一株腸桿菌及其應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及環(huán)境微生物領(lǐng)域，具體設(shè)及一株腸桿菌巧nterobacter SP.)化及其應 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代工業(yè)和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，由環(huán)境污染所引發(fā)的問題日益嚴重，其中 水體污染成為環(huán)境污染的主要問題之一，而水體氮素失衡導致水體富營養(yǎng)化則是水體污染 嚴重的重要表現(xiàn)。自然界的氮素平衡逐漸被打破，不僅造成嚴重的環(huán)境污染與經(jīng)濟損失，甚 至威脅到人類健康與生態(tài)安全，隨著污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，污水脫氮技術(shù)已日趨成熟， 而生物脫氮則是目前公認的廢水脫氮技術(shù)中較為經(jīng)濟而又行之有效的方法之一。
[0003] 傳統(tǒng)的生物脫氮主要是利用自養(yǎng)硝化細菌的硝化作用和異養(yǎng)反硝化細菌的反硝 化作用來協(xié)同完成。硝化作用和反硝化作用需要分別在好氧和缺(厭)氧條件下進行，也就 是說反硝化作用需在缺(厭)氧的條件下才能完成，而前段的硝化過程卻是好氧的。運樣嚴 苛的反應條件往往使得脫氮工藝復雜且條件難于控制，從而導致脫氮效率低、管理難度大、 運行成本高等問題。
[0004] 近年來，眾多學者研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在一類可W在好氧條件下進行反硝化的微生 物。王宏宇等(好氧反硝化菌株的鑒定及其反硝化特性研究，環(huán)境科學，2007,07)從污水處 理廠的活性污泥中篩選分離得到一株具有好氧反硝化特性的假單胞菌（Pseudomonas sp.)，該細菌能在好氧條件下去除培養(yǎng)液中的硝酸鹽氮，且脫氮效率可達90% W上。李衛(wèi)芬 等（1株好氧反硝化菌的分離鑒定及反硝化特性研究，環(huán)境科學，2011,08)采用BTB培養(yǎng)基初 篩和反硝化性能測定兩種方式，從養(yǎng)殖草魚的池水中分離獲得一株具有高效好氧反硝化脫 氮能力的施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri)，并將其命名為好氧反硝化菌F1;該細菌 分別W乙酸鋼、巧樣酸鋼、葡萄糖和薦糖作為碳源時，在好氧條件下對硝酸鹽氮的去除率均 能達到100%，且當C/N(碳氮比）大于10時，反應過程幾乎不累積亞硝酸鹽氮。如上有關(guān)好氧 反硝化脫氮特性的研究不勝枚舉，眾多研究也表明好氧反硝化在生物脫氮方面有著不可忽 視的優(yōu)勢和應用潛力，是未來廢水生物脫氮的發(fā)展趨勢之一。
[0005] 近年來有關(guān)研究指出，某些純種好氧反硝化菌株在實驗室試驗中表現(xiàn)出聚集自沉 特性。Ren等（The characteristics of a novel heterotrophic nitrifying and aerobic denitrifying bacterium,AcinetobacterjuniiYB,Bioresource Technology, 2014,08)在對八(3；!_116巾(^3(3巾61'扣11；!_1￥8進行研究時發(fā)現(xiàn)，該菌株在搖瓶中能形成絮狀聚合 體，具有--定的自^^^||;Soumesh等(Characterisation of heterotrophic nitrifying and aerobic denitrifying Klebsiellapneumoniae CF-S9strain for bioremediation ofwastewater. International Biodeterioration&Biodegradation，2013,02)前其月的石開究 也發(fā)現(xiàn)KlebsiellapneumoniaeCF-S9具有絮凝自沉特性。此類研究均指出，菌體的絮凝聚 集能一定程度上實現(xiàn)脫氮反應后的菌水分離。
[0006] 但至今為止對此類好氧反硝化菌的研究尚未完善，好氧反硝化作用的廣泛性還需 要進一步確定。而且，針對具有絮凝聚集性能的好氧反硝化菌的研究更為缺乏。因此，仍需 要從自然環(huán)境中分離純化得到更多高效、穩(wěn)定的好氧反硝化菌株。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一株腸桿菌化nterobacter sp. )FL， 該腸桿菌化應用在好氧的條件下能高效去除廢水中NO3--N(硝酸鹽氮），且在脫氮反應同時 可自發(fā)形成聚集體，實現(xiàn)菌水分離。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0009] 本發(fā)明提供的腸桿菌化nterobacter sp.)FL，于2016年1月12日保藏于中國微生 物菌種保藏管理委員會普通微生物中屯、(CGMCC)，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路，保藏編號 為〔610：齡.11993。本發(fā)明的腸桿菌化的168扣臟基因序列見序列表，序列長度為13836口， 在GenBank中基因序列登陸號為KU866460。
