一株高效脫氮除磷的反硝化聚磷菌及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境微生物學領域，具體涉及一株高效脫氮除磷的反硝化聚磷菌及其 應用。
【背景技術】
[0002] 隨著科技進步、工農業(yè)的發(fā)展及人口的增多，世界各國正面臨著前所未有的水資 源匱乏的危機。我國的人均水資源量不足世界人均水平的1/3,水資源的匱乏已經嚴重制約 了我國工農業(yè)的發(fā)展，成為我國經濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。
[0003] 與水資源短缺相對應的是水環(huán)境的污染與水體富營養(yǎng)化。研宄表明，富營養(yǎng)化現(xiàn) 象同水中氮、磷的含量密切相關，總氮含量大于〇. 2mg/L或總磷含量大于0. 02mg/L時，水體 就被視為富營養(yǎng)化。因此如何經濟有效地降低廢水中的氮磷含量成為當前污水處理研宄中 的一大熱點。
[0004] 反硝化聚磷菌（Denitrifying phosphorus accumulating bacteria，DNPB)是一 類兼有脫氮和除磷特性的聚磷菌，它們能在缺氧條件下以硝酸鹽作為電子受體進行同步反 硝化（脫氮）和過量吸磷（除磷）過程。它們的發(fā)現(xiàn)成功解決了傳統(tǒng)工藝中脫氮菌與聚磷 菌競爭碳源的問題，同時為解決泥齡差異的矛盾提供了可能，使得脫氮除磷得以同步進行。 然而此類菌及其特性的研宄都處于初級階段，沒有系統(tǒng)的分離鑒定方法，也沒有方便快捷 的培養(yǎng)馴化方式。因此，篩選分離出更多的DNPB，并探明它們的種屬及特性，明確它們的生 長影響因子，是對生物反硝化除磷理論的豐富和補充，將有助于廢水生物脫氮除磷工藝的 研宄、開發(fā)和應用。
[0005] 近年來，國內外學者相繼對反硝化聚磷菌的種屬組成展開了研宄。2008年許 彥娟等分離到一株微小桿菌屬和三株芽孢桿菌屬的DNPB(反硝化聚磷菌的分離篩選及 鑒定.河北農業(yè)大學學報，2008,31(3) :60-63.);2009年0&〇呢〇〇0丨印等分離到一株 假單胞菌屬的 DNPB(Isolation ofPseudomonas stutzeri in wastewater of catfish fish-ponds in the Mekong Delta and its application for wastewater treatment. Bioresource Technology，2009，100:3787_3791) ;2011 年HuiLiu等、Qiang Wang等分別分 離到一株副球菌屬和氣單胞菌屬的 DNPB(Identification and Metabolic Mechanism of Non-fermentative Short-cut Denitrifying Phosphorus-removing Bacteria， Chinese Journalof Chemical Engineering，2011，21(3):332-340. ；Screen and characteristics of a denitrifying phosphorus-removal bacteria. Journal of Biotechnology，2011， 136,690-696) ;2012年張立成等分離到七株DNPB，分別為：葡萄球菌屬、副球菌屬、泛菌 屬、克雷伯氏菌屬、腸桿菌屬、芽孢桿菌屬、莫拉氏菌屬（七種亞硝化反硝化聚磷菌的生長 特性研宄·工業(yè)用水與廢水，2012,43 (4) :16-19) ;CN102827787B于2012年12月19日公 開了一株蠟狀芽孢桿菌屬的DNPB ;CN102864098B于2013年1月9日公開了一株假單胞 菌屬的DNPB ;CN103103153B于2013年5月15日公開了一株燦爛類芽孢桿菌屬的DNPB ; CN103114062B于2013年5月22日公開了一株假產堿假單胞菌屬的DNPB。
