CN111218410A - 一株产碱菌菌株ho-1及其应用 - Google Patents

一株产碱菌菌株ho-1及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111218410A
CN111218410A CN201811423813.6A CN201811423813A CN111218410A CN 111218410 A CN111218410 A CN 111218410A CN 201811423813 A CN201811423813 A CN 201811423813A CN 111218410 A CN111218410 A CN 111218410A
Authority
CN
China
Prior art keywords
strain
ammonia nitrogen
nitrogen
denitrification
wastewater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811423813.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111218410B (zh
Inventor
刘志培
吴梦茹
刘缨
苗莉莉
高喜燕
彭积森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Microbiology of CAS
Original Assignee
Institute of Microbiology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Microbiology of CAS filed Critical Institute of Microbiology of CAS
Priority to CN201811423813.6A priority Critical patent/CN111218410B/zh
Publication of CN111218410A publication Critical patent/CN111218410A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111218410B publication Critical patent/CN111218410B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/05—Alcaligenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一株产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO‑1CGMCC No.16549，其分离自处理养猪场废水的半短程硝化反应器中。该菌株已经于2018年9月28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，保藏编号为CGMCC No.16549。本发明提供的产碱菌可高效去除氨氮，并且仅在好氧的条件下，能独立将NH4 +转化为气态氮产物(N2O、N2)。在处理含氨氮废水时，可实现单一菌株单一条件下的全程脱氮，在操作和经济效益上比传统的好氧硝化‑厌氧反硝化的生物脱氮工艺更具优势。另外，该菌株具有较广的C/N比、温度、pH和溶氧适应性，并且能耐受并去除高浓度氨氮。

