[发明专利]一种脱氮菌及其在含氮污水处理中的应用

说明书

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种脱氮菌及其在含氮废水处理中的应用。所述菌株为Pseudomonas taiwanensisEN‑F2，保藏编号CCTCC NO:M20211515。本发明的菌株在异养硝化和好氧反硝化过程中均表现出优异的脱氮能力，在含氮废水处理中具备良好的应用前景。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种脱氮菌及其在含氮污水处理中的应用。

背景技术

氮化合物在生命代谢过程中起着重要的作用。然而，农业生产和农村生活排放的无机氮进入江河湖泊，会威胁水生生物的生存，引发大量细菌的繁殖，进一步恶化水资源，散发难闻气味，最终威胁人类健康(Zheng,Z.,Li,W.,Zhang,D.,Qin,W.,Zhao,Y.,Lv,L.2019.Effect of iron and manganese on ammonium removal from micro-pollutedsource water by immobilized HITLi7(T)at 2degrees C.Bioresour Technol.285,121367)。研究表明，铵的浓度超过0.5mg/L时，饮用水的处理效率会降低。然而，中国一些受污染地表水中铵含量已超过2mg/L(Chu,H.Q.,Cao,D.W.,Dong,B.Z.,Qiang,Z.M.2010.Bio-diatomite dynamic membrane reactor for micro-polluted surfacewatertreatment.Water Res.44(5),1573-1579；Stefán,D.,Erdélyi,N.,Izsák,B.,Záray,G.and Vargha,M.2019.Formation of chlorination by-products in drinking watertreatment plants using breakpoint chlorination.Microchemical Journal.149,104008)。同时，铵作为硝化作用的底物，在好氧或厌氧条件下被硝化细菌转化为羟胺、亚硝酸盐，进而转化为硝酸盐。先前的报道表明，羟胺作为硝化过程中的中间产物，对微生物有毒性或对细菌、植物和病毒有很大的诱变作用(Gross,P.1985.Biologic activity ofhydroxylamine:A review.Critical reviews in toxicology 14(1),87-99)，还可以通过破坏核糖体翻译过程来抑制反硝化细菌的功能(Xing,C.Y.,Fang,Y.C.,Chen,X.,Guo,J.S.,Shen,Y.,Yan,P.,Fang,fang,Chen,Y.P.2020.Effect of hydroxylamine oncommunity of ANAMMOX sludge.Environ.41(7),3365–3372)。迄今为止，仅少数硝化细菌具有在羟胺存在下生存的能力。亚硝酸盐是硝化或反硝化的中间产物。亚硝酸盐的积累会阻碍血氧的正常输送，造成缺氧甚至窒息，当水中含有大量亚硝酸盐时，可能会危害水生生物(Jia,W.L.,Wang,Q.,Zhang,J.,Yang,W.H.,Zhou,X.W.2016.Nutrients removal andnitrous oxide emission during simultaneous nitrification,denitrification,andphosphorus removal process:effect of iron.Environmental Science and PollutionResearch.23(15),15657-15664；Lewis,W.M.,Morris,D.P.2011.Toxicity of Nitrite toFish:A Review.Transactions of the American Fisheries Society.115(2),183-195)。亚硝酸盐的积累也会抑制硝化过程。此外，亚硝酸盐在某些微生物的作用下可以被氧化成硝酸盐(Zeng,J.,Liao,S.,Qiu,M.,Chen,M.,Ye,J.,Zeng,J.and Wang,A.2020.Effects ofcarbon sources on the removal of ammonium,nitrite and nitrate nitrogen by thered yeast Sporidiobolus pararoseus Y1.Bioresour Technol.312,123593)。硝酸盐具有以下特点：水溶性高、在水中相对稳定性强；硝酸盐转化为亚硝胺时，不仅会导致水体富营养化，还会导致人体致癌(Devlin,J.F.,Eedy,R.I.,Butler,B.J.2000.The effects ofelectron donor and granular iron on nitrate transformation rates in sedimentsfrom a municipal water supply aquifer.Journal of Contaminant Hydrology.46(1),81-97；Zhao,Y.X.,Feng,C.P.,Wang,Q.H.,Yang,Y.N.,Zhang,Z.Y.,Sugiura,N.2011.Nitrate removal from groundwater by cooperating heterotrophic withautotrophic denitrification in a biofilm-electrode reactor.J Hazard Mater.192(3),1033-1039)。因此，如何高效且同时去除铵、羟胺并控制亚硝酸盐、硝酸盐的积累已成为亟需解决的问题。