一株反硝化聚磷菌及其在生活污水处理中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境生物技术领域，具体涉及一株反硝化聚磷菌及其在生活污水处理 中的应用。
【背景技术】
[0002] 随着人类生活水平的不断提高和工业生产的快速发展，水质污染问题越来越严 重。氮、磷属于生物营养元素，氮、磷的超标会水体富营养化，破坏水体的生境。我国主要湖 泊氮、磷污染较重，因此导致的富营养化问题突出。物理与化学方法虽然可以取得很好的除 磷效果，但是建设成本较高、技术复杂、运行成本高；此外，化学除磷还容易造成二次污染、 增加污泥量加重污泥处理负担，不适合大范围推广应用。废水的生物强化除磷过程是利用 特殊微生物的生理特性进行聚磷除磷，不会产生二次污染，也不会额外增加建设成本，因而 具有良好的经济优势，有利于得到广泛运用。
[0003] 生活污水的脱氮原理是污水中的有机氮在微生物作用下分解为无氨态氮，在曝气 池中，经过硝化细菌或者亚硝化细菌的作用，氧化成硝态氮或者亚硝态氮。形成的硝化液在 缺氧条件下通过反硝化细菌的作用将硝态氮和亚硝态氮还原为氮气释放到大气中。依靠一 类被称为聚磷菌的微生物除磷是生活污水除磷的主要方式之一。，该类微生物在厌氧条件 下，细菌会释放细胞内的磷酸盐；进入好氧阶段后，聚磷菌利用水中的有机物基质，并从中 摄取大量磷酸盐，达到聚磷效果，通过排除污泥的方式，达到水体的去磷效果。
[0004] 由于生活污水C/N比比较低，而聚磷菌与反硝化菌又会存在对有机物的竞争，目 前大部分工艺不能实现脱氮除磷的最佳效果。目前研究者发现一类兼具脱氮除磷功能的微 生物，成为反硝化聚磷菌，这类细菌能在缺氧条件下利用N03作为电子受体实现过量吸磷， 吸磷的同时，聚磷菌包含的PHA作为反硝化的碳源，而不是像传统的好氧吸磷过程中被02 氧化，将脱氮和除磷有机结合在一起，从而解决了传统生物脱氮除磷过程在碳源争夺上的 矛盾。与传统生物除磷相比，反硝化除磷可减少50%的C0D消耗和30%的供氧，同时剩余 污泥量降低50%以上，可以很好地解决城镇生活污水低C/N的问题，因而具有广泛的应用 价值。
[0005] 虽然在以往的研究中，已有微生物除磷的研究，比如：裴海燕等在"一株具有脱氮 除磷效果的厌氧反硝化聚磷菌及其应用"专利中筛选到一株灿烂类芽孢杆菌，该菌株前24h 氮磷去除率分别只有57. 5%和50. 2%。裴海燕等在"一株具有脱氮除磷双重能力的反硝化 聚磷菌及其应用"专利中筛选到一株假产碱假单胞菌CL-1，该菌前24h的氮磷去除率分别 只有56. 93%和43. 56%，脱氮除磷效率都不高。
[0006]因此，如何从自然界中富集筛选出高效的反硝化除磷微生物，使其能够应用于生 活污水处理工程并大大提高污水处理工艺的处理效率以及工艺的稳定性具有重要的应用 推广意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一株反硝化聚磷菌及其在生活污水处理中的应用。
[0008] 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
[0009] -株反硝化聚磷菌，其特征在于，该菌株命名为铜绿假单胞菌LLHD-1，已于2015 年5月27日保藏于中国典型培养物保藏中心（武汉大学保藏中心），保藏单位地址：中国 武汉武汉大学，其保藏号为CCTCCNO:M2015331。
[0010] 上述铜绿假单胞菌LLHD-1的菌落形态为：菌落呈白色（老龄菌会在菌落表面产 生暗绿色），不规则圆、缘齐、不透明、表面光滑、扁平、粘稠；菌株生理特征：菌体呈直杆状， 革兰氏阴性；菌株的主要生化特征：化能异养，能利用硝酸盐，在LB平板培养基上菌落白色 边缘整齐、扁平、生长一段时间在菌落和培养基表面有暗绿色产生。最适生长温度为25~ 37°C，最适生长pH为6~9,菌体长度0? 5-2ym，宽度0? 3-0. 5ym，细菌形态见扫描电镜图 2〇
[0011] 上述铜绿假单胞菌LLHD-1的16SrDNA基因序列特征为：16SrDNA基因序列长 度为861bp，采用BLAST分析法将16SrDNA序列与GenBank数据库进行比对分析，发现该 菌株与Pseudomonasaeruginosa的亲缘关系最接近，同源性高达99%以上，铜绿假单胞菌 LLHD-1的系统发育进化树见图3。
[0012] 上述铜绿假单胞菌LLHD-1在生活污水处理中的应用。
[0013] 本发明的有益效果如下：本发明从生活污水处理工艺A2/0的曝气池中分离出铜绿 假单胞菌LLHD-1，该菌能够将N03彻底还原，不会产生N0 2的积累，同时该菌还具有较强的 聚磷能力，可以作为脱氮除磷高效生物菌剂应用与生活污水处理中，对污水具有良好的去 污能力，能有效提高生活污水处理工艺的处理效率和稳定性。本发明拓宽了人们对铜绿假 单胞菌（Pseudomonasaeruginosa)在其功能方面的应用研究思路，并为生活污水的高效脱 氮除磷提供了有用的菌源和技术，具有较强的实际应用价值。
【附图说明】
[0014] 图1为铜绿假单胞菌LLHD-1的PCR产物琼脂糖电泳图，其中右为扩增产物，左为 Marker，Marker条带从上至下分别为：2000,1000, 750, 500, 250,100bp。
[0015] 图2为铜绿假单胞菌LLHD-1形态扫描电镜图。
[0016] 图3为基于16SrDNA序列的铜绿假单胞菌LLHD-1的系统发育树。
[0017] 图4为铜绿假单胞菌LLHD-1在实验室模拟的生活污水处理中应用时，其中的 CODcr、总氮、总磷的含量变化曲线。
[0018] 图5为铜绿假单胞菌LLHD-1在实际生活污水处理中应用时，其中的CODcr、总氮、 总磷的含量变化曲线。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020] 实施例1 :菌株的分离、筛选和鉴定
[0021] (一）材料准备：
[0022] 1.从运行良好的A2/0工艺的曝气池中采集活性污泥作为筛选反硝化聚磷菌的来 源，现场接种到灭菌的高浓度的氮磷培养基中。
[0023] 2.培养基：
[0024]高浓度的氮磷培养基：葡萄糖 10g/L、CaCl20.2g/L、MgS040. 5g/L、（NH4)2S04 2g/ L、KH2P040.25g/L、KN03lg/L，调节pH为7.0。
[0025] LB液体培养基为：蛋白胨10. 0g、酵母提取物5. 0g、NaCl10. 0g、蒸馏水1000mL， pH7. 0〇
[0026]LB固体培养基为：蛋白胨10.0g、酵母提取物5. 0g、NaCl10.0g、琼脂粉15g、蒸馏 水 1000mL，pH7. 0。
[0027] 3?实验仪器和设备：
[0028] 杰瑞尔SHZ-82A气浴恒温振荡器，
[0029] 电热恒温培养箱，