Description

一株产碱菌菌株HO-1及其应用
技术领域
本发明属于环境微生物脱氮细菌技术领域。
技术背景
随着社会的进步和工农业的快速发展，水产养殖、畜禽养殖、城市生活和农业施肥灌溉等人类活动对环境带来了过度的氮素和有机物排放，其造成的水体富营养化以及衍生的水华、黑臭水体等一系列环境问题日益严重。对污水进行有效的脱氮处理以保证达标排放对于控制氮素排放从而保护和治理水体环境具有重要意义。
生物脱氮目前被认为是污水氮素去除最为经济有效的方式。传统的生物脱氮技术是由硝化作用和反硝化作用两个过程协同完成脱氮，即先由自养型的硝化细菌在好氧条件下进行硝化作用，将氨氮转变成硝酸盐或者亚硝酸盐，然后再由异养型的反硝化细菌在厌氧条件下进行反硝化作用，把硝酸盐或者亚硝酸盐还原为气态氮。这是迄今应用最为广泛和成熟的脱氮技术，然而它存在缺陷和局限性，主要包括：首先，硝化和反硝化细菌的环境条件要求不同，需要在两个隔离的反应器中进行，或者利用间歇的好氧厌氧条件进行，这会造成本高和操作繁琐的问题；其次，硝化细菌为化能自养型菌，一方面其生长繁殖代时较长，使得反应器启动缓慢，从而增加运行成本，另一方面，它对有机负荷的耐受阈值低，对环境冲击敏感，运行难度较大；另外，反硝化菌为异养菌，需要有机物，而硝化细菌不能耐受有机物，所以在污水处理时，有机物通常会在硝化过程前进行去除，而在反硝化阶段再补加碳源，使得工艺运行无法得到有效简化。
除了自养型硝化细菌，近年来研究者也从环境中分离出许多异养型的硝化细菌，与自养型硝化细菌相比，异养硝化菌的生长快，环境适应能力强。而且，异养硝化菌需要有机物来生长代谢，可实现COD同步去除。另外，研究表明，许多异养型的硝化细菌同时具有好氧反硝化能力，从而使得脱氮工艺在一个反应器中实现成为了可能。异养硝化微生物可克服传统脱氮工艺中存在的问题，在生物脱氮领域具有巨大的发展潜能。
发明内容
本发明的目的是提供一株产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO-1 CGMCC No.16549，所述菌株为异养型细菌，其脱氮在好氧条件下进行，可独立将氨氮转化为气态氮产物(N2O、N2)，即一个菌株在好氧的条件下完成全程脱氮。
本发明提供的产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO-1已经于2018年9月28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，其保藏编号为CGMCC No.16549，其保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
本发明所述的菌株HO-1是从实验室处理养猪场废水的小试半短程硝化反应器中分离纯化得到的一株革兰氏阴性菌。
本发明所述的菌株HO-1用于污水/废水中于好氧条件下进行生物脱氮。进一步地，所述污水/废水的碳氮(C/N)质量比可为2-20:1，优选5-20:1；pH可为5-10，优选7-10；温度可为15-45℃，优选25-37℃；溶氧可为2-8mg/L，优选4-7mg/L。
进一步地，所述污水/废水中的碳源是丁二酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸以及丁酸，或通过污水/废水的厌氧消化将有机物(COD)转化为上述的小分子有机酸。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的菌株HO-1具有高效的氨氮去除能力，并可在好氧的条件下独自将NH4 +转化为气态氮产物(N2O、N2)，是一株具有独立完成全程脱氮特性的新型脱氮细菌。将其直接接种于含氨氮污水/废水中，只需要一个好氧条件即可实现氨氮的有效去除。这克服了传统生物脱氮技术中需要好氧硝化和厌氧反硝化两个过程分阶段进行的问题，极大地简化了脱氮工艺流程，节约了处理空间与成本。
2.本发明的菌株HO-1在一定的碳氮比、pH、温度和溶氧范围内具有较高的氨氮与总氮去除效率，应用于多种条件的含氮废水的处理，具有广泛的应用前景。
3.本发明的菌株HO-1接种于初始氨氮浓度约为400mg/L的污水/废水中，48h可去除99％以上的氨氮，平均氨氮去除速率为189.55mg/L/d，脱氮过程中不产生硝酸盐，几乎没有亚硝酸盐积累，包含生物氮在内的总氮去除率能达到接近47％。所含氨氮除了用于合成生物氮外，大部分都被转化为了气态氮产物，从而实现污水/废水的脱氮，出水总氮<5mg/L。
4.本发明的菌株HO-1接种到初始氨氮浓度>2000mg/L的污水/废水中，氨氮去除率最终可达到80％以上、总氮去除率>40％，出水总氮<80mg/L，用于高浓度氨氮废水的处理，比如养猪场废水处理。
附图说明
图1为菌株HO-1以氨氮为氮源的生长和氨氮去除曲线图。
图2为菌株HO-1脱氮过程中的氮气产物检测图。
其中，A为对照组；B为实验组。
