[发明专利]一种异养硝化-好氧反硝化菌及其培养方法和应用

说明书

本发明公开了一种异养硝化‑好氧反硝化菌，其特征在于，所述异养硝化‑好氧反硝化菌菌株为施氏假单胞菌XN9(Pseudomonas stutzeri XN9)，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏时间为2019年3月25日，保藏编号为GDMCC No：60532。该菌株具有高效的HN‑AD脱氮性能，几乎不积累中间代谢物，在处理高C/N的NO₃^‑‑N和NO₂^‑‑N废水和高浓度NH₄⁺‑N和NO₃^‑‑N废水领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一种异养硝化-好氧反硝化菌及其培养方法和应用。

背景技术

近年来，随着社会发展和工业化推进，氮素含量高的工业废水、生活废水以及养殖废水的大量排放严重破坏了我国的水生态环境，主要表现在水质劣化以及水体富营养化。根据我国《2018年中国生态环境状况公报》，在各类水体中主要超标指标均包括无机氮。无机氮含量过高引起水体富营养化现象，破化了水体正常的氮素循环。其中NO₃^--N进入人体被还原成NO₂^--N会导致人体产生中毒、呕吐以及休克等症状危及人类的生命健康。因此，氮含量高的污水脱氮处理显得尤为重要。

目前主要利用物理法、化学法和生物法进行脱氮处理。前两者具有费用高和易造成二次污染等缺陷，而生物脱氮法具有费用低、脱氮效率高、无二次污染等优势，因此生物脱氮法被广泛应用。硝化作用在有氧时将NH₄⁺-N转化为NO₂^--N或者NO₃^--N，反硝化作用在无氧时将NO₂^--N和NO₃^--N还原成N₂。传统生物脱氮技术占地面积较大，需在两个反应器进行，过程较为繁琐并且脱氮效率不高。

新型的脱氮技术主要有短程反硝化技术、厌氧氨氮化技术、和同步硝化技术^[9]。Vote等在1975年率先提出了短程硝化反硝化技术，使NH₄⁺-N硝化成NO₂^--N，阻止NO₂^--N硝化成NO₃^--N，直接反硝化生成N₂。短程硝化反硝化技术省去了NO₂^--N转化为NO₃^--N的过程，此工艺减少运行成本，但抗干扰能力和稳定性较差。T.Lotti提出了厌氧氨氧化技术，在严格厌氧环境中，将NH₄⁺-N和NO₂^--N直接转化为N₂。厌氧氨氧化技术无需外加碳源，但具有倍增时间长，对环境条件敏感等缺点。L.A.Robertson等1983年在废水脱硫反硝化体系中发现了第一株HN-AD菌株Thiosphaera pantotropha，该菌株在有氧条件下将NO₂^--N和NO₃^--N还原为N₂。HN-AD菌可同时进行硝化与反硝化作用，具有脱氮效率高、对溶解氧浓度需求低等优点，成为了生物脱氮研究与应用的热点。此后，众多研究人员陆续从湖泊、废水中发现筛选分离出异氧硝化-好氧反硝化菌株，主要有Bacillus subtilis、Pseudomonas stutzeri、Klebsiella pneumoniae、Alcaligenes faecalis等。