[发明专利]一株耐酸耐碱快速脱氮的好氧反硝化细菌、菌剂及其应用

说明书

本发明属于微生物脱氮技术领域，公开了一株耐酸耐碱快速脱氮的好氧反硝化细菌、菌剂及其应用，所述好氧反硝化细菌为假单胞菌属变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)菌株ZY‑3，于2022年1月4日保藏在广东省微生物菌株保藏中心(GDMCC)，保藏编号为GDMCC No：62181；该菌株及菌剂同时具有异养硝化和好氧反硝化能力，生长速度快、降氮速率高，可分别利用和作为唯一无机氮源进行好氧硝化和反硝化脱氮。该菌株及菌剂能够在pH值5.5‑10.5的水体环境中发挥硝化‑反硝化作用，同时具有良好的生物安全性。

技术领域

本发明涉及微生物脱氮技术领域，具体涉及一种好氧反硝化细菌，尤其涉及一株耐酸耐碱快速脱氮的好氧反硝化细菌、菌剂及其在生物脱氮处理中的应用。

背景技术

中国是水产养殖业大国，当前，我国的水产养殖模式为高密度、集约化，此模式操作方便、产量高、效益好，但易造成养殖水体中氨氮、亚硝酸盐等有害物质积累，对环境、人类及养殖动物均有一定的危害，不利于长远的发展。目前，治理含氮养殖尾水的有效脱氮方法主要包括物理处理法、化学处理法、生物处理法和循环水养殖技术等，其中，生物处理法中的好氧反硝化细菌制剂作为一种新型水体降氮方法，具有安全性高、效果好、成本低的优点，已成为目前国内外的研究热点。

好氧反硝化细菌(Aerobic denitrifyingbacteria)是一类能够利用好氧反硝化酶的作用，在有氧条件下进行反硝化作用的一类反硝化细菌。传统理论认为，反硝化是一个严格的厌氧过程，在反硝化进程中，氧气被认为是可抑制反硝化还原酶，另外，在有机物质氧化的过程中，O₂被普遍认为是首选的电子受体，在有氧条件下反硝化菌会优先使用溶解氧呼吸，这样就阻止了使用NO₃^-和NO₂^-作为最终电子受体。以及是评价养殖水体很重要的指标，它们的毒性可以直接影响水产养殖对象的生存和水产品质量。生物脱氮是生物滤池设施中的关键生化过程。异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)作为一种新型的生物脱氮技术，不但能够成功克服不同需氧量引起的硝化反硝化不相容问题，与自养生物相比，异养生物还拥有对有机底物更好的利用、更高的耐氧性和脱氮率等优势，近年来受到广泛关注。

目前国内外研究的好氧反硝化细菌，普遍具有强大的降氮性能，且存在菌株同时具备消除氨氮、硝态氮与亚硝态氮的能力。但值得注意的是，同时具备消除氨氮、硝态氮与亚硝态氮能力的菌株仍占少数，且一般都需要经过较长时间的耗氧培养才能显示出较强的脱氮能力。其中最短培养时间为24h，但其实验中所使用的模拟废水氮的初始浓度并不高，可知高浓度氮对好氧反硝化菌株的脱氮具有抑制作用，细菌难以适应和处理高浓度含氮废水。其次，目前国内外研究的好氧反硝化细菌对pH条件十分敏感，一般都需要在中性条件或偏碱性下才能生长并发挥降氮作用。对于具有高酸碱度的工业废水和养殖尾水，大多数反硝化细菌无法正常进行生长增殖，发挥降氮作用。因此，进一步地研究和筛选具有高效降高浓度氮能力与具有广泛pH适应范围的好氧反硝化菌株，对于进行不同的污水处理有显著帮助，并且有利于改善脱氮工艺，开发微生物降氮制剂产品。

在耐酸耐碱方面，Maoxia Chen等人在2014年5月4日报道了一株于CASS反应器活性淤泥中分离得到的气单胞菌属细菌(Aeromonas sp.)HN-02(Maoxia Chen等，Bioresource Technology.167:456-461(2014))，该菌株可在pH＝2.3～10发挥降氮作用，在pH＝2.3，氨氮浓度为200mg/L时48h仍具有39.0％的氨氮去除率，具有较强的耐强酸、耐弱碱能力，其于高碱条件下(pH11)氨氮去除能力受到抑制，不足30％；中国专利CN106754534A公开了一株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，该菌株在pH＝4.5的条件下仍具有反硝化能力，72h内硝酸盐去除率达到90％(初始浓度160mg/L)；在pH5.77～7.71情况下，32h可以将初始浓度为150mg/L的硝酸盐氮完全脱除，但该菌株对硝态氮的去除速度较慢，在最佳条件下培养，其在0～24h为迟缓期，24h后才进入对数生长期。