申请日2016.01.07
公开(公告)日2016.05.18
IPC分类号C12N1/20; C02F3/34; C12R1/01
摘要
本发明公开了一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌及其在废水除氮磷中的应用。该菌株为不动杆菌(Acinetobacter?sp.)WZUF26，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏中心登记入册编号为CGMCC?NO.9045。该菌株去除氮磷污水的氮磷的适宜温度为15~30℃，有比较广的温度适应范围;在适宜条件下，该菌株对人工氮磷污水的NH4+-N、NO3--N、NO2--N和P的去除速率分别为8.16mg/(L?h)、6.02mg/(L?h)、10.76mg/(L?h)和0.39mg/(L?h)，有较高的去除速率;该菌株可在好氧条件下的同一反应器中同步去除氮磷，在实际废水的氮磷去除中具有很大的应用潜力。
权利要求书
1.一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌，其特征在于，该菌株为不动杆菌(Acinetobactersp.)WZUF26，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏中心登记入册编号为CGMCCNO.9045。
2.权利要求1所述的不动杆菌的应用，其特征在于，所述不动杆菌WZUF26用于去除氮磷污水的氮磷：将不动杆菌WZUF26接种于氮磷污水中以除去氮磷，所述氮磷污水为含有氮和/或磷元素的污水。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述不动杆菌WZUF26用于去除氮磷污水的氮磷的方法，包括如下步骤：
1)保藏菌株不动杆菌WZUF26接种于活化培养基中，培养，离心，得菌体，菌体用无菌水洗涤后制成OD680为0.900～1.000的菌悬液;
2)将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中培养以除氮磷;
其中，所述氮磷污水为含有NH4+-N、NO3--N、NO2--N和磷的一种或其组合的污水。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，步骤1)所述活化培养基组成为：(NH4)2SO41g，柠檬酸钠5g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O0.10g，CaCl2·2H2O0.10g，FeSO40.02g，营养液1mL，H2O1000mL，1mol/LNaOH水溶液和/或1mol/LHCl调pH为7.0;
所述营养液组成为：EDTA0.35g，ZnSO4·7H2O0.20g，CuSO4·5H2O0.10g，MnSO4·7H2O0.20g，Co(NO3)2·6H2O0.09g，H3BO30.10g，Na2MoO40.10g，H2O1000mL;
步骤1)的培养时间为18~24h，温度为25~30℃，在转速150~160r/min下培养。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤2)为将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为5:1~15:1。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，氮磷污水中仅含NH4+-N时，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为10:1~15:1;氮磷污水中仅含NO3--N或NO2--N时，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比5:1~10:1;氮磷污水中仅含氮和磷时，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，使得加入碳源所含的碳与氮磷污水所含的氮的质量比为10:1~15:1。
7.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述碳源为柠檬酸钠、醋酸钠、丁二酸钠和酒石酸钾钠的其中一种或其任意组合。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述氮磷污水中含磷时，所述碳源含有醋酸钠。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述氮磷污水中含氮和磷时，所述碳源含有醋酸钠，醋酸钠所含的碳与总磷的质量比大于等于25:1。
10.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，步骤2)中去除氮磷污水的氮磷的培养温度为15~30℃，以NaOH或HCl调pH为6~9。
说明书
一株不动杆菌及其在废水除氮磷中的应用
技术领域
本发明属于环境微生物技术领域，具体涉及一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌以及其在去除氮磷污水的氮磷中的应用潜力。
背景技术
水环境富营养化和藻类的过度生长是引起水质恶化的主要问题之一，P和N是导致水体富营养化的重要因子，其污染源主要为生活、工业和农业废水，因此废水深度处理的主要目的就是去除P和N。
传统的生物法除氮基于自养硝化-厌氧反硝化的联合，最近三十年内，包括不动杆菌(HUANGXiaofei,etal.BioresourceTechnology,2013,146:44-45)、施氏假单胞菌(ZHENGMaosheng,etal.BioresourceTechnology,2014,162:80-88)、枯草芽孢杆菌(YANGXinping,etal.BioresourceTechnology,2011,102:854-862)等许多异养硝化-好氧反硝化菌被报道，它们较自养硝化菌有更高的生长速率，可忍受更高的有机负荷，以及可在同一反应器实现同步硝化和反硝化，为生物脱氮提供了新思路。
强化生物磷去除(EBPR)系统已被广泛地应用于废水磷的去除，它基于一类磷积累微生物(PAOs)。在厌氧阶段，PAOs分解细胞内多聚磷(polyP)和糖原提供能量，吸收挥发性脂肪酸(VFA)合成细胞内PHAs(聚羟链烷酸)，同时释放磷;在好氧阶段，PAOs从环境吸收高于其释放量的溶解磷形成polyP，从而去除废水磷(Mino.T.,etal.Biochemistry(Moscow),2000,65:341-348)。纯的PAO菌应用于废水磷去除也有报道，与EBPR比较，其在适应期缩短等方面表现出优势(S.S.Choi,etal.BiotechnolLett.,2000,22:1549-1552)。最近LIHaifeng等报道从太湖分离到一株能去除废水中≦1.0mg/L的低浓度磷的聚磷细菌PseudomonasstutzeriYG-24，对废水中低浓度磷的去除有实际应用潜力(LIHaifeng,etal.Desalination,2012,286:242–247)。
