一種紅城紅球菌lh-n13及其微生物菌劑與用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種耐鹽好氧反硝化紅城紅球菌（/PAot/ococcys LH-N13、其微生物菌劑以及在高鹽含氮廢水處理中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在海產(chǎn)品加工、腌制品加工、化工、石油和養(yǎng)殖等行業(yè)中，外排含氮廢水大多具有 高鹽的特點(diǎn)。比如金屬精煉廢水含有大量的硝酸鹽氮、海產(chǎn)品加工廢水普遍含有大量的蛋 白質(zhì)和氨氮。高鹽廢水一般是指總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少1%的廢水，海水代用等眾多的工業(yè)實(shí) 踐過程中，含鹽量有時甚至高達(dá)15~30%，目前高鹽廢水產(chǎn)出途徑和產(chǎn)量不斷增加，廢水水 量以3%的年增長速率逐年增長，高含鹽廢水如果不能達(dá)標(biāo)排放，則會污染地表、土壤、沿海 和河口等，引發(fā)諸如富營養(yǎng)化等各種環(huán)境問題和生態(tài)問題。
[0003] 高鹽度對常規(guī)生物處理系統(tǒng)中微生物的正常代謝會產(chǎn)生不利的影響，主要包括： 滲透壓偏高，微生物細(xì)胞質(zhì)壁分離，使生長受到阻礙甚至死亡；微生物代謝酶活性受阻；水 體密度增加，影響污泥沉降效果等。因此普通生化處理對高鹽含氮廢水難以穩(wěn)定運(yùn)行，一直 是污水處理的瓶頸。而很多企業(yè)利用清水稀釋至0. 8%以下進(jìn)行處理，這樣不僅造成水資源 的浪費(fèi)，同時也增加處理設(shè)施及排污總量。因此，如何有效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水生物脫 氮處理成為亟待解決的科學(xué)和工程難點(diǎn)問題，而實(shí)現(xiàn)有效、經(jīng)濟(jì)的高含鹽廢水生物脫氮的 關(guān)鍵是找到高效嗜(耐）鹽微生物。
[0004] 嗜(耐）鹽微生物的存在為高含鹽廢水生物脫氮處理提供新的思路，它是一類生活 在高鹽環(huán)境內(nèi)的極端微生物，廣泛存在于鹽場、鹽湖、土壤等高鹽環(huán)境內(nèi)。根據(jù)鹽度生存范 圍（1~30%)，嗜鹽微生物分為耐鹽菌、輕度嗜鹽菌、中度嗜鹽菌和極端嗜鹽菌。這些嗜(耐） 鹽微生物在長期的進(jìn)化過程中形成獨(dú)特的高鹽環(huán)境中生存的能力，具有極為特殊的生理結(jié) 構(gòu)和代謝機(jī)制。嗜鹽微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)性成分和功能性成分的穩(wěn)定性、反應(yīng)動力 學(xué)、酶系的性質(zhì)、代謝途徑及信息傳遞、蛋白質(zhì)核酸成分及構(gòu)象等方面為適應(yīng)高鹽環(huán)境而具 有特異性。這些耐鹽機(jī)制保證了嗜鹽微生物在高鹽環(huán)境內(nèi)進(jìn)行新陳代謝和生長。
[0005] 另外，在對高鹽廢水的生物脫氮性能研究中，多數(shù)是針對于氨氮的去除，但對總氮 的去除研究較少，在很多的污水處理廠及實(shí)際工程應(yīng)用中，往往是氨氮達(dá)標(biāo)，而硝酸鹽和亞 硝酸鹽由于缺少外加碳源、水力停留時間不足或是內(nèi)回流不夠等種種原因不能夠有效去 除，從而反應(yīng)為總氮不達(dá)標(biāo)，而隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，總氮指標(biāo)已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)，并且 要求越來越嚴(yán)，硝酸鹽和亞硝酸鹽的有效去除成為亟待解決的問題。
[0006] 近年來，篩選出不同種屬的微生物菌株，在耐鹽脫氮廢水治理方面取得了一定的 成果。如中國公開專利文獻(xiàn)CN 102703350 B公開一株高鹽兼具異養(yǎng)硝化-好氧反硝化與 除磷功能的高地芽孢桿菌（AaciBy1S ，可以利用有機(jī)碳為唯一碳源，氨氮為唯 一氮源進(jìn)行新陳代謝，通過異養(yǎng)硝化-好氧反硝化作用把氨氮直接轉(zhuǎn)為氣體產(chǎn)物，達(dá)到脫 氮的目的。中國公開專利文獻(xiàn)CN 102747014 A、中國公開專利文獻(xiàn)CN 102703349 A分別公 開了能夠在高鹽條件下進(jìn)行生物脫氮的鹽水弧菌菌株、小短桿菌菌株及其應(yīng)用，兩株菌均 能在溶解氧為2-6mg/L的含氮廢水中即可生物脫氮。但對于高鹽條件下反硝化脫氮研究較 少，高鹽廢水環(huán)境中反硝化脫除硝態(tài)氮及亞硝氮的微生物菌株研究未有文獻(xiàn)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠在好氧條 件下有效降解高鹽廢水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅城紅球菌LH-N13。
