一株同步脱氮除磷真菌及其在实际生活废水中的应用

本发明属于微生物，涉及一株角膜镰刀菌(fusariumkeratoplasticum)fsp1及其应用。该菌株具有同步脱氮除磷的功能，将该菌接种到实际生活污水中，可以利用有机碳源实现废水的高效脱氮除磷。

背景技术：

1、随着社会的进步和经济的发展，富含氮磷的废水的过量排放和处理不当导致水体富营养化问题逐渐突出，严重影响了水体生态系统的平衡和人类的生命安全。因此，从废水中去除氮磷等营养元素对保护水资源至关重要。相较于物理化学法，生物治理法因其具有高效、节能、低成本等优点成为污水处理厂的主流方法。传统废水处理工艺主要依赖于自养硝化和反硝化细菌实现氮素从水体中的去除；生物除磷主要依靠聚磷菌的厌氧释磷和好氧吸磷来完成。因此，传统工艺需要厌氧和好氧条件的分段处理，而且不同的微生物之间存在着碳源等物质的竞争，这使得污水处理厂具有占地面积大，氮和磷去除系统复杂化，投资成本高等局限性。

2、目前，细菌已经被广泛的认为在废水的氮磷去除过程中起着至关重要的作用。然而，与细菌相比，真菌拥有丰富的胞外酶体系，可以降解更复杂的污染物，而且具有更强的环境适应性和耐受性，在生物修复方面也比细菌具有优势。真菌在很多污水处理厂中的作用和应用已经被报道，其强大的应用潜力也刺激了新型多功能真菌的分离和表征，这将有助于更好地了解其污染降解机制。近年来，真菌主要从活性污泥、水库沉积物、海洋水产养殖区中分离。对真菌的功能研究主要是从硝化，反硝化以及除磷的单一功能展开的。

3、一些同步异养硝化好氧反硝化除磷细菌的发现使脱氮除磷过程能够在一个反应器内实现，这克服了传统工艺的局限性，可能会改变脱氮除磷工艺的发展。然而，目前很少有关于同步脱氮除磷真菌的报道，这也限制了真菌的开发和应用。因此，发现和分离出更多的新型功能真菌对于脱氮除磷工艺的创新和发展至关重要，有利于扩大真菌的应用领域，可以促进对微生物在自然界作用的认知。

4、本发明从嗜盐颗粒污泥中分离、纯化出一株具有同步脱氮除磷功能的真菌菌株。在好氧和异养条件下，该菌株可以发挥高效的同步脱氮除磷功能，可以在一定的盐度范围内去除水中的氮磷，不存在厌氧磷酸盐的释放，且无明显硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的积累。

技术实现思路

1、本发明提供了一株具有同步脱氮除磷功能的真菌，分类命名为——角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1，该菌从嗜盐颗粒污泥中分离，克服了现有功能微生物在盐度和ph方面能适应的范围较窄的缺陷，可以在一个反应器内实现废水的同步脱氮除磷。

2、本发明提供了角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1在实际生活污水中的应用，通过将菌株应用在实际生活污水中，可以有效去除生活污水中的碳、氮和磷，实现了在单个反应器中同步脱氮除磷，克服了现有生物脱氮除磷工艺的技术瓶颈，应用前景广阔，具有良好的经济效益和社会效益。

3、本发明所述的应用相较于传统的脱氮除磷工艺，其特点在于硝化过程是异养条件且没有中间产物积累，反硝化过程是好氧条件，除磷是在好氧的条件下完成，不需要复杂的运行条件，不依赖于不同功能微生物的协同参加，没有微生物之间的碳源竞争等问题。

4、本发明提供的角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1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)，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为cgmcc no.40742，保藏日期为2023年7月25日。

5、本发明提供的角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1生长于基础固体培养基上，基础固体培养基配制方法为：称取磷酸氢二钾1.5g、磷酸二氢钾0.5g、硫酸镁0.05g、氯化钠20g，氯化铵0.306g、微量元素溶液1ml、葡萄糖3g、琼脂20-25g，将上述药品溶于1l的去离子水中，121℃灭菌120min后倒入培养皿制成平板培养基。

6、本发明提供的角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1接种至固体培养基并培养72h后，培养皿中菌落形态为白色圆形，表面光滑湿润。

7、本发明提供的角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1能够在好氧条件下以有机碳源为电子供体，将氨氮经硝化作用氧化为亚硝态氮和硝态氮，同时可以将氨氮同化为胞内有机氮，维持其生长需求；也能够将亚硝态氮和硝态氮异化/同化还原为含氮气体/胞内有机氮，从而实现氨氮、亚硝态氮和硝态氮的去除；也可以在好氧条件下以氨氮和亚硝态氮、氨氮和硝态氮为混合氮源实现同步硝化反硝化脱氮过程。

8、本发明提供的角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1发挥优良性能的最佳条件为：碳源＝葡萄糖，氮源＝氨氮，初始氨氮浓度＝80mg/l,c/n(质量比，下同)＝30-35，盐度＝0-30g/l nacl，ph＝7.5-9.5

9、本发明提供的(fusarium keratoplasticum)fsp1在好氧脱氮的过程中不存在明显的亚硝态氮和硝态氮积累，具有良好的应用前景。

10、本发明提供的(fusarium keratoplasticum)fsp1在好氧条件下可以将正磷酸盐一部分同化为胞内物质和膜物质，另一部分储存在eps中，不存在磷酸盐释放的过程，既可以实现磷元素的高效去除，也有利于磷的回收，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一株具有同步脱氮除磷功能的真菌，即角膜镰刀菌(fusarium keratoplasticum)fsp1，其特征在于：该菌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，保藏日期为2023年7月25日，保藏号为cgmccno.40742。

2.应用如权利要求1所述一株具有同步脱氮除磷功能的真菌的方法，其特征在于，可以利用的有机碳源包括葡萄糖，蔗糖，乙酸钠，柠檬酸钠，丁二酸钠或可溶性淀粉；可以利用的无机氮源包括氨氮、亚硝态氮或硝态氮；可以利用的有机氮源包括谷氨酸或丙氨酸，可以利用的无机磷源为正磷酸盐。

3.应用如权利要求1所述一株具有同步脱氮除磷功能的真菌的方法，其特征在于：将该菌接种到以氨氮、亚硝态氮或硝态氮为唯一氮源，正磷酸盐为磷源的合成废水中，实现碳、氮、磷的去除；最佳培养条件为：碳源为葡萄糖，c/n质量比为30-35，盐度为0-30g/lnacl，ph为7.5-9.5。

4.应用如权利要求1所述一株具有同步脱氮除磷功能的真菌的方法，其特征在于：将该菌接种到实际生活废水中，投加碳源使c/n比达到15以下后，在温度25℃、转速120rpm、溶解氧4.5-5.1mg/l下于同一个好氧反应器内实现氮磷的去除。

技术总结
一株同步脱氮除磷真菌及其在实际生活废水中的应用属于微生物领域。所述菌株于2023年7月25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)，保藏编号为CGMCCNo.40742。角膜镰刀菌(Fusarium keratoplasticum)FSP1是具有同步脱氮除磷功能的真菌，生长繁殖快，在C/N(质量比)＝30‑35，盐度＝0‑30g/L，pH＝7.5‑9.5的条件下，能够利用有机碳源将废水中的无机氮和有机氮高效去除，同时吸收过量正磷酸盐，并储存在细胞内和胞外聚合物(EPS)中，有利于废水中磷元素的回收利用。该菌株可在生活污水脱氮除磷处理、水体修复、资源回收等领域发挥重要作用。

技术研发人员：崔有为,徐梦娇
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4