图3为不同C/N时菌株HO-1的生长和氨氮去除曲线图。
图4为不同pH时菌株HO-1的生长和氨氮去除曲线图。
图5为不同温度时菌株HO-1的生长和氨氮去除曲线图。
图6为不同溶氧时菌株HO-1的生长和氨氮去除曲线图。
图7为菌株HO-1在含氮污水/废水中的脱氮和中间产物积累情况图。
图8为菌株HO-1在高浓度氨氮污水/废水中的生长和氨氮去除曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便更好地阐述本发明的方案及其各方面的优点。应当指出，以下描述的具体实施方式和实施例的目的仅为说明，并不是对本发明的限制。
实施例1.菌株HO-1的鉴定
本发明的产碱杆菌(Alcaligenes sp.)菌株HO-1分离自养猪场废水处理的短程硝化反应器中。
将菌株HO-1接种于LB固体斜面培养基，30℃培养至出现明显的菌苔，用无菌的接种环挑取少量菌苔混于装有200μL无菌水的EP管中，涡旋振荡混匀制成菌悬液。然后将EP管放入沸水浴中煮3min，取出后立即置于冰上。菌体细胞经过瞬时的冷热交替后易于破裂，然后释放出基因组DNA。通过煮沸裂解的菌悬液短时离心后取出上清，即可作为后续16S rRNA基因PCR扩增的模板。
菌株HO-1的16S rRNA基因PCR扩增采用细菌通用引物27F/1492R(27F:5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’；1492R:5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’)作为上下游引物。PCR反应体系为：10×PCR Buffer 5μL，dNTP Mixture(2.5mM each)4μL，上下游引物(10μM)各2μL，DNA模板2μL，rTaq DNA聚合酶0.5μL，加ddH2O 34.5μL至总体积50μL。
PCR反应程序为：94℃5min，94℃1min，54℃1min，72℃1.5min，循环30次，72℃10min。
以琼脂糖凝胶(1％)电泳检测PCR产物，出现单一电泳条带且条带大小约1500bp的PCR产物用于后续载体连接和测序。
使用pEASY-T1Cloning Kit，按照试剂盒说明书将上述合格的PCR产物进行克隆载体连接，并将连接产物转化Trans1-T1感受态细胞，然后涂布平板，挑取阳性克隆，用试剂盒提供的M13上下游引物(M13F:5’-TGACCGCAGCAAAATG-3’；M13R:5’-GTCCTTTGTCGATACTG-3’)对阳性克隆进行PCR鉴定，筛选出PCR产物长度约1700bp的阳性克隆。从中选取3个送测序，测序引物为M13F/M13R。
对测序所得的16S rRNA基因序列进行blast比对，并选取相似性最高的菌株序列，利用软件MEGA 5.0构建Neighbor-joining***发育进化树，分析菌株的***发育地位。
测序所得的菌株HO-1的16S rRNA基因序列长度为1525bp，其核苷酸碱序列如SEQID NO.1所述，与其序列相似性较高的有Alcaligenes faecalis subsp.phenolicus DSM16503、Alcaligenes aquatilis LMG 22996、Alcaligenes faecalis subsp.faecalisNBRC 13111和Alcaligenes faecalis subsp.parafaecalis CCUG 48316，相似性分别为99.44％、99.31％、99.25％和99.15％。在***发育树中，菌株HO-1也与产碱菌属的菌株聚类在一起，因此将其初步确定为产碱菌属。
LB培养基配方(g/L)：蛋白胨10，酵母提取物5，氯化钠10，pH7.0。固体LB培养基在上述液体培养基的基础上加入15g/L的琼脂粉。
实施例2.菌株HO-1以氨氮为唯一氮源的生长和氨氮去除
将甘油冻存的HO-1菌株接种至装有LB液体培养基的试管中，于30℃、160rpm摇床中培养24h活化，然后取1％的接种量转接入装有100mL LB液体培养基的250mL三角瓶中，30℃、160rpm培养20h，为种子培养液。
种子培养液以6000rpm离心5min收集菌体，用无菌生理盐水洗涤菌体3次，然后以等体积的无菌生理盐水重悬菌体，制备成种子悬液。
取上述种子悬液以1.5％的接种量接种至装有200mL HNM培养基的500mL三角瓶中，30℃、160rpm培养48h。定时取出3mL培养液，1mL用来测定菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用于测定NH4 +-N浓度。
LB培养基配方如实施例1所述。
HNM培养基配方(g/L)：(NH4)2SO4 0.66，六水丁二酸钠7.88，KH2PO4 0.5，Na2HPO4·12H2O 1.25，MgSO4·7H2O 0.2，微量元素溶液2mL，pH 8.0。