[0008] 本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供上述耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅城紅球菌 LH-N13的制成的微生物菌劑。
[0009] 本發(fā)明要解決的再一個技術(shù)問題是提供上述耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅城紅球菌 LH-Nl3及其制成的微生物菌劑的用途。
[0010] 本發(fā)明紅城紅球菌LH-N13,根據(jù)其形態(tài)特征和生理生化特征及其16S rRNA基 因序列在Genbank中的檢索結(jié)果，分類命名為紅城紅球菌 LH-N13,該菌株已于2012年12月10日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物 中心CGMCC，保藏編號為CGMCC No. 6974 ;保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)大屯路中國科學(xué)院 微生物研究所，電話=010-64807355。本發(fā)明所述紅城紅球菌LH-N13的16S rRNA基因序列 長度為1422bp，如序列表所示。
[0011] 本發(fā)明所述的耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅城紅球菌LH-N13從鹽場污泥樣品中分離獲 得。該菌株適宜生長的鹽度為1%~15% (以NaCl計(jì))，優(yōu)選彡10%，其生長以N03_或NO 2_為電 子受體。紅城紅球菌LH-N13可以在高鹽含氮廢水中的應(yīng)用。其中，耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅 城紅球菌LH-N13在高鹽條件下，以好氧反硝化的形式進(jìn)行脫氮，其能夠應(yīng)用的高鹽廢水鹽 濃度為1%~1〇% (以NaCl計(jì))，優(yōu)選鹽度彡5%。
[0012] 本發(fā)明還公開了一種微生物菌劑，該菌劑包含以上技術(shù)方案所述的紅城紅球菌 (TPAot/ococcys 。菌劑的制備方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中公開的常規(guī)菌 劑的制備方法。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下： 本發(fā)明從鹽場污泥中通過脫氮能力馴化、篩選獲得耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅城紅球菌 (TPAot/ococcys LH-N13,該菌株耐受高滲透壓及高鹽環(huán)境，1%~15%的鹽濃度 不影響其脫氮效果，能夠有效脫除硝態(tài)氮及亞硝氮，將其接入耐鹽硝化污泥中，實(shí)現(xiàn)高鹽含 氮廢水的同步硝化反硝化，能夠解決高鹽條件下總氮難達(dá)標(biāo)的問題。本發(fā)明的耐鹽反硝化 細(xì)菌紅城紅球菌LH-N13或其制成的菌劑可用于食品加工、生物釀造、農(nóng)藥、皮革等高鹽含 氨氮廢水的生物處理。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。下 述實(shí)施例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0015]實(shí)施例 1，一種紅城紅球菌LH-N13,其保藏編號 CGMCC No. 6974〇
[0016] 實(shí)施例2, 一種紅城紅球菌的微生物菌劑，該微生物菌劑包含實(shí)施例1所述的紅城 紅球菌米用常規(guī)方法制得。
[0017] 實(shí)施例1所述的紅城紅球菌LH-N13或者實(shí)施例2 所述的一種紅城紅球菌的微生物菌劑可以用于處理含氨氮廢水。特別是高鹽含氨氮廢水。 在處理含氨氮廢水時，通過好氧反硝化的形式進(jìn)行脫氮。所述高鹽廢水的鹽濃度以NaCl計(jì) 為1%~10%，優(yōu)選彡5%。
[0018] 實(shí)施例3,紅城紅球菌LH-N13的篩選及鑒定方法： (1) 取某鹽場污泥樣品18，置于裝有25〇1111含氮培養(yǎng)基（（見14)2504 0.5§;葡萄糖1§; Na2CO3 0.25g;FeCl2 0.05g;MgS04 0 . 02g;MnS04 O.Olg ;NaCl (彡 10%) ;pH:7.0~8.0、蒸餾 水1L)的錐形瓶中，150rpm，30°C搖床培養(yǎng)，2d為一個周期，每周期末轉(zhuǎn)接到新鮮培養(yǎng)基，培 養(yǎng)三個周期，馴化富集菌體； (2) 培養(yǎng)結(jié)束后，采用平板稀釋法進(jìn)行菌株的初篩。首先將富集的菌體進(jìn)行等比例稀 釋，分別稀釋成1〇'1〇'1〇'?.1〇〃的菌懸液。然后取1〇'1〇'1〇〃的菌懸液各〇.11^， 均勻涂布在預(yù)先制備好的高鹽反硝化固體培養(yǎng)基(琥珀酸鈉0. 5g、KNO3 0. 3g，NaNO2O. 2g， NaCl (彡 10%)、瓊脂：15~20g、pH :7. 0~8. 0、蒸餾水 1L)。