[0006] 目前，反硝化聚磷菌的優(yōu)勢種群主要集中在假單胞菌屬和芽孢桿菌屬，菌種較為 單一，且多集中在降解基因和降解機理方面，實際應用研宄有限。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一株高效脫氮除磷的反硝化聚磷菌，為降解污水中的氮磷污 染物提供高效的菌制劑，能將水體中的Ν0 3_-Ν轉化為N2而排出，具有完全反硝化作用，同時 具有好氧吸磷能力。
[0008] 本發(fā)明的另一個目的是提供該反硝化聚磷菌的應用，使該菌株表現(xiàn)出完全的反硝 化及除磷活性。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0010] -株高效脫氮除磷的反硝化聚磷菌，該菌株命名為Klebsiella sp. N14,屬于克雷 伯氏菌屬，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址為北京市朝陽區(qū) 北辰西路1號院3號，保藏日期為2015年1月8號，保藏編號為CGMCC No. 10290 ;
[0011] 經鑒定所述反硝化聚磷菌Klebsiella sp. N14為革蘭氏陰性菌，無芽孢，有厚莢 膜，有運動性，能水解淀粉，能利用檸檬酸鹽，過氧化氫酶、硝酸鹽還原實驗呈陽性；菌落呈 奶白色，中間凸起，邊緣整齊、光滑，表面濕潤，透明，有光澤，易挑起；顯微鏡下觀察多數(shù)單 個排列，粗短桿狀，大小為〇. 5 μ mX I. 0 μ m。
[0012] 本發(fā)明還提供所述反硝化聚磷菌Klebsiella sp.N14在污水處理中的應用。
[0013] 所述反硝化聚磷菌Klebsiella sp. N14在污水處理中的應用，包括下述步驟：
[0014] ①使用前用LB培養(yǎng)基活化菌株：挑取1環(huán)上述Klebsiella sp. N14接種于IOmL 新鮮富集培養(yǎng)基，在pH為8、溫度為30°C條件下培養(yǎng)24h，轉接種于200mL新鮮富集培養(yǎng)基， 恒溫培養(yǎng)48h，即可獲得菌懸液；
[0015] ②取活化后的菌懸液接種于待處理的含氮磷污水中，菌懸液接種量為污水體積 的5%，調整OD 6tltl= 0. 1 ±0. 001，在pH為8、溫度為30°C條件下?lián)u床震蕩培養(yǎng)，震蕩頻率為 140r/min ；
[0016] ③分別于0、4、8、12、16、20、24h取待測水樣，再將水樣離心取上清液，檢測上清液 中po43_-p、no3_-n、no2_-n的濃度變化，檢測方法為：po 43_-p，鉬銻抗分光光度法；no3_-n，酚二 磺酸分光光度法；Ν<ν_Ν，α-萘胺分光光度法。本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0017] ①本發(fā)明菌株內含有poly-P顆粒，具有完全的反硝化酶系，能夠將NCV-N還原為 NCV-N，再還原為N2，實現(xiàn)徹底脫氮且對空氣無污染。
[0018] ②本發(fā)明菌株具有高效同步脫氮除磷功能，在含氮磷污水中好氧培養(yǎng)24h后，除 磷率為81. 79%，脫氮率為85. 94%。
【附圖說明】
[0019] 圖1是Klebsiella sp. NHAlbert染色的poly-P顆粒的顯微鏡圖。
[0020] 圖2是Klebsiella sp. N14生長及脫氮除磷性能與pH的變化關系圖。
[0021] 圖3是Klebsiella sp.N14生長及脫氮除磷性能與溫度的變化關系圖。
[0022] 圖4是Klebsiella sp. N14生長及脫氮除磷性能與碳源的變化關系圖。
[0023] 圖5是Klebsiella sp.N14的生長曲線圖。
[0024] 圖6是Klebsiella sp. N14在污水中的脫氮除磷性能圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0026] 實施例1本發(fā)明菌株的富集培養(yǎng)、純化、篩選及鑒定
[0027] (1)培養(yǎng)基
[0028] ①富集培養(yǎng)基！CH3COONa · 3H20 5g/ 丙酸 5mL ;ΚΝ032· Og ;MgS04. 7H20 0· 2g ; K2HP042. Og ;微量元素 2mL ;雙蒸水 1000 mL ;pH 7. 2。
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