一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株及其应用 |
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申请号 | CN202410417307.5 | 申请日 | 2024-04-09 | 公开(公告)号 | CN118028176A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
申请人 | 哈尔滨工业大学; | 发明人 | 李昂; 尹安伟; 王泽懿; | ||||
摘要 | 一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株及其应用,它属于环境 生物 技术领域,涉及一种德氏食酸菌株及其应用。本 发明 的目的是要筛选出一株在低温条件下适应性较强且具备脱氮除磷能 力 的菌株,从而提高严寒地区冬季条件下污 水 处理 设施的脱氮除磷能力。一种德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1,保藏在中国 微生物 菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏日期为2024年02月28日,保藏号为CGMCC No.29905。一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株在低温条件下用于脱氮除磷;所述的低温为10°C。 | ||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | 一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株及其应用技术领域背景技术[0002] 目前,城镇生活污水主要采用生物法进行脱氮除磷处理,然而,在严寒地区,进入冬季后由于水体温度偏低,受低温影响功能微生物代谢缓慢,酶活性下降,难以维持对污水的净化效果,氮磷去除不彻底的问题得到凸显。为提升严寒地区冬季条件下污水处理设施的污染物处理效能、解决聚磷菌与反硝化细菌的资源竞争问题,筛选获得兼具脱氮除磷能力的耐低温菌株是十分必要的,然而,目前所筛选得到的微生物存在着氮磷去除能力低、生长速度缓慢的问题,亟需扩充菌种资源库,获得具有高效低温脱氮除磷能力的功能菌株,以满足实际污水处理需求。 发明内容[0003] 本发明的目的是要筛选出一株兼具高效低温脱氮除磷能力的功能菌株,从而提高严寒地区冬季条件下污水处理设施的脱氮除磷能力,而提供一种低温脱氮除磷德式食酸菌株及其应用。 [0004] 一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株为德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1,保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏日期为2024年02月28日,保藏号为CGMCC No. 29905。 [0005] 一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株在低温条件下用于脱氮除磷;所述的低温为10°C。 [0006] 德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1的形貌特征如下:将德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1接种至牛肉膏蛋白胨培养基上, 10°C培养72h后,单菌落呈近圆形,表面光滑,白色。利用16S rRNA 基因Sanger测序对单菌落进行测序,将菌株基因序列通过BLAST与NCBI数据库进行比对,最终确定菌株LW‑1为德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii),将序列上传到Genbank数据库中,得到其登录号: PP527747。 [0007] 发明的有益效果:一、采用本发明的德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1在10℃下去除水中硝酸盐,去除率可达81.07%; 二、采用本发明的德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1在10℃下去除水中磷酸盐,去除率可达69.33%; 本发明还提供了上述德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1的分离筛选方法,包括以下步骤:将低温反应器中好氧颗粒污泥进行富集驯化培养,分离纯化,逐级筛选,即可获得: 上述好氧颗粒污泥来源于稳定在10°C低温条件稳定运行的SBR反应器中。 附图说明 [0008] 图1为实施例1中德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1在10℃下对硝态氮的去除效果图;图2为实施例1中德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1在10℃下对磷酸盐的去除效果图。 