一株肠杆菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及环境微生物领域，具体设及一株肠杆菌巧nterobacter SP.)化及其应 用。
【背景技术】
[0002] 随着现代工业和社会经济的快速发展，由环境污染所引发的问题日益严重，其中 水体污染成为环境污染的主要问题之一，而水体氮素失衡导致水体富营养化则是水体污染 严重的重要表现。自然界的氮素平衡逐渐被打破，不仅造成严重的环境污染与经济损失，甚 至威胁到人类健康与生态安全，随着污水处理技术的不断发展，污水脱氮技术已日趋成熟， 而生物脱氮则是目前公认的废水脱氮技术中较为经济而又行之有效的方法之一。
[0003] 传统的生物脱氮主要是利用自养硝化细菌的硝化作用和异养反硝化细菌的反硝 化作用来协同完成。硝化作用和反硝化作用需要分别在好氧和缺(厌)氧条件下进行，也就 是说反硝化作用需在缺(厌)氧的条件下才能完成，而前段的硝化过程却是好氧的。运样严 苛的反应条件往往使得脱氮工艺复杂且条件难于控制，从而导致脱氮效率低、管理难度大、 运行成本高等问题。
[0004] 近年来，众多学者研究发现环境中存在一类可W在好氧条件下进行反硝化的微生 物。王宏宇等(好氧反硝化菌株的鉴定及其反硝化特性研究，环境科学，2007,07)从污水处 理厂的活性污泥中筛选分离得到一株具有好氧反硝化特性的假单胞菌（Pseudomonas sp.)，该细菌能在好氧条件下去除培养液中的硝酸盐氮，且脱氮效率可达90% W上。李卫芬 等（1株好氧反硝化菌的分离鉴定及反硝化特性研究，环境科学，2011,08)采用BTB培养基初 筛和反硝化性能测定两种方式，从养殖草鱼的池水中分离获得一株具有高效好氧反硝化脱 氮能力的施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)，并将其命名为好氧反硝化菌F1;该细菌 分别W乙酸钢、巧樣酸钢、葡萄糖和薦糖作为碳源时，在好氧条件下对硝酸盐氮的去除率均 能达到100%，且当C/N(碳氮比）大于10时，反应过程几乎不累积亚硝酸盐氮。如上有关好氧 反硝化脱氮特性的研究不胜枚举，众多研究也表明好氧反硝化在生物脱氮方面有着不可忽 视的优势和应用潜力，是未来废水生物脱氮的发展趋势之一。
[0005] 近年来有关研究指出，某些纯种好氧反硝化菌株在实验室试验中表现出聚集自沉 特性。Ren等（The characteristics of a novel heterotrophic nitrifying and aerobic denitrifying bacterium,AcinetobacterjuniiYB,Bioresource Technology, 2014,08)在对八(3；!_116巾(^3(3巾61'扣11；!_1￥8进行研究时发现，该菌株在摇瓶中能形成絮状聚合 体，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)前其月的石开究 也发现KlebsiellapneumoniaeCF-S9具有絮凝自沉特性。此类研究均指出，菌体的絮凝聚 集能一定程度上实现脱氮反应后的菌水分离。
[0006] 但至今为止对此类好氧反硝化菌的研究尚未完善，好氧反硝化作用的广泛性还需 要进一步确定。而且，针对具有絮凝聚集性能的好氧反硝化菌的研究更为缺乏。因此，仍需 要从自然环境中分离纯化得到更多高效、稳定的好氧反硝化菌株。
【发明内容】
[0007]针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一株肠杆菌化nterobacter sp. )FL， 该肠杆菌化应用在好氧的条件下能高效去除废水中NO3--N(硝酸盐氮），且在脱氮反应同时 可自发形成聚集体，实现菌水分离。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0009] 本发明提供的肠杆菌化nterobacter sp.)FL，于2016年1月12日保藏于中国微生 物菌种保藏管理委员会普通微生物中屯、(CGMCC)，地址:北京市朝阳区北辰西路，保藏编号 为〔610：齡.11993。本发明的肠杆菌化的168扣臟基因序列见序列表，序列长度为13836口， 在GenBank中基因序列登陆号为KU866460。
[0010] 该肠杆菌化nterobacter SP.)化在含氮有机废水的脱氮处理领域有良好的应用 前景。在完全好氧的条件下，该菌株能实现好氧条件下废水中MV-N的高效去除；菌株在脱 氮同时自发形成聚集体，实现脱氮反应后的菌水分离。
