一株节杆菌B2及其降解含氮污水的应用的制作方法

本发明涉及一株异养-好氧反硝化菌，特别涉及一种节杆菌B2及其在污水处理中的应用。

(二)

背景技术：

生物脱氮是污水处理中去除氮素污染的最经济有效的方法。传统的氮素去除工艺是通过硝化和反硝化这两个实现条件不同的过程来实现。在好氧曝气区，通过硝化菌群的作用，氨氮氧化转化为硝酸盐氮；在厌氧区，通过反硝化菌的作用，大部分的硝酸盐还原转化为一氧化二氮和氮气，还有一少部分转化为细菌自身的营养物质，从而达到脱氮的目的。该氮素处理工艺流程长，系统HRT较长，需要较大的曝气池，投资和运行费用高；维持较高的生物浓度及良好的脱氮效果，必须同时进行污泥和硝化液回流等。近年来，很多研究者发现在好氧条件下也能实现反硝化。可以实现同步硝化反硝化，即硝化反应和反硝化反应可以在好氧池中同时进行，从而大大减少了系统空间和工程造价，减少了运行成本。

(三)

技术实现要素：

本发明目的是提供一种节杆菌B2，其具有较强的异养-好氧反硝化能力，从而实现了好氧条件下硝化反应和反硝化反应同步进行。能在曝气好氧的条件下具有较高的氨氮去除能力，实现污水的生物脱氮。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一株新菌株--节杆菌(Arthrobacter sp.)B2，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期：2016年9月14日，保藏编号：CCTCC NO：2016485，地址：中国，武汉，武汉大学，邮编：430072。

本发明还提供一种所述节杆菌B2在降解含氮污水中的应用。所述氨氮废水中总氮较高，污水中氨氮占总氮比例较高，COD为300-600mg/L，总氮100-300mg/L，氨氮20-50mg/L。

进一步，所述应用是以节杆菌B2经发酵培养获得的湿菌体与载体混合烘干制成的菌剂为催化剂，以含氮污水为底物，在通气量为1-3m³/h、温度26-30℃的条件下，于曝气池中进行降解反应，实现含氮污水中氨氮和总氮的快速降解；所述载体为硅藻土或膨润土。

进一步，所述湿菌体与载体质量比为1:50-200，优选1:100，所述菌剂的用量以含氮污水体积计为1.0-5.0g/L，优选1.5g/L。

进一步，所述湿菌体按如下方法制备：

(1)将节杆菌B2接种至LB固体培养基，在37℃培养26h，获得菌体斜面；所述LB固体培养基终浓度组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L，琼脂20g/L，溶剂为水，pH 7.0；

(2)从菌体斜面挑取一环菌体接种至LB液体培养基中，37℃培养28h，形成种子液；LB液体培养基终浓度组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L，溶剂为水，pH 7.0；

(3)将种子液以体积浓度3％的接种量转入装有发酵培养基的发酵罐进行发酵培养，体积装液量70％，发酵温度为37±1℃，搅拌速率为200rpm，通气量为0.9-1.1V/v·m，溶氧浓度为80-90％，培养至24h时，将发酵液离心，收获湿菌体；所述发酵培养基终浓度组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L，溶剂为水，pH 7.0。

与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：节杆菌B2具有异养-好氧反硝化功能，既可以利用污水中的有机物、氮源进行生长，又可以降解污水中的有机物、氨氮和亚硝酸氮污染物。硝酸盐降解率为87.6％，亚硝酸盐降解率为84.5％。

(三)附图说明

图1为菌株B2系统发育树。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1菌株B2的筛选及鉴定

(1)菌株B2筛选

取自浙江丽水某污水处理厂曝气池中的活性污泥为样品，采用异养法进行好氧反硝化菌的筛选方法(具体参照：高效好氧反硝化细菌的筛选及脱氮特性的研究，蔡昌凤，梁磊.环境科学与技术，2011,34(1)：41-44.)，分离得到菌株B2；其菌落形态为：菌落乳白色，不透明，菌落表面湿润，中间凸起，菌落边缘光滑。

(2)菌株B2鉴定

提取菌株B2基因组，测定16sRNA(参考：株贫营养好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮特性，魏巍，黄廷林，苏俊峰等；生态环境学报，2010,19(9)：2166-2171.)，16sRNA核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示。经过16sRNA比对分析，菌株B2与Arthrobacter sp.属的同源性达到99％，并利用Biolog(GENⅢ)微生物鉴定系统对该菌株进行鉴定(图1、表1和表2)，且与报道菌株最高相似程度为0.368，与已知菌株相似程度不高，为新发现菌株。因此命名为：节杆菌(Arthrobacter sp.)B2。Biolog系统给出36h鉴定结果，如表1和表2所示。