微量元素溶液配方(g/L)：EDTA·2Na 57.1，ZnSO4·7H2O 3.9，CaCl2·2H2O 7.0，MnCl2·4H2O 5.1，FeSO4·7H2O 5.0，(NH4)6Mo7O24·4H2O 1.1，CuSO4·5H2O 1.6，CoCl2·6H2O1.6，pH6.0。
实验结果如下表和图1所示，菌株HO-1在以氨氮为唯一氮源的无机盐培养基中生长良好，且对氨氮具有较高的去除能力，当初始氨氮浓度约为140mg/L时，在初始接种OD600约为0.03的情况下，18小时的氨氮去除率即可达到99％以上，平均去除效率为168.32mg/L/d。
菌株HO-1在以氨氮为唯一氮源的无机盐培养基中的生长及氨氮的去除
Figure BDA0001879874260000051
实施例3.菌株HO-1脱氮过程中的氮气产物检测
按照实施例2的方法活化菌株HO-1，取4mL种子培养液，6000rpm离心5min收集菌体，无菌生理盐水洗涤菌体3次，然后用8mL生理盐水重悬，制备成2倍稀释的种子悬液。
用2mL注射器取1.2mL上述种子悬液接种至装有40mL氮气检测培养基的500mL密闭瓶(未抽换气)中，对照组按照同样的方式接入1.2mL生理盐水，放入30℃、160rpm摇床培养。4天后取瓶中气体用稳定同位素比质谱的方法检测是否产生了稳定同位素标记的氮气。
氮气检测培养基配方(g/L)：15N稳定同位素标记的NH4Cl 0.19，六水丁二酸钠22.51，KH2PO4 0.5，Na2HPO4·12H2O 1.25，MgSO4·7H2O 0.2，微量元素溶液2mL，pH8.0。微量元素溶液配方同实施例2所述。
结果如图2所示，图中的第三个峰为氮气峰，对照组(图2A)该峰的δ15N/14N为0.100，而实验组(图2B)该峰的δ15N/14N为12.122。根据稳定同位素比质谱的检测方法，当δ15N/14N>1时，表明反应体系中产生了15N标记的N2。所以说明菌株HO-1在脱氮的过程中产生了N2，即该菌株可在单一的好氧条件下独自将氨转化到N2。这个特性为该菌株的应用提供了很大的开发价值，可避免传统的生物脱氮技术中需要间歇的曝气条件或者建立两个独立的反应器这样的缺陷。
实施例4.不同C/N时菌株HO-1的氨氮去除
按照实施例2的方法制备菌株HO-1的种子悬液。
准备不同C/N质量比的HNM培养基，按照实施例2的培养基配方，改变丁二酸钠的含量，使C/N质量比为2:1、5:1、8:1、10:1、15:1、20:1。
取种子悬液以1.5％的接种量接种至不同C/N质量比的HNM培养基中，培养基的初始氨氮浓度为140mg/L，初始pH为8.0，30℃、160rpm培养24h。取出3mL培养液，1mL用来测菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用来测定NH4 +-N浓度。
结果如下表和图3所示，菌株HO-1在C/N质量比为2:1、5:1、8:1、10:1、15:1和20:1时对氨氮的去除率分别为60.74％、96.69％、97.01％、96.32％、98.47％和98.62％。表明高碳氮比有利于菌株HO-1脱氮，但在C/N较低时仍具有较好的去除率，具有较宽的C/N适应性。当C/N质量比达到5:1时，氨氮去除率即可达到95％以上。最适碳氮比为5-20:1。
菌株HO-1在不同C/N质量比下的生长及对氨氮的去除表
Figure BDA0001879874260000071
实施例4.不同pH时菌株HO-1的氨氮去除
按照实施例2的方法制备菌株HO-1的种子悬液。
准备不同pH的HNM培养基，按照实施例2的培养基配方，改变pH，使pH为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。
取种子悬液以1.5％的接种量接种至不同pH的HNM培养基中，培养基的初始氨氮浓度为140mg/L，C/N质量比为8，30℃、160rpm培养24h。取出3mL培养液，1mL用来测菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用来测定NH4 +-N浓度。
结果如下表和图4所示，菌株HO-1在中性偏碱条件下的生长和氨氮去除效果较好，酸性条件下的生长和氨氮去除效果较差。当pH达到7及以上，氨氮去除率均可达到98％以上，优选pH为7-10。
菌株HO-1在不同pH下的生长及对氨氮的去除表
Figure BDA0001879874260000072
实施例5.不同温度时菌株HO-1的氨氮去除
按照实施例2的方法制备菌株HO-1的种子悬液。
取种子悬液以1.5％的接种量接种至HNM培养基中，培养基的初始氨氮浓度为140mg/L，C/N比为8，pH为8.0，于转速为160rpm，温度分别为4℃、15℃、23℃、30℃、37℃、45℃和55℃的摇床中培养24h。取出3mL培养液，1mL用来测菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用来测定NH4 +-N浓度。
