申请日2006.10.13
公开(公告)日2007.08.15
IPC分类号C12N1/20; C12R1/40; C02F3/34; C02F3/02
摘要
本发明涉及一株具有好氧反硝化性能的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)WXZ-4CGMCC No.1798菌株及其应用于废水脱氮处理的方法。该菌株对溶解氧的耐受程度强，在50～98%饱和溶解氧条件下，均能以显著的速度还原硝酸盐和亚硝酸盐，将其接种于活性污泥中富集培养后，可实现好氧反硝化作用。
权利要求书
1.具有好氧反硝化性能的恶臭假单胞菌及其处理废水的方法，其特征是选用恶臭假单胞 菌(Pseudomonas putida)WXZ-4 CGMCC No.1798菌株进行各种含氮废水的好氧反硝 化脱氮废水处理。
2.根据权利要求1所述的恶臭假单胞菌WXZ-4 CGMCC No.1798，其特征是16SrRNA 具有如序列表所示的核苷酸序列，序列长度为1362bp，在Genbank中的登录号为 DQ356895。
3.根据权利要求1所述的恶臭假单胞菌WXZ-4 CGMCC No.1798，其特征是该菌株的生 长细胞、细胞悬浮液能以硝酸盐为唯一氮源和能源生长，可在好氧条件下还原硝酸盐 为亚硝酸盐，并能够继续在好氧条件下还原亚硝酸盐为气体产物，使废水中氮化合物 降低，达到脱氮的目的。
4.根据权利要求3所述的生长条件，其特征包括在硝酸盐废水中生长，在好氧条件下利 用硝酸盐作为电子受体进行反硝化脱氮作用;也可以在如牛肉蛋白胨、营养琼脂等以 营养培养基为碳源、氮源中生长。
5.根据权利要求1所述的恶臭假单胞菌WXZ-4 CGMCC No.1798，其特征是该菌株有较 广泛的适应性，对溶解氧的耐受程度强，在50～98%饱和溶解氧条件下，在硝基氮浓 度25～250mg/L，碳氮比为6～30的条件下均能进行有效的好氧脱氮作用。
6.根据权利要求1，4，5所述的恶臭假单胞菌WXZ-4 CGMCC No.1798在有氧条件下 具有广泛适应的反硝化作用特性，可以将其接种于常规好氧硝化污泥中，即可实现含 氮废水的同步硝化反硝化作用。
说明书
具有好氧反硝化性能的恶臭假单胞菌及其处理废水的方法
技术领域
本发明涉及一种采用恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)WXZ-4 CGMCC No.1798菌株 在好氧条件下进行生物脱氮处理废水的方法。该菌株对溶解氧的耐受程度强，在50～98%饱和 溶解氧条件下，能利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体。污水中的硝酸盐和亚硝酸盐可以在 好氧环境下被还原为气体产物而使废水脱氮。
背景技术
在目前已应用的多种脱氮方法中，生物脱氮仍然是废水脱氮处理中的主要手段。传统的 废水生物脱氮处理工艺是：污水中的有机氮化合物在生化过程中首先转化为氨氮，氨氮在硝 化过程中由自养硝化菌将其转化为硝酸盐和亚硝酸盐;在反硝化过程中再由异养反硝化菌将 硝酸盐和亚硝酸盐还原转化为气体产物而使废水脱氮。硝化是反硝化过程的前提，但反硝化 过程真正达到废水中的含氮化合物脱除的目的。由于硝化菌有强烈的好氧性，硝化过程必须 是好氧的;而传统反硝化菌在有氧条件下即以氧作为电子受体，进行有氧呼吸，只有无氧状 态时才以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，获取合成细胞体的能量，因此传统反硝化菌仅能 在缺氧环境下才能进行反硝化。根据传统生物脱氮理论而发展起来的生物脱氮工艺通常将硝 化和反硝化分别在好氧区与缺氧或无氧区进行，形成分级硝化反硝化工艺，因而必须分别建 造硝化池和反硝池，这样就使得分级式硝化反硝化工艺存在很多不足之处，诸如由于分别建 造硝化池和反硝化池，使得建造工艺流程较长、基建投资高，需要向反硝化池补充碳源等。
发明专利“一种好氧生物脱氮方法”，ZL 2003101213740，该专利是一种涉及对污水 中的含氮化合物通过活性污泥中的微生物在同一反应器内同时进行好氧硝化反硝化的脱氮处 理的发明专利，但该专利未涉及活性污泥中微生物的种类;发明专利“一种假单胞菌及其制 备方法、应用”，公开号CN 1460712A，该专利涉及一株假单胞菌CGMCC No.0914及其制 备方法，以及高浓度有机氮化合物废水治理中。但该专利所指用于高浓度有机氮废水治理特 别适用于处理染料及中间体类有机废水处理并非对一般废水中含氮化合物的降解。目前国内 外的许多研究报道都已证实，好氧反硝化作用是常规存在的而不是偶然的。事实上，从运河、 池塘、土壤和活性污泥中分离出好氧反硝化菌是很有可能的。