表1、菌株B2对Biolog GENⅢ板上71种碳源的利用能力

Notes:+,positive；-,negative；B,borderline

表2、菌株B2对Biolog GENⅢ板上23种化学物质的化学敏感性

Notes:+,positive；-,negative；B,borderline

实施例2

(1)菌剂准备

将节杆菌B2接种至LB固体培养基，在37℃培养26h，获得菌体斜面；所述LB固体培养基终浓度组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L，琼脂20g/L，溶剂为水，pH 7.0。

从菌体斜面挑取一环菌体接种至LB液体培养基中，37℃培养28h，形成种子液，其浓度为1.6×10⁸cfu/mL。LB液体培养基终浓度组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L，溶剂为水，pH 7.0。

将种子液以3％(体积比)的接种量转入装有发酵培养基的30L种子罐进行发酵培养，装液量70％，发酵温度为37±1℃，搅拌速率为200rpm，通气量为0.9-1.1V/v·m，溶氧浓度为80-90％，自接种后每3h取样一次测600nm的吸光值，确定菌种的对数生长期为9-16h。当培养至24h时，将发酵液离心，收获湿菌体670g。所述发酵培养基终浓度组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L，溶剂为水，pH 7.0。

将100g湿菌体与硅藻土以质量比1:100混合均匀，低温8-10℃风干制成菌剂1080g。

(2)好氧反硝化作用强度的测定

将步骤(1)制备的菌剂用Giltay方法测定该菌的反硝化作用强度，第2天德汉氏小管内产气，且培养基颜色由绿色变为蓝色；48h后，硝酸盐降解率为87.6％，亚硝酸盐降解率为84.5％。

实施例3

于某污水厂入水口取生活污水20L，于实验室模拟曝气池中，通气量为1m³/h；接种菌剂量为30g；处理时间为24h。处理前污水、添加菌剂处理24h后的污水，以及未添加菌剂处理24h后的污水(即对照)COD采用重铬酸钾法测定，TN(总氮)采用过硫酸钾氧化/紫外分光光度法测定；NH₃-N(氨氮)采用纳氏试剂光度法测定。结果如表3所示。

表3菌剂污水处理效果

备注：生活污水----指处理前的生活污水生化指标；菌剂---指生活污水用菌剂处理后的生化指标；对照---指生活污水未添加菌剂在同等物理条件处理下(曝气)的生化指标。

实施例4

于温岭某白虾养殖厂，取养殖废水20L，于实验室模拟曝气池中，通气量为：1m³/h；接种菌剂30g；处理时间为24h。处理前污水、添加菌剂处理24h后的污水，以及未添加菌剂处理24h后的污水(即对照)COD采用重铬酸钾法测定，NO^2--N分光光度法测定；NH3-N(氨氮):纳氏试剂光度法测定。结果如表4所示。

表4菌剂污水处理效果

备注：养殖废水----指处理前的生活污水生化指标；菌剂---指养殖废水用菌剂处理后的生化指标；对照---指养殖废水未添加菌剂在同等物理条件处理下(曝气)的生化指标。

SEQUENCE LISTING

<110> 浙江工业大学

<120> 一株节杆菌B2及其降解含氮污水的应用

<130>

<160> 1

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 1523

<212> DNA

<213> Arthrobacter nicotianae

<400> 1

agagtttgat cctggctcag gatgaacgct ggcggcgtgc ttaacacatg caagtcgaac 60

gatgaagccg aagcttgctt tggtggatta gtggcgaacg ggtgagtaac acgtgagtaa 120

cctgcccctg actctgggat aagcctggga aactgggtct aataccggat atgactgcgg 180

aacgcatgtt ctgtggtgga aagatttatc ggttggggat ggactcgcgg cctatcagct 240

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ggcttgacat gttccagacc gggctagaga tagtccttcc cttcggggct ggttcacagg 1020

tggtgcatgg ttgtcgtcag ctcgtgtcgt gagatgttgg gttaagtccc gcaacgagcg 1080

caaccctcgt tccatgttgc cagcacgtag tggtggggac tcatgggaga ctgccggggt 1140

caactcggag gaaggtgggg atgacgtcaa atcatcatgc cccttatgtc ttgggcttca 1200

cgcatgctac aatggccggt acaatgggtt gcgatactgt gaggtggagc taatccctaa 1260

aagccggtct ccgttcggat tggggtctgc aactcgaccc catgaagtcg gagtcgctag 1320

taatcgcaga tcagcaacgc tgcggtgaat acgttcccgg gccttgtaca caccgcccgt 1380

caagtcacga aagttggtaa cacccgaagc cgatggccta accaccttgt gtggggggag 1440

tcgtcgaagg tgggactggc gattgggact aagtcgtaac aaggtagccg taccggaagg 1500

tgcggctgga tcacctcctt tct 1523