HNM培养基配方如实施例2所述。
结果如下表和图5所示，当培养温度较低或较高时，菌株HO-1的氨氮去除效率较差，生长较弱，表明低温或高温会抑制其生长和脱氮。但即使温度在15℃时，该菌株也有一定的氨氮去除能力(氨氮去除率约为7％)，当温度升至23℃时，菌株HO-1的氨氮去除能力明显提高，24h的氨氮去除率可达到50％，当温度为30-37℃时，菌株的脱氮效率可达到98％以上；若进一步升高温度，则菌株HO-1的氨氮去除能力又受到了抑制，当温度高至45℃时，24h的氨氮去除率仅为约16％。因此，所述含氨氮污水/废水的温度可为23-45℃，优选为30-37℃。
菌株HO-1在不同温度下的生长及对氨氮的去除表
Figure BDA0001879874260000081
实施例6.不同溶氧时菌株HO-1的氨氮去除
按照实施例2的方法制备菌株HO-1的种子悬液。
取种子悬液以1.5％的接种量接种至HNM培养基中，培养基的初始氨氮浓度为140mg/L，C/N比为8，pH为8.0，于温度为30℃，转速分别为0(DO约0.3mg/L)、50rpm(DO约1.5mg/L)、100rpm(DO约4mg/L)、150rpm(DO约6mg/L)、200rpm(DO约8mg/L)和250rpm(DO约8mg/L)的摇床中培养24h。取出3mL培养液，1mL用来测菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用来测定NH4 +-N浓度。
HNM培养基配方如实施例2所述。
结果如下表和图6所示，菌株HO-1在菌株HO-1在转速为0、50rpm、100rpm、150rpm、200rpm和250rpm的条件下的氨氮去除率分别为46.81％、57.89％、98.50％、98.37％、98.52％和98.52％。摇床转速的差异可以间接反应液中的溶氧水平，当摇床转速为0和50rpm时，反应液里的溶氧水平较低，氨氮去除率相对较低。当摇床转速达到100rpm时，2 4h内的氨氮去除率均达到了98％以上。表明菌株HO-1具有较广的溶氧适应能力，污水/废水的溶氧可为2-8mg/L，优选4-8mg/L。
菌株HO-1在不同摇床转速(溶氧)下的生长及对氨氮的去除表
Figure BDA0001879874260000091
实施例7.菌株HO-1在含氨污水/废水中的脱氮和中间产物积累情况
按照实施例2的方法制备菌株HO-1的种子悬液。
取种子悬液以1.5％的接种量接种至装有200mL含氨氮液体M的500mL三角瓶中，30℃、160rpm培养72h。定时取出3mL培养液，1mL用来测菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用来测定NH4 +-N和NO2 --N浓度。并于0h和72h测定剩余总氮(TN，包括生物氮)含量。
含氮液体M配方：(g/L)：(NH4)2SO4 1.89，六水丁二酸钠22.51，KH2PO4 0.5，Na2HPO4·12H2O 1.25，MgSO4·7H2O 0.2，微量元素溶液2mL，pH 8.0。微量元素溶液配方同实施例2所述。
实验结果如图7和下表所示，菌株HO-1在初始氨氮浓度约为400mg/L的含氮液体中，48h可去除99％以上的氨氮，平均氨氮去除速率为189.55mg/L/d，脱氮过程中不产生硝酸盐，几乎没有亚硝酸盐积累，包含生物氮在内的总氮去除率能达到接近47％。含氮液体中的氨氮除了用于合成生物氮外，大部分都被转化为了气态氮产物(N2O、N2)。
Figure BDA0001879874260000092
实施例7.菌株HO-1高浓度氨氮污水/废水中的生长和氨氮去除
按照实施例2的方法制备菌株HO-1的种子悬液。
取种子悬液以1.5％的接种量接种至装有50mL高浓度含氮液体H(初始氨氮浓度约为2240mg/L)的500mL三角瓶中，30℃、160rpm培养9d。定时取出3mL培养液，1mL用来测菌株的生长(OD600)，剩余2mL以6000rpm离心5min后收集上清，用来测定NH4 +-N浓度。
高浓度含氮液体H配方：(g/L)：NH4Cl 8.56，六水丁二酸钠109.0，KH2PO41.5，Na2HPO4·12H2O 7.9，MgSO4·7H2O 0.2，微量元素溶液2mL，pH 8.0。微量元素溶液配方同实施例2所述。
实验结果如下表和图8所示，菌株HO-1在高浓度氨氮污水/废水中，经过1d的适应期后，生长速率和氨氮去除率很快提高，2d后的氨氮去除率已经达到53.0％，第二天的24h氨氮去除量达到1121.53mg/L。反应到4d后，氨氮去除到400mg/L以下，实现氨氮的去除率大于80％。实验结果表明，菌株HO-1在初始氨氮浓度高于2000mg/L的情况下，可实现氨氮的去除率大于80％，因此在含高浓度氨氮水体的处理中具有很大的应用潜力。