这些分离出来的菌种属于 Proteobacteria门α，β，γ纲的不同的菌属(如Paracoccus，Thiobacillus，Enterobacter， Comamonas，Sphingomonas等)。此外，Lukow从垃圾渗滤液的硝化工段中分离出一株菌TL1， 该菌可以同时利用降解氧和硝酸盐，经鉴定该菌属于Zoogloea。Naokia筛得两株反硝化菌， 分别为Pseudomonas stutzeri TR2和Pseudomonas sp.K50。H.K.Huang从硝化反硝化污泥 中分离出好氧反硝化菌Citrobacter diversus。国内张光亚从土壤中分离出一株好氧反硝化菌 HN，经鉴定为Rhodococcus sp.，于爱茸从池塘中分离出一株耐氧反硝化，经鉴定属于 Bacillus。
发明内容
本专利涉及的恶臭假单胞菌WXZ-4 CGMCC No.1798菌株能在仅以硝酸盐为氮源和能 源的条件下生长。该菌株对溶解氧的耐受程度强，在50～98%饱和溶解氧条件下，均能以显 著的速度还原硝酸盐和亚硝酸盐，使反硝化能在好氧条件下进行，是一株新发现的好氧反 硝化菌。该菌株在有氧条件下进行反硝化作用的特性，可以将其接种于常规好氧硝化污泥 中，即可实现含氮废水的同步硝化反硝化作用，可以解决传统废水处理中生物脱氮需要采 取缺氧反硝化、好氧硝化分段处理的问题。前面已经介绍废水中氨氮经硝化过程均转变为 硝酸盐或亚硝酸盐，因此本发明适用于各种含氮废水的脱氮处理。
本发明的目的在于筛选具有天然生长优势的高效好氧反硝化菌株，并进行菌株测序鉴 别比对。将筛选得到的菌株，接种于含不同浓度硝酸盐的废水中，并通过不同反应条件试 验(溶解氧，碳氮比，装液量等)，证实菌株有较广泛的适应性。菌株的脱氮能力受碳氮比 的影响最大，且碳氮比越高，菌株的脱氮能力越强，因而虽然本发明在碳氮比6～10条件下 进行实验，在碳氮比为5～30时，菌株仍然有较强的脱氮能力。对溶解氧的耐受程度强，在 50～98%饱和溶解氧条件下，在硝基氮浓度25～250mg/L，碳氮比为6～30，pH5.0～8.0的 条件下均能进行有效的好氧脱氮作用。具体地讲，本发明涉及一株恶臭假单胞菌 (Pseudomonas putida)WXZ-4 CGMCC No.1798，该菌株的生长细胞、细胞悬浮液菌能以 硝酸盐为唯一氮源和能源生长，可在好氧条件下还原硝酸盐为亚硝酸盐，并能够继续在好 氧条件下还原亚硝酸盐为气体产物，使废水中氮化合物降低，达到脱氮的目的。
本发明提供的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)WXZ-4 CGMCC No.1798，于2006 年9月7日，在北京保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，其保藏号 为CGMCC No.1798。
该菌株具有以下特征：(1)菌落特征：在BTB平板上培养2～3天后，菌落大小为1～2mm， 菌落成椭圆形，光泽度较好，淡黄色，有突起。(2)细胞形态特征：适宜于pH中性左右， 常温下培养，细胞为杆状，革兰氏染色阴性。(3)恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) WXZ-4 CGMCC No.1798的16SrRNA基因序列特征：其16SrRNA具有序列表所示的核苷 酸序列，序列长度为1362bp，在Genbank中的登录号为DQ356895。
参照《伯杰细菌鉴定手册》(第八版)的内容，根据其形态特征和生理生化特征，以及 根据其16SrRNA基因序列在Genbank中的检索结果，鉴定该菌株(CGMCC No.1798) 为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。
该菌株接种于含不同浓度硝酸盐的废水中，选择不同条件如溶解氧，碳氮比，装液量 等反硝化条件进行优选，并测定其最大反硝化能力。实验结果表明，该菌株在碳氮比=6～ 10，以氮元素含量表示的硝酸盐废水浓度在50～200mg/L，反应转速100～220rpm，相当 于溶解氧浓度4.2～7.4mg/L(55～98%饱和溶解氧)的实验范围内，其硝基氮最大去除速 率可达到84.8mg NO3--N/L·d，最大4天硝基氮还原率达到74.1%，最大4天总氮去除率 达到66.5%。
本发明提供的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)WXZ-4 CGMCC No.1798菌株能 在硝酸盐废水中生长，在好氧条件下降解利用硝酸盐，并进行反硝化脱氮作用;也可以在 如牛肉蛋白胨、营养琼脂等以营养培养基为碳源、氮源中生长。