[0011] 上述肠杆菌化用于处理含氮有机废水时，所述废水碳氮比为5~25,较优条件为10 ~20。
[0012] 上述肠杆菌化用于处理含氮有机废水时，所述废水pH值为5~10,较优条件为7~ 9。
[0013] 上述肠杆菌化用于处理含氮有机废水时，所述废水溫度为20~40°C，较优条件为 25 ~35Γ。
[0014] 上述肠杆菌化用于处理含氮有机废水时，处理条件优选为废水碳氮比10~20;废 水pH值为7~9;废水溫度为25~35°C。其最大聚集沉降率约为40%，其分泌产生蛋白质含量 约为10~lOOmg/g细胞干重，并产生极其少量的多糖。
[0015] 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0016] 1、肠杆菌化能在好氧条件下完成反硝化过程，从而去除废水中的N03^N，且反应过 程只累积极少量的N02^-N(亚硝酸盐氮）、馳+-N(氨氮）。该菌株的应用能有效缓解传统两段 式硝化-反硝化脱氮工艺对于溶解氧需求不同的矛盾，使得反应条件易控制、工艺管理更加 方便，进而节约运行成本。
[0017] 2、肠杆菌化在好氧条件下反硝化去除N03--州生能稳定，对N03--N的去除率在80% W上，TN(总氮)去除率约为70%或W上。运一高效的脱氮效率，可有效的解决污水厂处理效 率低的问题，具有良好的环境保护效益和较为广阔的应用前景。
[0018] 3、肠杆菌化在好氧反硝化脱氮同时分泌胞外聚合物，使菌体细胞能自发聚集形成 聚集体，实现反硝化脱氮反应后的菌水分离。且该类胞外聚合物的主要组成为蛋白质类、多 糖类等的高分子物质，无任何毒害作用。鉴于该细菌的聚集自沉特性，使得后期构建W该菌 株为功能菌的反应器，并实现处理后的泥水分离、获得较为澄清的出水成为可能。
【附图说明】
[0019] 图1为肠杆菌化nterobacter sp.)FL细胞扫描电镜图。
[0020] 图2为肠杆菌化nterobacter sp.)化细胞聚集沉淀扫描电镜图。
[0021] 图3为肠杆菌化nterobacter SP.)化在N03--N(硝酸盐氮)废水中的生长W及其对 MV-N、TN(总氮）的降解和N02^N(亚硝酸盐氮）、MV-N(氨氮）的累积情况图。
[0022] 图4为肠杆菌化nterobacter SP.)化胞外聚合物分泌与细菌细胞生长、细胞聚集 自沉的关系曲线。
[0023] 图5为肠杆菌化nterobacter sp. )Ρ1细胞聚集自沉特性曲线。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[00巧]实施例一
[0026] 1、菌株的筛选
[0027] 本发明提供的好氧反硝化细菌分离自活性污泥，所用活性污泥来自重庆市鸡冠石 污水厂aVo工艺二沉池，菌株的筛选采用稀释平板划线法，具体按如下步骤操作：
[0028] 1)将ImL从污水厂二沉池取来的污泥接种到LB液体培养基中富集培养12~2地。
[0029] 2)配制含MV-N(硝酸盐氮）的选择培养基I，取上述LB富集培养液ImL接种到选择 培养基I中，置于30°C、120巧m恒溫振荡培养箱中培养4她。
[0030] 3)另取选择培养基I，并向其中加入1.5~2.0%的琼脂粉，制成固体培养基Π ;取 步骤2)中培养液ImL梯度稀释后接种于含有固体培养基Π 的平板上，并按"之"形划线;然后 倒置平板于30°C下培养2~3d;
[0031] 4)挑取平板上长势相对较好的单个菌落逐一分装于含lOmL选择培养基I的试管 中，并将其置于30°C、120rpm恒溫振荡培养箱中培养4她;取各试管中培养液测定OD600(溶液 在600nm波长处的吸光值），离屯、后测上清液中的N(V-N、TN(总氮）的含量。
[0032] 5)选取步骤4)中对N03--N和TN去除效果最好的一组，取ImL进行梯度稀释后接种于 含有固体培养基Π 的平板上，并按"之"形划线;然后倒置培养2~3d;
[0033] 6)重复步骤4)、5)，直至每次测得的OD6〇o、N(V-N、和TN均分别维持在同一个相对稳 定的值为止。至此，即可认为分离得到的具有好氧反硝化脱氮能力的菌株为单一纯种菌株。
[0034] 后续16S rDNA基因测序鉴定为肠杆菌化nterobacter sp.)，并命名为肠杆菌 (Enterobacter sp.)FL。
[0035] 其中设及的培养基的