以上对本发明的具体实施方式进行了详尽描述，需要理解的是，在不脱离本发明原理的前提下进行的若干改进和修饰，也应视为本发明的保护范围。
菌株HO-1在高浓度氨氮污水/废水中的生长及对氨氮的去除表
Figure BDA0001879874260000101
序列表
<110> 中国科学院微生物研究所
<120> 一株产碱菌菌株HO-1及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1525
<212> DNA
<213> 产碱菌(Alcaligenes sp.)
<400> 1
agagtttgat cctggctcag attgaacgct agcgggatgc tttacacatg caagtcgaac 60
ggcagcacga gagagcttgc tctcttggtg gcgagtggcg gacgggtgag taatatatcg 120
gaacgtgccc agtagcgggg gataactact cgaaagagtg gctaataccg catacgccct 180
acgggggaaa gggggggatc gcaagacctc tcactattgg agcggccgat atcggattag 240
ctagttggtg gggtaaaggc tcaccaaggc aacgatccgt agctggtttg agaggacgac 300
cagccacact gggactgaga cacggcccag actcctacgg gaggcagcag tggggaattt 360
tggacaatgg gggaaaccct gatccagcca tcccgcgtgt atgatgaagg ccttcgggtt 420
gtaaagtact tttggcagag aagaaaaggc atcccctaat acgggatgct gctgacggta 480
tctgcagaat aagcaccggc taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg tagggtgcaa 540
gcgttaatcg gaattactgg gcgtaaagcg tgtgtaggcg gttcggaaag aaagatgtga 600
aatcccaggg ctcaaccttg gaactgcatt tttaactgcc gagctagagt atgtcagagg 660
ggggtagaat tccacgtgta gcagtgaaat gcgtagatat gtggaggaat accgatggcg 720
aaggcagccc cctgggataa tactgacgct cagacacgaa agcgtgggga gcaaacagga 780
ttagataccc tggtagtcca cgccctaaac gatgtcaact agctgttggg gccgttaggc 840
cttagtagcg cagctaacgc gtgaagttga ccgcctgggg agtacggtcg caagattaaa 900
actcaaagga attgacgggg acccgcacaa gcggtggatg atgtggatta attcgatgca 960
acgcgaaaaa ccttacctac ccttgacatg tctggaatgc cgaagagatt tggcagtgct 1020
cgcaagagaa ccggaacaca ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt 1080
gggttaagtc ccgcaacgag cgcaaccctt gtcattagtt gctacgcaag agcactctaa 1140
tgagactgcc ggtgacaaac cggaggaagg tggggatgac gtcaagtcct catggccctt 1200
atgggtaggg cttcacacgt catacaatgg tcgggacaga gggtcgccaa cccgcgaggg 1260
ggagccaatc tcagaaaccc gatcgtagtc cggatcgcag tctgcaactc gactgcgtga 1320
agtcggaatc gctagtaatc gcggatcaga atgtcgcggt gaatacgttc ccgggtcttg 1380
tacacaccgc ccgtcacacc atgggagtgg gtttcaccag aagtaggtag cctaaccgca 1440
aggagggcgc ttaccacggt gggattcatg actggggtga agtcgtaaca aggtagccgt 1500
atcggaaggt gcggctggat cacct 1525

