申请日2004.06.04
公开(公告)日2006.07.26
IPC分类号C02F3/34; C12N1/20
摘要
本发明公开了一种脱氮不动杆菌及其降解废水中氨氮的方法，脱氮不动杆菌(Acinetobacter sp)YY-5，CGMCC No1154，一种降解废水中氨氮的方法，在含氨氮的废水中加入重量体积百分比为0.01～1%的C1～C6的有机物之至少一种，加入脱氮不动杆菌，含量为105～1012个细菌/毫升废水，在气水比为10～50条件下曝气，本发明的脱氮不动杆菌不但具有异养硝化菌和好氧反硝化菌的特点，而且在处理含氨废水时，只产生氮气，不产生N2O，有利于环保;此外，降解废水中氨氮的方法，只需要一个好氧工程即可;脱氮效率高、启动快，1～3天即可达到满意效果;操作、维护简便，整个运行工程可实现自动化。
权利要求书
1.一种脱氮不动杆菌(Acinetobacter sp)YY-5，CGMCC 1154。
2.一种降解废水中氨氮的方法，其特征是在含氨氮的废水中加入重量体积百分比为 0.01～1%的琥珀酸钠或柠檬酸钠或乙酸钠或酒石酸钾钠或丙酸钠或丙酮酸钠或甲醇，加入 权利要求1的脱氮不动杆菌，含量为105～1012个细菌/毫升废水，在气水比为10～50条件 下曝气。
3.根据权利要求2所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是降解所述废水中氨氮 是采用污水生物处理技术，水力停留时间1～12小时。
4.根据权利要求3所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是控制废水的化学耗氧 量为10～5000mg/L，pH为5～11、氨氮含量为50～8000mg/L，温度为15～40℃，所述水 力停留时间为5～8小时。
5.根据权利要求4所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是所述化学耗氧量为 100～1500mg/L，pH为7～10，氨氮含量为100～800mg/L，温度为20～35℃。
6.根据权利要求5所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是所述温度为30℃，pH 为10.0。
7.根据权利要求3所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是所述污水生物处理技 术为活性污泥技术，所述脱氮不动杆菌存在于活性污泥中。
8.根据权利要求3所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是所述污水生物处理技 术为膜生物反应器技术，所述脱氮不动杆菌存在于膜生物反应器中。
9.根据权利要求3所述的一种降解废水中氨氮的方法，其特征是所述污水生物处理技 术为生物膜技术，所述脱氮不动杆菌设置在所述生物膜技术的水处理填料中。
说明书
脱氮不动杆菌及其降解废水中氨氮的方法
技术领域
本发明涉及一种不动杆菌，特别是涉及一种在好氧条件下可以将废水中的氨氮氧化成氮 气的不动杆菌及用它对废水进行处理的方法。
背景技术
氮素是水体污染中的一类重要污染物，它主要以有机氮和无机氮两种形式存在。前者有 蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等，它们来源于生活污水和农业废弃物如植物秸秆、牲畜粪便 等，以及某些工业废水如羊毛加工、制革、印染和食品加工等过程中产生的废水。这些有机 氮经过微生物氨化作用转化为无机氮。水中无机氮指氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，它们一 部分是由有机氮经微生物分解后转化形成的，还有一部分来自于施用氮肥的农田排水和地表 径流，以及某些工业废水如冶金工业的炼焦车间和化肥厂。
