一株阴沟肠杆菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环境微生物领域，具体涉及一株阴沟肠杆菌cJoacae) HNR及其应用。
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【背景技术】
[0003] 传统的生物反硝化过程是指反硝化细菌在缺(厌)氧的条件下，将N03 (硝酸盐)还 原成气态产物的过程。通常，在这一过程中，氧气的存在会使N03作为电子受体被还原的过 程受到抑制。因此，反硝化需要在缺(厌)氧的条件下进行。随着研究的深入，好氧反硝化作 用曰益受到关注。人们发现反硝化过程不但可以在缺(厌）氧的条件下进行，还可以在好氧 的条件下完成。具有好氧反硝化特性菌株的发现，如奠产碱杆菌（ 恶臭假单胞菌（敵was/w(it/a)，脱氮副球菌（/tsracocciA?ofeni(ri/icans)，芽抱杆 菌sp.)和施氏假单胞菌（/keW(賞was 等，为废水的生物脱氮引入 了全新的概念。好氧反硝化细菌的发现使反硝化在好氧条件下进行成为可能，从理论上增 加了含氮废水处理过程中硝化阶段与反硝化阶段在同一单元内同步进行的可能性，从而可 大大减少废水处理设施或处理厂的占地面积和建设资金；此外，这类微生物以有机碳作为 碳源生长繁殖，在脱氮同时可同步去除废水中的有机碳。这些发现可缓解传统处理工艺在 处理效果与经济利益之间的矛盾，为实现废水高效而经济的处理提供了很好的理论基础。
[0004] "一种新的好氧反硝化菌筛选方法的建立及新菌株的发现"，孔庆鑫，《应用与环境 生物学报》，2005. 04中公开：利用间歇曝气富集和氰化钾选择培养基筛选到一株具有好氧 反硝化功能的假单胞菌（sp. )Y2-1 -1，该菌株利用梓檬酸钠为碳源，硝酸钾为 氮源在好氧条件下5天内将硝酸盐氮由282. 0mg/L降至148. 2mg/L，总氮去除率不足50%。 "一株好氧反硝化菌的分类及特性研究"，朱月琪，《微生物学通报》，2009. 04中公开：分离得 到一株好氧反硝化细菌CY1，初步鉴定为泛养副球菌（/kracocci/61 ，该菌株 在厌氧和好氧条件下均具有反硝化能力，硝酸盐氮初始浓度为137. 25mg/L时，30h内硝酸 盐氮去除率分别为99. 89% (厌氧）和60. 16% (好氧)。
[0005] 但至今为止对此类好氧反硝化菌的研究尚未完善，好氧反硝化作用的广泛性还需 要进一步确定。因此，仍需要分离纯化得到更多的高效、稳定的好氧反硝化菌株。
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【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一株阴沟肠杆菌（办feraAacterdoacae)HNR及其应用，该阴沟肠杆菌HNR能够在完全好氧的条件下高效去除N03-N(硝酸盐氮）并 同步去除有机碳，因此在废水处理领域有着广泛的应用前景。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 本发明提供的阴沟肠杆菌（feferoAactercJoacaeOHNR，于2015年1月13日保藏于 中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路， 保藏编号为CGMCCNo. 10348。本发明的阴沟肠杆菌HNR的16SrRNA基因序列见序列表， 序列长度为1336bp，在GenBank中基因序列登陆号为KP308150。
[0009] 本发明的阴沟肠杆菌HNR在含硝酸盐的有机废水处理领域有广泛的应用前景。 在完全好氧的条件下，该菌株可以利用N03 -N作为唯一的氮源进行好氧反硝化脱氮；其对 N03 -N的去除率可达90~98%，对TN(总氮）的去除率可达85%~95%，对T0C(总有机碳）的去 除率在85%以上。该菌株可用于废水中N03 -N和T0C的同步脱除，尤其适合于高C/N比(碳 氮比）的有机废水的处理。
[0010] 上述阴沟肠杆菌HNR应用于含N03 -N有机废水的处理时，所述废水C/N比为5~20， 较优条件为1〇~15。
[0011] 上述阴沟肠杆菌HNR用于含N03-N有机废水的处理时，所述废水pH值为5~10,较 优条件为7~9。
[0012]上述阴沟肠杆菌HNR用于含N03 -N有机废水的处理时，所述废水温度为20~40°C， 较优条件为20~30°C。
