一种耐低温的莓实假单胞菌及其在污水处理上的应用的制作方法

本发明属于环境生物，具体涉及一种耐低温的莓实假单胞菌及其在污水处理上的应用。

背景技术：

1、在污水处理中，微生物相对于其他的化学试剂，其最主要的区别和特点在于其具有活性，但这也使得微生物在生长、繁殖和代谢等方面受温度影响很大。温度是影响微生物生长的最重要的环境因素之一。不同微生物对温度的要求有所不同，在不合适的温度环境中，微生物活性降低，污水处理效果差，甚至出现微生物无法正常生长，严重影响出水水质的情况。

2、中国北方地区冬季寒冷漫长，严酷的气候条件使得这些地区在冬季污水处理过程中所使用的各种微生物活性降低，研究表明：当水温下降到7-15℃时，系统硝化效果会明显下降，利用传统的活性污泥法为主的工艺技术的处理效能大幅下降，出水水质达标保障率极低，特别是对氮，磷，cod的去除尤为困难，当前在寒冷地区的工程实践中通常通过延长污水的停留时间、提高污泥浓度、降低污泥负荷和增大污泥回流等方式来提高污水的处理效果，对工艺单元进行保温或者升温的方式也是很常见的，但这些措施往往会大大增加工程成本，且对于温度的控制也会增加污水处理的技术难度。

3、微生物在低温环境下生长的限制性因素是低温时细胞是否能够将外部营养物质转运至细胞内。一般中温微生物在低于10℃时就不能代谢外源物质，而只有低温菌能够在2℃时正常转运外部葡萄糖等营养物质进入体内。低温环境下，低温菌所具有的其他微生物无法替代的生物活性能够提高污水的处理效率，拥有广阔的应用前景。筛选功能性低温菌不仅能够在低温微生物的研究方面有重大突破，对生产实际和环境保护也有巨大的帮助，还能够为进一步降低寒冷地区污水处理项目的建设、运行成本。因此，从生物学的角度，在掌握低温对活性污泥性能的影响的基础上，研究一种能够在低温环境下正常、高效处理污水的低温菌，是切实、有效解决温度对污水处理效果的不利影响，及低温导致的污泥膨胀的根本措施和方法。

4、污泥膨胀是污水处理厂一直以来难于解决的问题之一。污泥膨胀的主要原因包括丝状菌过量繁殖引发的丝状膨胀以及其他非丝状菌引发的膨胀。对国内外污水处理厂的调查发现，由丝状菌引起的污泥膨胀达90％以上。诱发丝状菌引起污泥膨胀的主要因素有温度、ph、溶解氧、营养物质配比等，其中温度是丝状菌生长的一个重要参数。调查表明，污泥膨胀一般发生在春冬季节，夏季基本不会发生。s.knoop等通过研究发现，温度和污泥容积指数(svi)呈负相关，温度是诱发微丝菌过量繁殖导致污泥膨胀的重要原因。王杰等在考察温度对污泥沉降性的影响中发现，微生物胞内储存物pha和糖原的储存会随温度的升高而降低，同时温度会影响丝状菌的种群结构，不同温度下会呈现出不同的优势丝状菌。chundakkadu等研究发现低温下减缓中温微生物代谢进程，污水中有机质污染物不能及时降解，微生物胞外聚合物中多糖在细胞外大量贮存，引发粘性膨胀。高春娣研究发现在sbr反应器中调控水温至(14±1)℃后运行10天诱发丝状菌污泥膨胀(主要原因是低温导致中温微生物生长缓慢或者停止生长，而丝状菌具有较大的比表面积，能够比普通中温菌更快速获得营养物质)同时低温膨胀时污泥群落结构丰度降低，群落多样性下降。

5、目前，并没有有效的工艺流程的预防措施来应对污泥膨胀的问题，而且应急措施也都会影响整个的污水处理流程，影响水处理和破坏系统的运转周期。目前现有的污泥膨胀处理措施基本是使用化学药剂来进行，常用杀菌剂和絮凝剂来处理，杀菌剂有臭氧，过氧化氢，氯气等氯制剂；絮凝剂有硫酸铝，三氯化铁等，使用上述化学药剂具有一定的经济耗费，成本较高，且化学试剂亦会产生一定的污染。利用功能性的低温菌是近年来提倡的绿色环保方法，其能节省大量的经济且能极大减少环境污染。

6、因此，提供一种在低温环境下高效处理污水中氨氮、cod的同时可控制污泥膨胀的低温菌具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对低温条件下，污水氨氮难降解，脱氮难，cod降解难，污泥膨胀等污水处理问题，提出一种低温环境中在低碳氮比下可快速脱氮的莓实假单胞菌及其在污水处理上的应用，莓实假单胞菌yhsw-2203能够在低温条件下(2-20℃)通过异养硝化--好氧反硝化脱氮，加入其发酵菌液，可快速强化污水系统的脱氮及降解cod的性能，快速降解污水中氨氮，总氮，cod，并能改善污泥膨胀。