随着工农业的发展，世界各国污水总量及其有机物和氮磷营养物的排放总量不断增加， 大量氮素进入水体，引起水体质量恶化，造成了多方面的危害：(1)氨氮要消耗水体的溶解 氧。(2)游离氨可影响鱼腮中氧的传递，引起鱼类大量死亡。(3)硝酸盐和亚硝酸盐可转化 为亚硝胺，而亚硝胺是致癌、致突变和致畸物质，对人和动物构成潜在的威胁。(4)引起水 体的“富营养化”，使水体变得腥臭难闻，透明度下降，鱼类和其他生物大量死亡，富营养 化在海水则形成“赤潮”。
传统的脱氮措施一般从物理、化学和生物(水生植物、硝化菌和光合菌等微生物)三方 面进行。生物脱氮工艺以其操作简单、投资少、成本低、不易造成环境污染，除氮效果也较 好等多方面的优点在目前国内外水处理中被广泛应用。
传统生物脱氮的原理是先通过硝化作用将氨氮氧化为硝酸盐，再通过反硝化作用将硝酸 盐还原成气态氮而从水中逸出。硝化作用是通过硝化细菌来完成的。硝化细菌是一群革兰氏 阴性细菌，包括两个不同的生理群：第一群为亚硝酸细菌，它们把铵盐氧化成亚硝酸盐;第 二群为硝酸细菌，它们把亚硝酸盐氧化成硝酸盐。除维氏硝化杆菌外，硝化细菌都是专性化 能自养菌，以氨或亚硝酸盐的氧化满足其能量的需要。
反硝化菌一般为兼性细菌，在有氧条件下以氧气为电子受体，厌氧条件下以硝酸根为电子 受体。所以若进行反硝化反应，必须在厌氧环境下。一般认为在好氧条件下，硝酸或亚硝酸还 原酶不能表达或氧分子会对这些酶产生抑制。如：当溶解氧分别大于4.05、2.15、0.25mg/l时 Pseudomonas nautica的硝酸根还原酶、亚硝酸还原酶、氮氧化物还原酶完全失活。
同时传统的生物脱氮工艺也存在着许多自身难以解决的缺点，限制了其大规模的普及应 用：(1)硝化过程是在好氧环境中完成的，而反硝化是在缺氧过程中进行的，这使得整个脱 氮过程必须经过好氧和缺氧两个环节。(2)铵盐向亚硝酸盐转化过程由亚硝酸细菌作用完成， 而亚硝酸细菌为化能自养菌生长速率缓慢，导致反应器启动时间长，增加了水处理成本。(3) 亚硝酸细菌对污水组成成分、pH和温度等的改变都敏感。在亚硝化过程中亚硝酸细菌会产 酸，从而抑制了其本身的正常作用，故在亚硝化过程中需不断加碱，提高了处理成本。(4) 一般认为硝化过程BOD5(5日生化需氧量)负荷小于0.15BOD5/gMLSS.d时(MLSS-混合 液体固体颗粒，d-天)，处理系统的硝化反应才能正常进行;反硝化菌为异养菌，故反硝化 过程要求有机物含量较高，运行中往往需要补加碳源。
由于传统生物脱氮工艺存在着诸多自身不能克服的缺点，所以人们努力探求新型、效果 更好的脱氮微生物，因此异养硝化细菌，好氧反硝化细菌，厌氧氨氧化细菌等一些新型脱氮 细菌相继被发现。
早在1932年就有报道说，美国Mendota湖的沉积物在发酵期间，由未知的机理产生了 氮气，后来在日本Kizakiko湖的沉淀物中以及Jones等发现在厌氧塘中产生了氮气，这些现 象引起了科学家的注意。1995年Van de graaf得出结论，证明这种厌氧氨氧化过程是一个生 物过程，是由微生物引起的。厌氧氨氧化的优势菌为革兰氏阴性光损性球菌，是专性厌氧的 自养细菌，在有有机底物时会受到抑制。这类细菌可在无氧条件下，同时存在氨和NO3 -或 NO2 -时，氨作为反硝化的无机电子供体，NO3 -或NO2 -作为电子受体，生成氮气。目前已确 认了的厌氧氨氧化菌是Planctomycetales。厌氧氨氧化菌的发现使硝化过程和反硝化过程由 同一细菌在同一环境下完成，大大的简化了脱氮工艺环节。
20世纪80年代以来生物学家研究发现Peseudomonas flurescens、Alcaligenes facealis、 Pseudomonas aeruginos等都可以对有机或无机氮化合物进行异养硝化。与自养型硝化菌比 较，异养型硝化菌的生长速率快、细胞产量高;要求溶解氧浓度低;能忍受更酸性环境。