[0013] 上述阴沟肠杆菌HNR用于含N03 -N有机废水的处理时，最优选处理条件为废水的 C/N比为10~15、废水pH值为7~9、废水温度为20~30°C。
[0014] 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果： 1、本发明的阴沟肠杆菌HNR中的硝酸盐还原酶活性高，可在好氧条件下表达，具有好 氧反硝化功能；可利用多种有机碳源。
[0015] 2、本发明的阴沟肠杆菌HNR具有在好氧条件下还原N03 -N的功能；同时，该菌株对 尚浓度的有机碳耐受性极佳，具有良好的有机碳去除能力。
[0016] 3、本发明的阴沟肠杆菌HNR应用于废水处理领域，在完全好氧的条件下，该菌株 可以利用N03 -N为唯一氮源进行好氧反硝化脱氮；其对N03 -N的去除率可达90~98%，对TN 的去除率可达85%~95%，对T0C的去除率在85%以上。该菌株可用于废水中N03 -N和T0C的 同步脱除，尤其适合于高C/N比有机废水的处理。
[0017] 4、本发明的阴沟肠杆菌HNR是具有好氧反硝化功能的脱氮菌株。该菌株的应用可 缓解传统含氮废水处理过程中反硝化阶段需要限制溶氧量的问题，使硝化阶段与反硝化阶 段在同一好氧单元内同步进行成为可能，并同时实现有机碳的去除。将该菌株运用于水处 理工艺，可减少占地面积，降低基建成本，提高处理效率，有效缓解传统生物脱氮工艺中处 理效率与经济利益之间的矛盾，具有良好的社会及环保效益，应用前景广阔。
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【附图说明】
[0019] 图1为本发明的阴沟肠杆菌HNR扫描电镜图(放大倍数10000倍）； 图2为本发明的阴沟肠杆菌HNR在不同有机碳源条件下对TN的去除效果对比图； 图3为本发明的阴沟肠杆菌HNR在不同C/N比条件下对TN的去除效果对比图； 图4为本发明的阴沟肠杆菌HNR在不同pH条件下对TN的去除效果对比图； 图5为本发明的阴沟肠杆菌HNR在不同温度条件下对TN的去除效果对比图； 图6为本发明的阴沟肠杆菌HNR在硝酸盐废水中的生长及对N03 -N、TN、TOC的去除效 果对比图。
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【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0022] 实施例一 一、好氧反硝化菌株的筛选。
[0023] 本发明所用活性污泥来自重庆市鸡冠石污水厂A2/0工艺二沉池，好氧反硝化菌株 的筛选采用平板划线法，其中液体培养条件为温度30~35°C，摇床转速90~120rpm;固体 平板培养条件为生化培养箱温度30~35°C，具体按如下步骤操作： 1) 将lmL从污水厂二沉池取来的污泥接种到牛肉膏蛋白胨液体培养基中富集培养 24~72h，再取上述培养液lmL进行梯度稀释后，将不同梯度的稀释培养液分别接种到液体 培养基I的试管中形成若干组培养液，好氧培养24~72h; 2) 测定步骤1)中各组培养液的pH值，吸取pH值降低最多的培养液少许，进行梯度稀 释后，再将不同梯度的稀释培养液分别涂布于固体培养基I所制的固体平板上，倒置培养 2~3d； 3) 挑取步骤2)中固体平板上菌落周围培养基颜色发生变化的单个菌落，分别于装有液 体培养基II的试管中进行好氧培养3~5d后，测定每个试管中N03-N(硝酸盐氮）和TN(总 氮）的去除效果，选取N03 -N和TN去除效果最好的培养液于固体培养基II制成的平板上进 行划线培养； 4) 挑取单个菌落分别于装有液体培养基II的试管中，好氧培养3~5d，选取N03 -N和TN 去除效果最好的培养液于固体培养基II上平板划线； 5) 重复步骤4)，直至获取一株对N03 -N和TN去除效果稳定的菌株，命名为HNR，该菌 株具有好氧反硝化性能。
[0024] 其中涉及的培养基的构成分别为： 牛肉膏蛋白胨液体培养基的构成为(每升）：蛋白胨l〇g，牛肉膏5g，NaCl5g，pH=7. 0~8. 0 ； 液体培养基I构成为(每升）：硝酸钾〇. 5778g，梓檬酸三钠-C(即梓檬酸三钠中的碳， 下同）200mg，葡萄糖-C200mg，琥泊酸钠-C200mg，乙酸钠-C200mg，NaCl4g，六种微量元 素水溶液各3~5mL，pH=7. 0~8. 0 ; 固体培养基I是在液体培养基I中加入溴百里酚蓝试剂（0. 1~0. 3g溴百里酚蓝溶于 10~15mL无水乙醇中），