具体实施方式[0010] 具体实施方式一:本实施方式是一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株,为德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1,保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏日期为2024年02月28日,保藏号为CGMCC No. 29905。 [0011] 具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同点是:一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株在低温条件下用于脱氮除磷;所述的低温为10°C。其它步骤与具体实施方式一相同。 [0012] 具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是:一种低温脱氮除磷德氏食酸菌株在低温条件下用于去除水中的硝态氮和磷酸盐。其它步骤与具体实施方式一或二相同。 [0013] 采用以下实施例验证本发明的有益效果:实施例1:德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1的筛选、鉴定包括以下步骤: (一)富集和筛选:从实验室自培养的低温好氧颗粒污泥SBR反应器中获取成熟颗粒污泥,以10%的接种量将污泥接种至富集驯化培养基中,恒温摇床10°C、120rpm培养,如此‑4 反复接种培养5次后,将富集菌液梯度稀释,选取稀释倍数为10 的稀释液涂布至固体培养基中,10°C,倒置培养,挑取单一菌落置于BTB培养基中,进行蓝白斑筛选,对周围出现蓝色指示标志的菌落进行异染颗粒染色,将具有黑色颗粒的菌落接种至富氮富磷培养基中,10°C、120rpm培养进行脱氮除磷能力的驯化,对单菌落进行3次划线纯化,获得纯菌,编号并保藏。 [0014] 上述培养基灭菌条件为:富集驯化培养基:CH3COONa·3H2O 3.32 g/L,KH2PO40.04 g/L,NH4Cl 0.305 g/L,KNO30.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.091 g/L,CaCl2·2H2O 0.026 g/L,NaCl 0.02 g/L,微量元素 2 mL,蒸馏水1000 mL,pH 7.2 7.4,在121°C下灭菌30 min; ~ BTB培养基:C4H4Na2O48.5 g/L,KNO31.0 g/L,KH2PO41.0 g/L,FeCl3·6H2O MgSO4· 7H2O 1.0 g/L,CaCl2·7H2O 0.2 g/L, BTB(1g BTB溶于1L质量分数为20%的酒精中)1 mL,蒸馏水1000 mL,pH 7.2,在121°C下灭菌30 min; 富氮富磷培养基:CH3COONa·3H2O 3.32 g/L,KH2PO40.035 g/L,NH4Cl 0.305 g/L,KNO30.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.091 g/L,CaCl2·2H2O 0.026 g/L,NaCl 0.02 g/L,微量元素 2 mL,蒸馏水1000 mL,pH 7.2,在121°C下灭菌30 min; 固体培养基:CH3COONa·3H2O 3.32 g/L,KH2PO40.035 g/L,NH4Cl 0.305 g/L,KNO30.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.091 g/L,CaCl2·2H2O 0.026 g/L,NaCl 0.02 g/L,微量元素 2 mL,琼脂粉 20 g/L,蒸馏水1000 mL,pH 7.2 7.4,在121°C下灭菌30 min。 ~ [0015] 上述培养基中的微量元素成分:EDTA 50 g/L,ZnSO42.2 g/L,FeSO4·7H2O 5.0 g/L,MnCl2·4H2O 5.06 g/L,CaCl25.5 g/L,CoCl2·6H2O 1.61 g/L,CuSO4·5H2O 1.57 g/L,蒸馏水1000 mL。 [0016] (二)鉴定:将筛选获得的白色菌株寄送生工生物工程(上海)股份有限公司进行测序,将测序结果在Genbank数据库中进行对比,确定为德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii),见表1所示;表1 实施例2:在低温条件下利用实施例1中筛选的德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1去除硝态氮,具体是按以下步骤完成的: 一、向富氮富磷培养基中加入德氏食酸菌株菌液,得到混合培养物; 步骤一中所述的德氏食酸菌株菌液的接种量为5%; 7 步骤一中所述的德氏食酸菌株菌液中德氏食酸菌株的含量为1.0×10 CFU/mL; 步骤一中所述的富氮富磷培养基中硝态氮的浓度为15mg/L; 步骤一中所述的德氏食酸菌株为德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1,保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路 1号院3号,保藏日期为2024年02月28日,保藏号为CGMCC No. 29905; 步骤一中所述富氮富磷培养基的配方为CH3COONa·3H2O 3.32g/L,KH2PO40.035 g/L,NH4Cl 0.305 g/L,KNO30.