20世纪50年代以来，国内外大量文献报道在实验室以及处理垃圾渗滤液的研究中均发 现了好氧反硝化现象，同时一些好氧反硝化菌也得到了分离，如T.pantotropha、Pseudomonas stutzeri SU等。这类微生物可以在好氧环境中将硝酸盐或亚硝酸盐还原。Kuenen及Robertson 等研究发现，许多异养硝化菌具有好氧反硝化作用，在产生NO3 -和NO2 -的过程中将这些产 物还原，即直接将NH4 +-N转化为最终气态产物而去除。
Robertson等还提出了好氧反硝化和异养硝化的工作模型，他认为好氧反硝化菌利用能在 好氧条件下可以进行硝酸盐/亚硝酸呼吸以及异养硝化，在这过程中产生的过剩还原力被用 于聚β羟基丁酸合成而得以转换。异养硝化菌以及好氧反硝化细菌的发现解决了传统生物脱 氮处理启动时间长，硝化环节条件要求苛刻，硝化和反硝化不能同步进行等缺点，具有较好 的发展前景。
厌氧氨氧化细菌，异养硝化细菌，好氧反硝化细菌等的发现拓宽了生物脱氮研究的领域， 为高效、经济的脱氮工艺开发提供了基础。但随着人们研究的深入，发现这些已发现的菌株 也存在一些不足。如：厌氧氨氧化菌为专性厌氧菌，其培养技术要求较高，还不能应用于实 际废水处理工程，同时厌氧氨氧化菌为自养细菌，在水处理中同样存在启动速度较慢的缺点; 异养硝化及好氧反硝化对C/N要求较高，在处理过程中会产生温室气体N2O，造成二次污 染等。故这些微生物的研究大多只限于实验室研究，尚未应用于实际水处理过程中。
发明内容
本发明的目的是克服现有微生物脱氮技术中的不足，提供一种在好氧条件下可以将废水 中的氨氮直接氧化成氮气的微生物——脱氮不动杆菌(Acinetobacter sp.YY-5)。
本发明的另一个目的是提供一种降解废水中氨氮的方法，本发明的技术方案概述如下：
一种脱氮不动杆菌(Acinetobacter sp)YY-5，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普 通微生物中心(CGMCC)保藏号CGMCC No1154。
一种降解废水中氨氮的方法，在含氨氮的废水中加入重量体积百分比为0.01～1%的 C1～C6的有机物之至少一种，加入脱氮不动杆菌(Acinetobacter sp)YY-5，CGMCC 1154， 含量为105～1012个细菌/毫升废水，在气水比为10～50条件下曝气。
所述降解氨氮废水可以采用污水生物处理技术，水力停留时间1～12小时。
在降解废水中氨氮时，可以控制污水的化学耗氧量为10～5000mg/L，pH为5～11、氨 氮含量为50～8000mg/L，温度为15～40℃，水力停留时间较好的是5～8小时。
所述化学耗氧量较好的是100～1500mg/L，pH为7～10，氨氮含量为100～800mg/L， 温度为20～35℃。
污水的温度最好是30℃，pH最好的是10.0。
所述C1～C6的有机盐为琥珀酸钠或柠檬酸钠或乙酸钠或酒石酸钾钠或丙酸钠或丙酮酸 钠或甲醇。
所述污水生物处理技术可以是活性污泥技术，所述脱氮不动杆菌存在于活性污泥中。
所述污水生物处理技术为膜生物反应器技术，所述脱氮不动杆菌存在于膜生物反应器 中。
所述污水生物处理技术为生物膜技术，所述脱氮不动杆菌设置在所述生物膜技术的水处 理填料中。
有益效果本发明的脱氮不动杆菌(Acinetobacter sp)YY-5CGMCC 1154，是一株高效 脱氮微生物，它不但具有异养硝化菌和好氧反硝化菌的特点，而且在处理含氨废水过程中只 产生氮气，不产生N2O等温室气体，有利于环境保护;此外，采用这种脱氮不动杆菌处理 含氨废水工艺简单，只需要一个好氧工程即可;脱氮效率高、启动快，1～3天即可达到满 意效果;操作、维护简便，整个运行工程可实现自动化。因此，在各类废水脱氮工程中将具 有非常广阔的应用前景。