Claims (7)

1.一株产碱菌(Alcaligenes sp.)菌株HO-1CGMCC No.16549。
2.根据权利要求1所述的菌株，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所述。
3.根据权利要求1所述的菌株在污水/废水生物脱氮中的应用。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的污水/废水中的C/N质量比为2-20:1，优选为5-20:1。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的污水/废水的pH范围为5-10，优选为7-10。
6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的污水/废水的温度范围为15-45℃，优选为25-37℃。
7.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的污水/废水的溶氧范围为2-8mg/L，优选为4-8mg/L。
CN201811423813.6A 2018-11-26 2018-11-26 一株产碱菌菌株ho-1及其应用 Active CN111218410B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811423813.6A CN111218410B (zh) 2018-11-26 2018-11-26 一株产碱菌菌株ho-1及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811423813.6A CN111218410B (zh) 2018-11-26 2018-11-26 一株产碱菌菌株ho-1及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111218410A true CN111218410A (zh) 2020-06-02
CN111218410B CN111218410B (zh) 2021-10-01

Family

ID=70810666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811423813.6A Active CN111218410B (zh) 2018-11-26 2018-11-26 一株产碱菌菌株ho-1及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111218410B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113215027A (zh) * 2021-03-25 2021-08-06 中国科学院微生物研究所 水生产碱杆菌as1及其在污水处理中的应用
CN117945563A (zh) * 2024-02-02 2024-04-30 华中科技大学 一种硅藻土负载混合产碱杆菌菌剂在强化活性污泥体系脱氮中的应用

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4066431A (en) * 1975-09-19 1978-01-03 Daniel Martin Ennis Synthetic n-releasing soil conditioner
CN1509991A (zh) * 2002-12-24 2004-07-07 中国科学院微生物研究所 一种低温硝化菌剂及其用途
JP2008104361A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 Tokyo Institute Of Technology 食塩存在下での脱窒方法
CN101259980A (zh) * 2007-12-28 2008-09-10 凌亮 利用微生物处理高浓度氮废水的方法及装置
CN101475265A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 中国科学院南京土壤研究所 循环水工厂化水产养殖***的水质净化方法及其复合菌剂
CN101914464A (zh) * 2010-05-07 2010-12-15 南京师范大学 脱除水体中亚硝酸态氮素污染的产碱杆菌mb-n6及用途
WO2012000162A1 (zh) * 2010-06-28 2012-01-05 北京大学 一步去除废水中碳氮污染物的方法
CN103289939A (zh) * 2013-06-19 2013-09-11 重庆大学 一株粪产碱杆菌及其应用
WO2015046664A1 (ko) * 2013-09-27 2015-04-02 주식회사 두산에코비즈넷 질산화능 및 탈질능이 우수한 알칼리지너스 패칼리스 이비엔-엔에스13(케이씨티씨 12471비피)
US20160010122A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Coskata, Inc. Processes for removing co-produced oxygenated organics from anaerobic fermentation broths for the bioconversion of syngas to product oxygenated organic compound
CN106754585A (zh) * 2017-03-23 2017-05-31 北京农学院 一种粪产碱杆菌ys302及其应用
CN108676752A (zh) * 2018-05-31 2018-10-19 中国水产科学研究院珠江水产研究所 粪产碱杆菌y311筛选方法和应用
CN108707570A (zh) * 2018-06-15 2018-10-26 中国科学院亚热带农业生态研究所 一株具有对高氨氮废水快速脱氮功能的异养硝化菌及其应用
CN110217895A (zh) * 2019-05-31 2019-09-10 中国科学院微生物研究所 一种用于水环境治理的复合微生物菌剂及其应用

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4066431A (en) * 1975-09-19 1978-01-03 Daniel Martin Ennis Synthetic n-releasing soil conditioner
CN1509991A (zh) * 2002-12-24 2004-07-07 中国科学院微生物研究所 一种低温硝化菌剂及其用途
JP2008104361A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 Tokyo Institute Of Technology 食塩存在下での脱窒方法
CN101259980A (zh) * 2007-12-28 2008-09-10 凌亮 利用微生物处理高浓度氮废水的方法及装置
CN101475265A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 中国科学院南京土壤研究所 循环水工厂化水产养殖***的水质净化方法及其复合菌剂
CN101914464A (zh) * 2010-05-07 2010-12-15 南京师范大学 脱除水体中亚硝酸态氮素污染的产碱杆菌mb-n6及用途
WO2012000162A1 (zh) * 2010-06-28 2012-01-05 北京大学 一步去除废水中碳氮污染物的方法
CN103289939A (zh) * 2013-06-19 2013-09-11 重庆大学 一株粪产碱杆菌及其应用
WO2015046664A1 (ko) * 2013-09-27 2015-04-02 주식회사 두산에코비즈넷 질산화능 및 탈질능이 우수한 알칼리지너스 패칼리스 이비엔-엔에스13(케이씨티씨 12471비피)
US20160010122A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Coskata, Inc. Processes for removing co-produced oxygenated organics from anaerobic fermentation broths for the bioconversion of syngas to product oxygenated organic compound
CN106754585A (zh) * 2017-03-23 2017-05-31 北京农学院 一种粪产碱杆菌ys302及其应用
CN108676752A (zh) * 2018-05-31 2018-10-19 中国水产科学研究院珠江水产研究所 粪产碱杆菌y311筛选方法和应用
CN108707570A (zh) * 2018-06-15 2018-10-26 中国科学院亚热带农业生态研究所 一株具有对高氨氮废水快速脱氮功能的异养硝化菌及其应用
CN110217895A (zh) * 2019-05-31 2019-09-10 中国科学院微生物研究所 一种用于水环境治理的复合微生物菌剂及其应用