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.091 g/L,CaCl2·2H2O 0.026 g/L,NaCl 0.02 g/L,微量元素2 mL,蒸馏水1000 mL,pH 7.2,在121°C下灭菌30 min; 富氮富磷培养基中的微量元素成分:EDTA 50 g/L,ZnSO42.2 g/L,FeSO4·7H2O 5.0 g/L,MnCl2·4H2O 5.06 g/L,CaCl25.5 g/L,CoCl2·6H2O 1.61 g/L,CuSO4·5H2O 1.57 g/L,蒸馏水1000 mL; 二、将混合培养物放入摇床,在10°C下培养8d后再在4°C和5000rpm/min的条件下离心5min,完成硝态氮的去除。 [0017] 图1为实施例1中德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1在10℃下对硝态氮的去除效果图。 [0018] 实施例3:在低温条件下利用实施例1中筛选的德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1去除磷酸盐,具体是按以下步骤完成的:一、向缺磷培养基中加入德氏食酸菌株菌液,得到混合培养物Ⅰ; 步骤一中所述的德氏食酸菌株菌液的接种量为5%; 7 步骤一中所述的德氏食酸菌株菌液中德氏食酸菌株的含量为1.0×10 CFU/mL; 步骤一中所述的德氏食酸菌株为德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1,保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路 1号院3号,保藏日期为2024年02月28日,保藏号为CGMCC No. 29905; 步骤一中所述的缺磷培养基的配方为:CH3COONa·3H2O 3.32g/L,Na2HPO4·2H2O 0.023g/L,MgSO4·7H2O 0.081g/L,K2SO40.018g/L,NH4Cl 0.153g/L,CaCl2·2H2O 0.011g/L,微量元素 2mL,蒸馏水1000mL,pH 7.2,在121°C下灭菌30 min; 缺磷培养基中的微量元素成分:EDTA 50 g/L,ZnSO42.2 g/L,FeSO4·7H2O 5.0 g/L,MnCl2·4H2O 5.06 g/L,CaCl25.5 g/L,CoCl2·6H2O 1.61 g/L,CuSO4·5H2O 1.57 g/L,蒸馏水1000mL; 二、首先将混合培养物Ⅰ放入摇床,在10°C下培养8d后再在4°C和10000rpm/min的条件下离心2min,并用无菌水洗涤菌体3次以彻底释放细菌体内磷酸盐,得到已彻底释放磷酸盐的德氏食酸菌株菌液; 步骤二中菌体洗涤后需要重新悬浮至原体积以获得释放磷酸盐后的德氏食酸菌株菌液; 三、向富磷培养基中加入已彻底释放磷酸盐的德氏食酸菌株菌液,得到混合培养物Ⅱ; 步骤三中所述的德氏食酸菌株菌液的接种量为5%; 7 步骤三中所述的德氏食酸菌株菌液中德氏食酸菌株菌液的含量为1.0×10 CFU/mL; 步骤三中所述的富磷培养基中磷酸盐的浓度为30mg/L; 步骤三中所述的富磷培养基的配方为CH3COONa·3H2O 3.32g/L,KH2PO40.04g/L,NH4Cl 0.305g/L,MgSO4·7H2O 0.091g/L,CaCl2·2H2O 0.026g/L,微量元素2mL,蒸馏水 1000mL,pH 7.2 7.4,在121°C下灭菌30 min; ~ 富磷培养基中的微量元素成分:EDTA 50 g/L,ZnSO42.2 g/L,FeSO4·7H2O 5.0 g/L,MnCl2·4H2O 5.06 g/L,CaCl25.5 g/L,CoCl2·6H2O 1.61 g/L,CuSO4·5H2O 1.57 g/L,蒸馏水1000mL; 四、将混合培养物Ⅱ放入摇床,在10°C下培养8d后再以4°C和5000 rpm/min的条件下离心5 min,完成磷酸盐的去除。 [0019] 图2为实施例1中德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑1在10℃下对磷酸盐的去除效果图;从图1和2可知,在10°C的低温条件下,德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)LW‑ 1在富氮富磷培养基中对硝态氮的去除率可达81.07%,同时对磷酸盐的去除率可达69.33%。 |