NO的资源化，在废水脱氮和废气脱硝领域用途较大。

技术领域

本发明属于环境生物技术领域，本发明涉及一株同时具有异养和自养硝酸盐异化还原为铵功能的海藻希瓦氏菌菌株、培养方法及其应用。具体涉及一株同时具有异养硝酸盐异化还原为铵和硫自养硝酸盐异化还原为铵功能的海藻希瓦氏菌菌株及其在废水和废气处理中的用途。

背景技术

水中硝酸盐和亚硝酸盐污染日趋严重，对人类健康带来极大风险。高效处理水中硝酸盐和亚硝酸盐污染成为目前污水处理领域的热点问题。

异养反硝化和自养反硝化过程是目前处理水中硝酸盐和亚硝酸盐污染最常用的方法，异养反硝化是以有机物作为电子供体，自养反硝化可以以氢气、硫化物和亚铁等作为电子供体，最终硝酸盐和亚硝酸盐会转化为氮气而无害化排放。

除此之外，硝酸盐异化还原为铵过程(Dissimilatory Nitrate Reduction toAmmonium,DNRA)作为自然界中硝酸盐和亚硝酸盐去除的潜在重要途径之一日益受到学者们的关注，该过程可以将水中硝酸盐和亚硝酸盐转化为氨氮。

在自然水体、河口沉积物、农田和人工湿地中，DNRA过程均为重要的氮循环途径之一，DNRA过程对生态系统氮循环、农业土壤氮素保留以及减少城市污水硝酸盐污染都有着十分重要的意义。

在一些特定场合，尤其是含有高浓度硝酸盐和亚硝酸盐工业废水的脱氮处理中，如果通过DNRA过程将硝酸盐和亚硝酸盐转化为氨氮，氨氮在水中富集到一定浓度后调节水溶液的pH，通过吹脱过程将氨氮以氨气的形式收集，可以实现废水中硝酸盐和亚硝酸盐的去除并资源化。

目前已经证实的DNRA途径主要有两类，一类是进行发酵代谢反应的DNRA过程，即异养DNRA过程，这是最早被人类发现的且被认为是主要的DNRA过程。另一类是通过氧化自由形态的硫(如硫化氢和硫离子)以及单质硫的自养DNRA过程(Tiedje J M(Antonie VanLeeuwenhoek,1983,48(6):569-583)，Woods D D(Biochemical Journal,1938,32(11):2000-2001)，Zopfi J(Applied and Environmental Microbiology,2001,67(12):5530-5537))。这两类过程都可以将硝酸盐和亚硝酸盐转化为氨氮。

另一方面，氮氧化物是大气中的主要污染物，是目前我国主要控制的气态污染物。燃料燃烧产生的废气中氮氧化物主要为不溶于水的NO，20世纪80年代研究者开发了络合吸收法烟气脱硝技术。该技术主要通过液相吸收剂Fe^IIEDTA吸收烟气中NO生成Fe^IIEDTA-NO。Fe^IIEDTA-NO一般可以通过生物反硝化过程将络合态NO转化为氮气排放。如果借助于DNRA过程将Fe^IIEDTA-NO中的NO生物转化为氨氮回收，则可以实现烟气中氮氧化物的资源化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一株同时具有异养和自养硝酸盐异化还原为铵功能的海藻希瓦氏菌菌株、培养方法及其应用；