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GEORGE M NEERACKAL 等: "Potential appilication of Alcaligenes faecalis strain No.4 in mitigating ammonia emissions from dairy wastewater", 《BIORESOUR TECHNOL》 *
HS JOO 等: "Characteristics of ammonium removal by heterotrophic nitrification-aerobic denitrification by Alcaligenes faecalis No.4", 《JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING》 *
SHAUNA TAYLOR: "两株异养细菌Providencia rettgeri YL和Alcaligenes faecalis NR脱除能力的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
WU,M.: ""Alcaligenes sp. strain HO-1 16S ribosomal RNA gene, partial sequence"", 《GENBANK DATABASE》 *
刘志培 等: "新型异养氨氧化菌的分离鉴定及氨氧化特性", 《环境污染与防治》 *
方海洋 等: "异养硝化-好氧反硝化菌粪产碱杆菌的脱氮特性", 《环境工程学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113215027A (zh) * 2021-03-25 2021-08-06 中国科学院微生物研究所 水生产碱杆菌as1及其在污水处理中的应用
CN117945563A (zh) * 2024-02-02 2024-04-30 华中科技大学 一种硅藻土负载混合产碱杆菌菌剂在强化活性污泥体系脱氮中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111218410B (zh) 2021-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102443558B (zh) 复合异养硝化菌剂及其在含氨氮废水脱氮处理中的应用
CN109401997B (zh) 一株寡养单胞菌及其应用和微生物菌剂
CN113174345A (zh) 一种高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌株及其应用
CN107988125B (zh) 一株耐低温硝化细菌及其应用
CN107460141B (zh) 一种异养硝化好氧反硝化柠檬酸杆菌及其应用
CN111218410B (zh) 一株产碱菌菌株ho-1及其应用
CN110218682B (zh) 一株假真菌样芽孢杆菌及其在污泥减量中的应用
CN115353986A (zh) 用于处理养猪废水的贝莱斯芽孢杆菌菌株wb株及其应用
CN110129224B (zh) 一种耐盐反硝化菌及其菌剂的制备方法与应用
CN114456974B (zh) 一株可高效降解dmf的氧化硫副球菌及其在含dmf的废水处理中的应用
CN108949611B (zh) 一株戴尔福特dnf-02及其在废水脱氮中的应用
CN110438025A (zh) 一种脱氮菌株及其应用
Liu et al. Isolation and characterization of a heterotrophic nitrifier from coke plant wastewater
CN106701632B (zh) 一株耐冷草假单胞菌及其在污水处理中的应用
CN115287209B (zh) 一种复合微生物菌剂及其在处理猪尿废水中的应用
CN107418913B (zh) 一种转化污染土壤中重金属镉的微生物菌剂的应用
CN109468251A (zh) 一株硫脲降解菌株及应用该菌株处理含硫脲废水的方法
CN114214229B (zh) 泛养副球菌菌株ma3、生产方法及其应用
CN107058197B (zh) 一种转化污染土壤中重金属镉的微生物制剂及其制备方法
CN115353210B (zh) 短小芽孢杆菌lzp02在处理养猪废水中的应用
CN113373086B (zh) 反硝化细菌假单胞菌株jnb12及其应用
CN113005062B (zh) 一株兼性营养型氨氧化细菌及其应用
CN115466690A (zh) 一种地芽孢杆菌新菌种及其培养方法和应用
CN110407338B (zh) 一株低温脱氮除磷菌及其应用
CN110747142B (zh) 一株天然耐铵固氮微生物lq3及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Liu Zhipei

Inventor after: Liu Shuangjiang

Inventor after: Wu Mengru

Inventor after: Liu Ying

Inventor after: Miao Lili

Inventor after: Gao Xiyan

Inventor after: Peng Jisen

Inventor before: Liu Zhipei

Inventor before: Wu Mengru

Inventor before: Liu Ying

Inventor before: Miao Lili

Inventor before: Gao Xiyan

Inventor before: Peng Jisen

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant