[发明专利]一种可利用低成本碳源的复合脱氮菌剂构建及应用

说明书

本发明涉及一种复合脱氮菌剂，其包括异养硝化‑好氧反硝化菌D1和好氧产酸菌W1；其中，所述异养硝化‑好氧反硝化菌D1为水产碱杆菌(Alcaligenes aquatilis)，其保藏编号为CGMCC No.21580；所述好氧产酸菌W1为产左聚糖微杆菌(Microbacterium laevaniformans)，其保藏编号为CGMCC No.19762。本发明还涉及所述复合脱氮菌剂在污染物脱氮中的应用。本发明的复合脱氮菌剂通过利用两种菌株的功能互作关系，成功解决了异养硝化‑好氧反硝化菌D1对小分子酸等高成本碳源的依赖性，大大节约了实际脱氮应用中投加碳源的成本，可应用于生活污水的脱氮，氨氮去除达84％，总氮去除达48％。

技术领域

本发明涉及一种突破碳源利用局限性的好氧脱氮复合菌剂及其制备方法和应用，属于环境污染生物修复技术领域。

背景技术

微生物脱氮主要包括三种：(1)传统的自养硝化-厌氧反硝化系统脱氮；(2)厌氧氨氧化菌株过程；(3)异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮。

近年来，许多微生物被发现具有异养硝化-好氧反硝化作用，这些微生物较前两种脱氮系统和菌株相比具有以下优点:(1)反应程序简单，硝化和反硝化可以同时进行；(2)环境适应能力强，生长速度快；(3)由于反硝化过程中产生的碱度可以部分补偿硝化过程中的碱度消耗，因此脱氮过程中所需缓冲量较少。因此，异养硝化-好氧反硝化菌的脱氮途径具有效率高、设备要求低、占地空间小等优势，应用前景更为广泛。

但是，该类菌株往往以小分子酸作为碳源，表1例举出了以前发表的代表性异养硝化-好氧反硝化菌株及其去除能力。该类菌株仅在乙酸、丁二酸、柠檬酸等小分子酸存在时，具有优异的氨氮和总氮去除效果，但是若以葡萄糖作为唯一碳源，所有报道菌株均不发生脱氮作用，这一碳源利用局限性影响其在实际应用过程中的稳定性，极大阻碍了该类菌株的推广及应用。另外，从经济角度考虑，小分子酸因成本较高，极大的提高了菌株发酵的成本，严重影响实际应用的效果，不利于大规模推广。

表1已报道的具有异养硝化-好氧反硝化能力的菌株碳源利用能力和脱氮效果

发明内容

本发明通过理性设计和筛选，基于好氧产酸菌W1和异养硝化-好氧反硝化菌D1的代谢产物互作，突破性的解决了异养硝化-好氧反硝化菌对碳源利用的局限性，提供一种可以利用葡萄糖作为唯一碳源进行脱氮的复合微生物菌剂，推动了异养硝化-好氧反硝化菌种资源在生物脱氮方面的高效利用。与此同时，在实际应用过程中，利用廉价的葡萄糖将传统的单独菌株分别发酵变为两种菌株共同发酵，以及利用廉价的葡萄糖代替较为昂贵的小分子酸作为碳源的添加，都将极大的节约应用成本。

具体地，本发明提供了如下技术方案：

1.复合脱氮菌剂，其特征在于，包括异养硝化-好氧反硝化菌D1和好氧产酸菌W1；

其中，所述异养硝化-好氧反硝化菌D1为水产碱杆菌(Alcaligenes aquatilis)，其保藏编号为CGMCC No.21580；

所述好氧产酸菌W1为产左聚糖微杆菌(Microbacterium laevaniformans)，其保藏编号为CGMCC No.19762。

2.根据项目1所述的复合脱氮菌剂，其特征在于，所述异养硝化-好氧反硝化菌D1和所述好氧产酸菌W1的体积比为1:5至1:20，优选为1:10至1:20。

3.项目1-2任一项所述的复合脱氮菌剂的制备方法，其特征在于，分别将异养硝化-好氧反硝化菌D1和好氧产酸菌W1发酵培养，然后将发酵液按比例混合。

4.根据项目3所述的制备方法，其中，所述异养硝化-好氧反硝化菌D1和所述好氧产酸菌W1的体积比为1:5至1:20，优选为1:10至1:20。