[0010] 該腸桿菌化nterobacter SP.)化在含氮有機廢水的脫氮處理領(lǐng)域有良好的應用 前景。在完全好氧的條件下，該菌株能實現(xiàn)好氧條件下廢水中MV-N的高效去除；菌株在脫 氮同時自發(fā)形成聚集體，實現(xiàn)脫氮反應后的菌水分離。
[0011] 上述腸桿菌化用于處理含氮有機廢水時，所述廢水碳氮比為5~25,較優(yōu)條件為10 ~20。
[0012] 上述腸桿菌化用于處理含氮有機廢水時，所述廢水pH值為5~10,較優(yōu)條件為7~ 9。
[0013] 上述腸桿菌化用于處理含氮有機廢水時，所述廢水溫度為20~40°C，較優(yōu)條件為 25 ~35Γ。
[0014] 上述腸桿菌化用于處理含氮有機廢水時，處理條件優(yōu)選為廢水碳氮比10~20;廢 水pH值為7~9;廢水溫度為25~35°C。其最大聚集沉降率約為40%，其分泌產(chǎn)生蛋白質(zhì)含量 約為10~lOOmg/g細胞干重，并產(chǎn)生極其少量的多糖。
[0015] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0016] 1、腸桿菌化能在好氧條件下完成反硝化過程，從而去除廢水中的N03^N，且反應過 程只累積極少量的N02^-N(亞硝酸鹽氮）、馳+-N(氨氮）。該菌株的應用能有效緩解傳統(tǒng)兩段 式硝化-反硝化脫氮工藝對于溶解氧需求不同的矛盾，使得反應條件易控制、工藝管理更加 方便，進而節(jié)約運行成本。
[0017] 2、腸桿菌化在好氧條件下反硝化去除N03--州生能穩(wěn)定，對N03--N的去除率在80% W上，TN(總氮)去除率約為70%或W上。運一高效的脫氮效率，可有效的解決污水廠處理效 率低的問題，具有良好的環(huán)境保護效益和較為廣闊的應用前景。
[0018] 3、腸桿菌化在好氧反硝化脫氮同時分泌胞外聚合物，使菌體細胞能自發(fā)聚集形成 聚集體，實現(xiàn)反硝化脫氮反應后的菌水分離。且該類胞外聚合物的主要組成為蛋白質(zhì)類、多 糖類等的高分子物質(zhì)，無任何毒害作用。鑒于該細菌的聚集自沉特性，使得后期構(gòu)建W該菌 株為功能菌的反應器，并實現(xiàn)處理后的泥水分離、獲得較為澄清的出水成為可能。
【附圖說明】
[0019] 圖1為腸桿菌化nterobacter sp.)FL細胞掃描電鏡圖。
[0020] 圖2為腸桿菌化nterobacter sp.)化細胞聚集沉淀掃描電鏡圖。
[0021] 圖3為腸桿菌化nterobacter SP.)化在N03--N(硝酸鹽氮)廢水中的生長W及其對 MV-N、TN(總氮）的降解和N02^N(亞硝酸鹽氮）、MV-N(氨氮）的累積情況圖。
[0022] 圖4為腸桿菌化nterobacter SP.)化胞外聚合物分泌與細菌細胞生長、細胞聚集 自沉的關(guān)系曲線。
[0023] 圖5為腸桿菌化nterobacter sp. )Ρ1細胞聚集自沉特性曲線。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[00巧]實施例一
[0026] 1、菌株的篩選
[0027] 本發(fā)明提供的好氧反硝化細菌分離自活性污泥，所用活性污泥來自重慶市雞冠石 污水廠aVo工藝二沉池，菌株的篩選采用稀釋平板劃線法，具體按如下步驟操作：
[0028] 1)將ImL從污水廠二沉池取來的污泥接種到LB液體培養(yǎng)基中富集培養(yǎng)12~2地。
[0029] 2)配制含MV-N(硝酸鹽氮）的選擇培養(yǎng)基I，取上述LB富集培養(yǎng)液ImL接種到選擇 培養(yǎng)基I中，置于30°C、120巧m恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4她。
[0030] 3)另取選擇培養(yǎng)基I，并向其中加入1.5~2.0%的瓊脂粉，制成固體培養(yǎng)基Π ;取 步驟2)中培養(yǎng)液ImL梯度稀釋后接種于含有固體培養(yǎng)基Π 的平板上，并按"之"形劃線;然后 倒置平板于30°C下培養(yǎng)2~3d;
[0031] 4)挑取平板上長勢相對較好的單個菌落逐一分裝于含lOmL選擇培養(yǎng)基I的試管 中，并將其置于30°C、120rpm恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4她;取各試管中培養(yǎng)液測定OD600(溶液 在600nm波長處的吸光值），離屯、后測上清液中的N(V-N、TN(總氮）的含量。
[0032] 5)選取步驟4)中對N03--N和TN去除效果最好的一組，取ImL進行梯度稀釋后接種于 含有固體培養(yǎng)基Π 的平板上，并按"之"形劃線;然后倒置培養(yǎng)2~3d;
[0033] 6)重復步驟4)、5)，直至每次測得的OD6〇o、N(V-N、和TN均分別維持在同一個相對穩(wěn) 定的值為止。至此，即可認為分離得到的具有好氧反硝化脫氮能力的菌株為單一純種菌株。
[0034] 后續(xù)16S rDNA基因測序鑒定為腸桿菌化nterobacter sp.)，并命名為腸桿菌 (Enterobacter sp.)FL。
[0035] 其中設(shè)及的培養(yǎng)基的