[0019] (3)菌株復(fù)篩。將上述高鹽反硝化固體培養(yǎng)基長出的單菌落反復(fù)進(jìn)行平板劃線，直 到確保平板上的單菌落形態(tài)一致，取單菌落接種于高鹽反硝化固體培養(yǎng)基上進(jìn)行斜面上保 藏。
[0020] (4)菌株鑒定：委托專業(yè)的生物測序公司，進(jìn)行菌株16S rRNA基因序列測定，最后 將測序結(jié)果提交到Genbank數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，結(jié)合菌株的形態(tài)特征和生理生化特征，鑒定 為紅城紅球菌（/Sot/ococctts 并于2012年12月10日，保藏于中 國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC，保藏編號為CGMCC No. 6974。
[0021] 實(shí)施例4,紅城紅球菌在不同鹽度下的好氧 反硝化脫氮實(shí)驗(yàn)： 將保藏在高鹽反硝化固體斜面的純菌株接種至實(shí)施例3中的液體培養(yǎng)基中進(jìn)行活化， 離心制備菌體，放于4°C冰箱保存待用。
[0022] 以葡萄糖為碳源，硝酸鉀和亞硝酸鈉為氮源，磷酸鹽為磷源，在IOOOmL錐形瓶中 配制五組300mL液體培養(yǎng)基，其中COD在500~1000mg/L左右，硝態(tài)氮濃度在100mg/L左右， 亞硝態(tài)氮濃度50mg/L左右，加入不同質(zhì)量的NaCl使其鹽度分別為1%、3%、5%、7%、9%。最后 加入混勻的菌懸液，與對照普通活性污泥(無鹽分）一起放置于30°C 170rpm搖床培養(yǎng)36h 后，測定上清液中的硝態(tài)氮、亞硝氮及總氮濃度，結(jié)果如表1所示： 表1進(jìn)、出水氮濃度及去除率
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種紅城紅球菌（LH-N13,其特征在于：其保藏編號CGMCC No. 6974〇
2. -種紅城紅球菌的微生物菌劑，其特征在于：該微生物菌劑包含權(quán)利要求1所述的 紅城紅球菌（熱LH-N13。
3.權(quán)利要求1所述的紅城紅球菌（/PAot/ococctts erj^Aro^o/i^OLH-NlS或者權(quán)利要求 2所述的一種紅城紅球菌的微生物菌劑在處理含氨氮廢水中的用途。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用途，其特征在于：所述的含氨氮廢水為高鹽含氨氮廢水。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用途，其特征在于：在處理含氨氮廢水時，通過好氧反硝 化的形式進(jìn)行脫氮。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途，其特征在于：所述高鹽廢水的鹽濃度以NaCl計(jì)為 1%~10%〇
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用途，其特征在于：所述高鹽廢水的鹽濃度以NaCl計(jì)為 彡5%。
【專利摘要】本發(fā)明是一種耐鹽好氧反硝化細(xì)菌紅城紅球菌（Rhodococcus erythropolis）LH-N13，其保藏編號CGMCC No. 6974。本發(fā)明還公開了上述紅城紅球菌的微生物菌劑以及其在高鹽含氮廢水中的應(yīng)用。本發(fā)明的菌株篩選于鹽場污泥，對高鹽度的耐受能力強(qiáng)，在鹽度（以NaCl 計(jì)）≤15%的條件下，可以去除污水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，以該菌株制備的微生物制劑，能夠直接用于高鹽廢水的脫氮，可以有效解決高鹽環(huán)境下生物脫氮總氮難以達(dá)標(biāo)的難題，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的耐鹽反硝化細(xì)菌紅城紅球菌LH-N13或其制成的菌劑可用于食品加工、生物釀造、農(nóng)藥、皮革等高鹽含氨氮廢水的生物處理。CGMCC No. 697420121210
【IPC分類】C12N1-20, C02F3-34, C12R1-01
【公開號】CN104611279
【申請?zhí)枴緾N201510092636
【發(fā)明人】田鳳蓉, 王開春, 李學(xué)字, 張彬彬, 楊志林, 董自斌, 何一群, 劉娟, 王克云
【申請人】中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年3月2日