副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法 |
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| 申请号 | CN202311054031.0 | 申请日 | 2023-08-21 | 公开(公告)号 | CN117566920B | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 华东勘测设计院(福建)有限公司; 华中农业大学; | 发明人 | 蒋永参; 邵银龙; 刘广龙; 杜运领; 王贤彪; 胡金龙; 华玉妹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种副蕈状芽孢杆菌促进厌 氧 铁 氨 氧化过程的污 水 处理 方法。本发明适用于 污水处理 领域。本发明要解决的技术问题是：提供一种副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法。本发明所采用的技术方案是：一种副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法，其特征在于：将副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07或其培养液接种到污水中进行污水处理；所述副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2023567。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法，其特征在于：将副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07或其培养液接种到污水中进行污水处理； |
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| 说明书全文 | 副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法技术领域背景技术[0002] 铁氨氧化是一种铁介导的自养生物脱氮过程，即在厌氧环境中，铁还原菌(Iron‑+reducing bacteria，IRB)以Fe(Ⅲ)作为电子受体，将NH4氧化为N2、NO和N2O，而铁还原为Fe+ (Ⅲ)的过程。从热力学角度，Feammox更易将NH4氧化为N2。水稻土、砷污染土壤、河岸带湿地土壤、热带雨林土壤、厌氧污泥和深湖沉积物中均普遍存在厌氧铁氨氧化反应。 [0003] 厌氧铁氨氧化在脱氮过程中发挥着重要作用，有研究表明，Feammox反应直接产生的N2可占其整个反应产物的67.0％—93.2％。已经有研究报道了基于厌氧铁氨氧化建立的生物膜反应器可正常运行，表明厌氧铁氨氧化反应可与反硝化结合进行废水脱氮。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是：提供一种副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法。 [0005] 本发明所采用的技术方案是：一种副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法，其特征在于：将副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07或其培养液接种到污水中进行污水处理； [0006] 所述副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2023567。 [0007] 一种副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07，其特征在于：所述副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2023567。 [0008] 一种所述副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07在污水处理中的应用。 [0009] 所述副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07用于强化厌氧铁氨氧化反应，加快污水脱氮速率。 [0010] 一种所述副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07在促进厌氧铁氨氧化过程中的应用。 [0012] 图1为实施例中筛选得到的菌株经测序后构建的系统发育进化树。 [0013] 图2为实施例中反应器的结构示意图。 [0014] 图3、4、5为实施例中的实验结果。 具体实施方式[0015] 本实施例为一种副蕈状芽孢杆菌促进厌氧铁氨氧化过程的污水处理方法，该方法将副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07或其培养液接种到污水中进行污水处理，利用副蕈状芽孢杆菌FL07强化厌氧铁氨氧化反应，加快污水脱氮速率。 [0016] 本例中副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)FL07，已于2023 年 04 月 20 日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为：中国，武汉，武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M 2023567。 [0017] 本实施例中副蕈状芽孢杆菌FL07的筛选方法，包括： [0018] 反硝化培养基：0.36g/L硝酸钾，柠檬酸钠0.82g/L，磷酸二氢钾0.1g/L，七水硫酸亚铁0.05g/L，氯化钙0.2g/L，七水硫酸镁1.0g/L，琼脂15g/L(用于配制固体培养基)，pH 6.0‑6.5。 [0019] 称取市政污水处理厂二沉池的污泥10g，置于含90mL无菌生理盐水和玻璃珠的250mL无菌三角瓶中，涡旋震荡将泥样打散，静置1min后，将三角瓶置于75℃水浴锅中高温孵育45min。 [0020] 然后将上清液转入反硝化液体培养基中，于30℃，生化培养箱中富集培养48h。 [0021] 富集培养物进行3次转接富集，按10‑1‑10‑6梯度稀释后，在反硝化固体培养基涂布，于30℃的生化培养箱中静置培养72h。 [0022] 待菌落长出后，分别挑选5～10个长势良好的单菌落继续划线培养，并连续纯化2‑3次，直至确认为是纯菌。 [0023] 挑取纯培养单菌落分别接种于100mL的反硝化培养基中，30℃静置培养72h，测定氨氮和硝酸盐氮浓度变化，从中优选反硝化效率均最高的菌株。 [0024] 本实施例中将筛选得到的菌株，进行16S rDNA鉴定。通过试剂盒提取菌株的总DNA，然后进行PCR扩增，将PCR产物纯化后，进行测序，将测序结果上传GenBank后，与数据库中已有序列进行同源性比对，使用MEGA6.0构建系统发育进化树。 [0026] 本实施例中副蕈状芽孢杆菌FL07促进铁氨氧化过程的实验，包括： [0027] 1、污泥驯化 [0028] 采集湖北省武汉市狮子山的林地土壤，参照Huang et al.,2015的方法，进行预培养，然后将预培养的土壤接种至连续搅拌反应器中，进行厌氧铁氨氧化的污泥驯化。反应器中的驯化培养液含有70mg/L NH4Cl、70mg/L(NH4)2SO4、10mg NaHCO3、30mg/L KHCO3、5mg/L KH2PO4、50mg MgSO4 7H2O和30mg/LCaCl2 2H2O，0.5mL/L微量元素溶液。每周向反应器中加入20mmol/L的水铁矿，总驯化时间为4周。 [0029] 如图2所示，反应器由有机玻璃制成，有效容积3L，反应器顶端有pH电极、溶解氧电极，以及N2入口，侧壁有出水口和进水口。反应器设置有蠕动泵控制自动进出水、搅拌系统和实时在线监测pH和溶解氧系统。配备纯度为99.5％的N2进行曝气以保证反应器中处于无溶解氧状态。装置运行条件：温度维持在15‑25℃，转速为100r/min，水力停留时间为3d，进水pH为4.5‑5.5。每个周期进出水1L，进水用99.5％ N2曝气30min去除溶解氧。污泥驯化周期为60d。 [0030] 2、脱氮实验 [0031] 设计三组实验探究副蕈状芽孢杆菌FL07对厌氧铁氨氧化过程的影响。第一组：驯化后污泥，不添加其他物质，为对照组(组1)。第二组：驯化后污泥+FL07菌液，使FL07在反应5 器中的浓度达到10cfu/mL(组2，低浓度菌剂组)；第三组：驯化后污泥+FL07菌液，使FL07在 6 反应器中的浓度达到10cfu/mL(组3，高浓度菌剂组)。 [0032] 实验继续在如图2所示的反应器中进行，添加驯化后污泥，使其初始MLSS为2.0g/L，Fe2O3的浓度20mmol/L，并且每20天补充一次。实验开始前，用N2冲洗每个反应器30min以去除O2，而污水取样管由三通阀控制，以保持厌氧状态。 [0033] 模拟污水中含有葡萄糖(COD＝100mg/L)，NH4Cl，0.382g/L；KH2PO4，0.1g/L；NaHCO3，1.0g/L；MgSO4，0.1g/L；NaCl，0.5g/L和CaCl2，0.01g/L。通过添加HCl或NaOH将进水pH调节至6.8–7.2。 [0034] 水力停留时间为3天，实验一共进行60天，期间测定各个反应器中NH4+、NO3‑和NO2‑的浓度。每次取样前静置30min，尽量取清液作为水样，减少Fe2O3的流失。 [0035] 3、实验结果 [0036] 60天内三个实验组中NH4+、NO3‑和NO2‑的浓度如下图3、4、5所示。从结果可以看出，+相比于对照组不添加副蕈状芽孢杆菌FL07菌剂，实验组添加菌剂后，反应器对NH4的去除率升高，且高浓度菌剂组的效果会优于低浓度组。 [0037] 各组对NH4+的最高去除率如下表1所示，也说明添加FL07菌剂后，反应器对NH4+的去除率升高，且高浓度菌剂组的效果会优于低浓度组。 [0038] [0039] 实验结果表明，添加副蕈状芽孢杆菌FL07可有效促进厌氧铁氨氧化过程。 |
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