專利名稱：一株好氧反硝化甲基桿菌及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境微生物領(lǐng)域，具體涉及一株用于生物脫氮的甲基桿菌 (Methylobacterium phyllosphaerae)及其應(yīng)用。本發(fā)明的甲基桿菌在好氧與限氧條件下均具有較強(qiáng)的反硝化性能，特別適用于含氨廢水同步硝化反硝化過(guò)程脫氮。
背景技術(shù)：
隨著水體中氮素污染日益嚴(yán)重，脫氮成為目前水處理研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前普遍認(rèn)為，生物脫氮是從廢水中去除氮素污染的較為經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。傳統(tǒng)生物脫氮包括好氧硝化和厭氧反硝化兩個(gè)過(guò)程，這就需要將硝化和反硝化分離開，存在工藝冗長(zhǎng)，污水處理構(gòu)筑物占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用高等諸多弊端。針對(duì)上述問(wèn)題，有些研究者試圖將硝化菌和反硝化菌投加到同一反應(yīng)器中，雖然部分解決了傳統(tǒng)工藝存在的問(wèn)題，但由于兩種菌體的差異，總氮去除效果往往不理想。所以人們不斷尋求新型、高效的脫氮微生物，好氧反硝化菌作為一種新型的脫氮細(xì)菌倍受關(guān)注。近年來(lái)，已發(fā)現(xiàn)的好氧反硝化菌有泛養(yǎng)硫球菌(Thiosphaera pantotropha),現(xiàn)更名為脫氮畐丨」球菌(Paracoccus denitrificans),糞產(chǎn)堿桿菌 (Alcaligenes faecalis)，海洋假單胞菌(Pseudomonas nautical)和細(xì)小好氧反硝化菌 (Microvirgula aerodenitrificans)等。此類菌株的發(fā)現(xiàn)突破了傳統(tǒng)技術(shù)限制，大大簡(jiǎn)化了脫氮工藝環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化脫氮。CN200910083014. 3公開了一株具有異養(yǎng)硝化-好氧反硝化性能的土壤桿菌 (Agrobacterium sp.)。該菌在處理以有機(jī)物(琥珀酸鈉、檸檬酸鈉和無(wú)水乙酸鈉等)為碳源，氨氮為唯一氮源的廢水時(shí)，氨氮去除率80% 100%，去除速率3. 14mg/(L-h) 7. 95mg/(L-h)；總氮去除率78% 86. 54%。在處理以硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮為唯一氮源的廢水時(shí)，硝酸鹽氮去除率64.05% 100%，去除速率3.1^^/仏·!!) 5. 44mg/(L · h)； 總氮去除率63. 28% 71. 25%。張光亞等(應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2005，11 O))從土壤分離到一株好氧同時(shí)硝化-反硝化菌SDN，該菌為G+，球狀或桿狀，菌落橙紅色。該菌以硝酸鈉為氮源時(shí)能進(jìn)行好氧反硝化，以乙酸鈉和硫酸銨分別為碳源和氮源能進(jìn)行異養(yǎng)硝化，能以乙酰胺為唯一碳源和氮源進(jìn)行生長(zhǎng)。陳咄圳等(環(huán)境科學(xué)，2009，30 (1 )從畜禽養(yǎng)殖廢水中篩選到一株異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細(xì)菌CPZ24。該菌為G+，桿狀，菌落橙紅色，初步鑒定為嗜吡啶紅球菌(Miodococuus pyridinivorans)。在硝化過(guò)程中，該菌可將氨氮全部去除，總氮去除率98. 70% ；在好氧反硝化中，硝酸鹽氮去除率66. 74%，總氮去除率64. 27%。 上述菌株在硝化及反硝化脫氮時(shí)的去除效率需進(jìn)一步提高。甲醇降解菌株的篩選為工業(yè)廢水的生物處理提供了基礎(chǔ)，甲基桿菌是能夠有效降解甲醇的一類微生物。有些甲基桿菌能夠通過(guò)銨鹽和硝酸鹽的轉(zhuǎn)化影響氮循環(huán)。 CN200710175890.X公開了一株重組甲基營(yíng)養(yǎng)桿菌MB202，在利用重組甲基營(yíng)養(yǎng)桿菌MB202 的靜息細(xì)胞生產(chǎn)L-絲氨酸，在處理甲醇廢水中都具有十分廣泛的應(yīng)用前景。Madhaiyan 等Gnt J Syst Evol Microbiol, 2009, 59 (Pt 1))從水稻中分離獲得一株甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae sp. nov.)，該菌呈粉紅色。晁紅軍(微生物學(xué)通報(bào)， 2009,36(11))等從沼氣池殘?jiān)蟹蛛x出200多株能以甲醇為唯一碳源的細(xì)菌，其中一株初步鑒定為甲基桿菌(MethylcAacterium sp. )MB200。研究表明，該菌能利用甲醇、乙醇、丁二酸等作為唯一碳源。李寶慶等(農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007 二6)以甲醇作唯一碳源，利用富集培養(yǎng)的方法從化工廠活性污泥中分離到一株甲醇降解菌CYW-32，鑒定為嗜有機(jī)甲基桿菌 (Methylobacterium organophilium)。通過(guò)比色酸法明確了菌株CYW-32在24h內(nèi)可高效降解5001^/1的甲醇，降解率達(dá)到97.75%?？讘c勝等(化學(xué)與生物工程，2009，沈(1))從活性污泥中篩選到一株可利用甲醇為唯一碳源和能源生長(zhǎng)的細(xì)菌SDM11，該菌G—，短桿狀， 初步鑒定為甲基營(yíng)養(yǎng)菌屬。在溫度30°C、甲醇含量為0. 6%、pH7. 0的最適生長(zhǎng)條件下，甲醇的降解率達(dá)82. 5%。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一株具有天然生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的好氧反硝化甲基桿菌，該菌株具有較高的好氧反硝化效率，還具有異養(yǎng)硝化脫氨氮和好氧反硝化同時(shí)進(jìn)行的性能，將硝化和反硝化結(jié)合在一個(gè)過(guò)程中。本發(fā)明提供一株好氧反硝化甲基桿菌，甲基桿菌(MethylcAacterium phyllOSphaerae)SDN-3，2010年03月11日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC No. 3660。本發(fā)明甲基桿菌SDN-3為革蘭氏陰性菌，菌體為桿狀，能運(yùn)動(dòng)；菌落圓形細(xì)小，呈橘紅色，邊緣整齊光滑；接觸酶陽(yáng)性，氧化酶陽(yáng)性，可利用多種碳源。生理生化特性如表1所表1甲基桿菌SDN-3的生理生化特性
權(quán)利要求
1.一株好氧反硝化甲基桿菌，甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3， 2010年03月11日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為 CGMCC No. 3660。
2.按照權(quán)利要求1所述的甲基桿菌，其特征在于甲基桿菌SDN-3為革蘭氏陰性菌，菌體為桿狀，能運(yùn)動(dòng)；菌落圓形細(xì)小，呈橘紅色，邊緣整齊光滑；接觸酶陽(yáng)性，氧化酶陽(yáng)性，可利用多種碳源。
3.按照權(quán)利要求1所述的甲基桿菌，其特征在于甲基桿菌SDN-3硝酸鹽還原酶活性高，在好氧與限氧條件下均能表達(dá)，具有好氧反硝化與限氧反硝化功能，具有同時(shí)完成硝化作用和反硝化作用的功能。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的甲基桿菌，其特征在于甲基桿菌SDN-3能利用廉價(jià)的碳源，以硝酸鹽氮為唯一氮源，進(jìn)行好氧反硝化脫氮。
5.按照權(quán)利要求1或3所述的甲基桿菌，其特征在于甲基桿菌SDN-3能利用廉價(jià)的碳源，以氨氮為唯一氮源，進(jìn)行異養(yǎng)硝化_好氧反硝化同步脫氮。
6.按照權(quán)利要求1所述的甲基桿菌，其特征在于甲基桿菌SDN-3在溫度22°C 40°C， pH7. O 9. 5的條件下生物活性穩(wěn)定，脫氮效果好。
7.權(quán)利要求1所述甲基桿菌SDN-3應(yīng)用在污水處理領(lǐng)域。
8.按照權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于甲基桿菌SDN-3適用于處理含COD、同時(shí)含硝酸鹽氮或氨氮的廢水，總氮去除率大于90%，總氮平均去除速率大于9mg/(L · h) ；COD 去除率大于85%。
9.權(quán)利要求1所述甲基桿菌SDN-3應(yīng)用于污水脫氮處理的好氧反硝化過(guò)程，其操作條件為溶解氧為0. 2mg/L 2. 5mg/L，碳氮質(zhì)量比為3. 0 6. 0，溫度22°C 40°C，pH7. 0 9 · 5 ο
10.權(quán)利要求1所述甲基桿菌SDN-3應(yīng)用于污水脫氮處理的同時(shí)硝化和反硝化過(guò)程， 其操作條件為溶解氧為0. 5mg/L 5. Omg/L,碳氮質(zhì)量比為3. 0 6. 0，溫度22°C 40°C， pH7. 0 9. 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一株好氧反硝化脫氮的甲基桿菌及其應(yīng)用。好氧反硝化的菌株為甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae)SDN-3CGMCC No.3660。該菌在好氧與限氧條件下，能利用硝酸鹽氮進(jìn)行好氧反硝化，也能利用氨氮進(jìn)行異養(yǎng)硝化-好氧反硝化。該菌遺傳性狀穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)同步硝化-反硝化脫氮，能夠獨(dú)立完成生物脫氮的全過(guò)程。使用該菌處理各種含氮廢水，只需要一個(gè)好氧階段，工藝簡(jiǎn)單，脫氮效率高。
文檔編號(hào)C02F3/02GK102465103SQ201010536169
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者劉忠生, 李志瑞, 許謙, 高會(huì)杰, 黎元生 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院