2、本发明的第一方面，提供一种莓实假单胞菌(pseudomonas fragi)yhsw-2203，所述莓实假单胞菌yhsw-2203于2022年5月9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cgmcc no.24855。

3、本发明的第二方面，提供所述的莓实假单胞菌yhsw-2203在污水处理中的应用。

4、在本发明的一些实施方式中，所述的污水处理包括去除污水中的cod和氨氮。

5、在本发明的一些实施方式中，所述的污水处理在2-20℃的温度下进行。

6、在本发明的一些实施方式中，所述的污水处理包括防治污泥膨胀。污泥膨胀是指采用活性污泥法进行污水处理过程中由于低温导致的污泥膨胀。

7、在本发明的一些实施方式中，所述防治污泥膨胀在4-12℃的温度下进行。

8、在本发明的一些实施方式中，所述污水处理采用活性污泥法，在好氧池中添加含有所述莓实假单胞菌yhsw-2203的发酵菌液，所述发酵菌液的添加量为好氧池容积的万分之一至万分之七。

9、在本发明的一些实施方式中，所述发酵菌液的活菌含量不低于200亿/ml。

10、在本发明的一些实施方式中，所述莓实假单胞菌yhsw-2203的发酵菌液按以下方法制备：

11、将莓实假单胞菌yhsw-2203菌种保藏管接种到固体培养基划平板进行复苏，4℃培养96小时。在平板下挑取单个菌落接种到茄子瓶中的固体培养基中，在培养箱中4℃培养72小时。待菌种长满茄子瓶，将1l无菌水将两个茄子瓶的菌种洗至接种瓶中，将其接种至350l种子液体培养基(500l发酵罐)，前8小时，开搅拌120r/min，通气量液/气为1：0.5，然后，开搅拌180r/min，通气量液/气为1：0.8，20℃培养18-24小时，待od600≥0.4(用蒸馏水稀释10倍测量)，活菌含量不低于20亿/ml，即可移罐到3150l发酵培养基中(装在5000l的发酵罐)，前8小时，开搅拌120r/min，通气量液/气为1：0.8，然后，通气量液/气为1：1.2，20℃培养20-34小时，待od600≥0.8(用蒸馏水稀释100倍测量)，活菌含量不低于200亿/ml，即可停罐，得到莓实假单胞菌yhsw-2203发酵菌液。

12、其中固体培养基：乙酸钠4g/l，硫酸铵0.5g/l，磷酸氢二钾0.25g/l，硫酸镁0.125g/l，硫酸亚铁0.0025g/l，硫酸锰0.0025g/l，琼脂粉20g/l，调节ph至6.5-7.5；

13、种子液体培养基：乙酸钠2g/l，红糖2g/l，硫酸铵0.5g/l，磷酸氢二钾0.25g/l，硫酸镁0.125g/l，硫酸亚铁0.0025g/l，硫酸锰0.0025g/l，调节ph至6.5-7.5；

14、发酵培养基：豆粕粉25-45g/l，乙酸钠3-8g/l，红糖20-50g/l，玉米浆1-5g/l，大豆油0.5-2g/l，硫酸镁0.1-1g/l，硫酸锰0.1-0.6g/l，磷酸氢二钾0.5-2g/l，氯化钙0.1-1g/l，硫酸亚铁0.001-0.01g/l，氯化铵2-6g/l，ph为7.2。

15、各培养基灭菌的条件为：0.10-0.15mpa，121℃灭菌30分钟。

16、本发明的有益效果是：

17、1、本发明的莓实假单胞菌yhsw-2203是一株在2-20℃都可以进行异养硝化反硝化菌株，并且在碳氮比8.23都能有较好的去脱氮效果，即能够在好氧条件下，以有机物为底物(以有机碳为碳源)，同步进行硝化降解氨氮，cod与总氮，尤其适用于低温导致的氨氮，cod，总氮脱除难的废水处理。

18、2、莓实假单胞菌yhsw-2203可在2-20℃快速生长，高效完成废水中氨氮的去除，具有显著的低温氨氮脱除效果。且本发明提供的莓实假单胞菌yhsw-2203可作为活性污泥法水处理过程中的微生态添加剂用来预防和调控低温导致的丝状菌过度生长引起的污泥膨胀问题，实验结果表明在低温4-12℃下能够有效减少污泥膨胀，改善出水质量，在污水处理领域有良好的应用前景。