为了实现废水N和P的同步去除，ZengR.J.等探索同步的硝化-反硝化(SND)与厌氧-缺氧强化的生物磷去除的联合，发现磷的去除主要通过PAOs利用O2作为电子受体氧化细胞内PHAs而实现，但氧浓度的提高使SND效率降低，在相同条件下难以实现N和P同时的高去除效率(ZengR.J.,etal.Biotechnol.Bioeng.,2003,84(2):170-178);且其他类似的N和P同步去除的研究报道均要通过厌氧好氧两个阶段得以实现(SatoshiTsuneda,etal.BiochemicalEngineeringJournal,2006,27:191-196)。
从实践观点看，在好氧条件下在同一反应器内实现同步的氮磷去除更加优越。最近LIChune等报道一株异养硝化-好氧反硝化聚磷菌PseudomonasstutzeriYG-24，以柠檬酸为碳源且C/N为8时，NH4+-N、NO3--N和NO2--N的去除速率分别为8.75、7.51和7.73mg/L/h;以之应用于实际废水样品，在好氧条件下，TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N和P的去除率分别为85.28%、88.13%、86.15%、70.83%和51.21%(LIChune,etal.BioresourceTechnology,182:18-25)。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一株异养硝化-好氧反硝化聚磷菌，其特点为该菌株为采用常规分离方法从采自浙江温州西片污水处理厂的活性污泥中分离获得，经16SrDNA序列测定并将测序结果通过GeenBankBlast进行比对分析，属于Acinetobactersp.，与溶血不动杆菌(AcinetobacterHaemolyticus)的同源性为99.64%，编为Acinetobactersp.WZUF26。
本发明提供的一株异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌，该菌株为不动杆菌(Acinetobactersp.)WZUF26，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏中心登记入册编号为CGMCCNO.9045。
本发明还提供上述的不动杆菌的应用，所述不动杆菌WZUF26用于去除氮磷污水的氮磷：将不动杆菌WZUF26接种于氮磷污水中以除去氮磷。
所述不动杆菌WZUF26用于去除氮磷污水的氮磷的方法，包括如下步骤：
1)保藏菌株不动杆菌WZUF26接种于活化培养基中，培养，离心，得菌体，菌体用无菌水洗涤后制成OD680为0.900～1.000的菌悬液;
2)将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中培养以除氮磷;
其中，所述氮磷污水为含有NH4+-N(铵态氮)、NO3—N(硝酸态氮)、NO2—N(亚硝酸态氮)和磷的一种或其组合的污水。
优选地，步骤1)所述活化培养基组成为：(NH4)2SO41g，柠檬酸钠5g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O0.10g，CaCl2·2H2O0.10g，FeSO40.02g，营养液1mL，H2O1000mL，1mol/LNaOH水溶液和/或1mol/LHCl调pH为7.0;
所述营养液组成为：EDTA0.35g，ZnSO4·7H2O0.20g，CuSO4·5H2O0.10g，MnSO4·7H2O0.20g，Co(NO3)2·6H2O0.09g，H3BO30.10g，Na2MoO40.10g，H2O1000mL;
步骤1)的培养时间为18~24h，温度为25~30℃，在转速150~160r/min下培养。
优选地，步骤2)为将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为5:1~15:1。
优选地，氮磷污水中仅含NH4+-N时，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比为10:1~15:1;氮磷污水中仅含NO3--N或NO2--N时，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，碳源中所含的碳与氮磷污水中所含的氮的质量比5:1~10:1;氮磷污水中仅含氮和磷时，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中，并加入碳源，使得加入碳源所含的碳与氮磷污水所含的氮的质量比为10:1~15:1。
优选地，所述碳源为柠檬酸钠、醋酸钠、丁二酸钠和酒石酸钾钠的其中一种或其任意组合。
优选地，所述氮磷污水中含磷时，所述碳源含有醋酸钠。
优选地，所述氮磷污水中含氮和磷时，所述碳源含有醋酸钠，醋酸钠所含的碳与总磷的质量比大于等于25:1。
优选地，步骤2)中去除氮磷污水的氮磷的培养温度为15~30℃，以NaOH或HCl调pH为6~9。
优选地，步骤2)中，将步骤1)所得菌悬液接种于氮磷污水中在转速100~200r/min下培养以除氮磷。
本发明能够达到以下技术效果：
1、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobactersp.)WZUF26为国内首次报道。
2、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobactersp.)WZUF26去除氮磷污水的氮磷的适宜温度为15~30℃，有比较广的温度适应范围。
3、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobactersp.)WZUF26，在适宜条件下，对人工氮磷污水的NH4+-N、NO3--N、NO2--N和P的去除速率分别为8.16mg/(L?h)、6.02mg/(L?h)、10.76mg/(L?h)和0.39mg/(L?h)，具有较高的去除速率。
4、本发明提供的异养硝化-好氧反硝化并聚磷的不动杆菌(Acinetobactersp.)WZUF26，可在好氧条件下的同一反应器中同步去除氮磷，在实际废水的氮磷去除中具有很大的应用潜力。