专利名称:一株不同溶解氧条件下脱氮除磷的铜绿假单胞菌及其应用的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)及其在废水生物脱氮除磷中的应用。该菌株可在不同溶解氧浓度下发挥异养硝化-好氧反硝化功能，并在脱氮的同时完成对磷酸盐的去除，从而达到废水同步脱氮除磷的目的。
背景技术：
目前，工业污水和生活废水的大量排放使我国自然和生态环境遭到了严重破坏，也给人类生命和健康构成了极大的威胁。废水中存在的污染物主要包括有机物、重金属以及氮磷营养元素等物质，其中水体中氮磷元素的大量存在会诱发富营养化现象，从而导致藻类大量繁殖、水体黑臭、鱼虾死亡等严重生态环境问题。为应对日趋严重的水环境问题，我国也颁布制定了更加严格的污水排放标准，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)将一级排放标准分为A标准和B标准，其中A标准对总氮和总磷提出了更高的排放要求。因此，开发更加节能高效的脱氮除磷工艺成为目前研究的热点问题。
在目前众多废水脱氮除磷的处理方法中，生物脱氮除磷仍是去除废水中氮磷元素的主要手段。传统的生物脱氮理论基础是微生物作用下的硝化和反硝化作用:首先，废水中的有机氮在异养菌作用下被分解转化为氨氮，这一过程较易进行；其次，废水中的氨氮在自养微生物亚硝化细菌的作用下被转化为亚硝氮，然后在硝化细菌的作用下亚硝氮被进一步转化为硝氮，其中由亚硝化细菌和硝化细菌共同完成的将氨氮转化为硝氮的过程统称为硝化作用，该过程需要在好氧环境中进行，一般要求溶解氧高于2.0mg/L,同时硝化作用需要以无机碳作为细菌生长代谢的碳源；最后，废水中的硝氮在反硝化细菌中的作用下被转化为氮气，最终完成废水脱氮过程，该过程称为反硝化作用，而该过程中反硝化细菌需要以有机碳作为菌体生长的碳源和能源，同时以硝氮和亚硝氮作为电子受体进行代谢才可完成反硝化作用，因此该过程只能在缺氧环境下进行，一般要求溶解氧低于0.5mg/L。由于硝化细菌和反硝化细菌对营养物质和溶解氧的不同需求，根据传统生物脱氮理论发展起来的生物脱氮工艺只能将硝化过程和·反硝化过程分开进行，从而导致废水生物脱氮技术工艺冗长，基建和运行费用高，脱氮效率难以达到国家排放标准等问题。
在废水生物除磷工艺中，磷元素主要通过聚磷菌(PAOs)的作用得以去除，具体过程可分为厌氧释磷和好氧吸磷两个阶段。在厌氧条件下，聚磷菌吸收周围环境中的低分子脂肪酸(VFA)并转化成聚￠-羟基丁酸盐(PHB)贮存到细胞内，所需能量来源于细胞内糖元的酵解和聚磷酸盐的水解，与此同时聚磷酸盐水解产生的磷酸盐释放到细胞外；在好氧条件下，聚磷菌从周围环境中吸收超出自身生长需求的磷量并以聚磷酸盐的形式贮存在细胞内，所需能量来源于PHB的氧化代谢。这样废水中的磷元素就以聚磷酸盐的形式贮存到聚磷菌体内，然后通过剩余污泥的排放实现废水除磷的目的。
由生物脱氮除磷的作用机制可以看出，为充分发挥微生物的脱氮除磷功能，需要在废水处理工艺中设置不同的溶解氧阶段，分别完成厌氧释磷、缺氧反硝化、好氧硝化和吸磷等多步生化过程。同时，在单一的活性污泥系统中，生物脱氮和除磷本身就存在着诸多矛盾，硝化作用需要时代周期较长的硝化细菌，因此需要维持较高的污泥龄，而聚磷菌的时代周期较短，并且除磷的唯一渠道是排放剩余污泥，因此除磷过程需要维持较短的污泥龄。而且，由于反硝化过程与除磷过程均需要有机碳源来维持反硝化细菌和聚磷菌的生长代谢，而废水中的有机成分一般是非常有限的，这就导致脱氮和除磷过程存在着对碳源的竞争。同时硝化过程产生的硝酸盐对聚磷菌的释放过程存在明显的抑制作用。这些生物脱氮除磷过程中存在的固有矛盾，成为污水活性污泥处理工艺中提高脱氮除磷效率的瓶颈问题。
针对传统生物脱氮除磷工艺存在的诸多问题，近年来发展了许多新型的生物脱氮除磷理论与技术，比较有代表性的有短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷工艺等，这些新型生物脱氮除磷工艺在一定程度上解决了碳源不足、能量消耗大等问题，但仍需要交替的厌氧-缺氧-好氧阶段，并对反应装置和操作条件提出了更高的要求。
异养硝化-好氧反硝化是近年来新型生物脱氮理论研究的一个热点。异养硝化现象早在19世纪末20世纪初就在土壤的硝化过程中被发现，随后陆续有学者关于异养硝化现象的报道。20世纪80年代，Robertson等在除硫和反硝化系统中首次分离出好氧反硝化菌 Thiosphaera pantotropha (现更名为脱氮副球菌 Paracoccus denitrificans)并报道了反硝化酶系的存在，好氧反硝化现象随即成为人们的研究热点。目前分离出的好氧反硝化菌主要存在于假单胞菌属、产碱杆菌属、副球菌属和芽孢杆菌属等。随着研究的深入，人们发现一些好氧反硝化菌同时具有异养硝化的能力，并对好氧条件下的同步硝化反硝化现象与机理进行了深入的研究。然而，在不同溶解氧条件下均表现出较强异养硝化-好氧反硝化能力，并且能够在脱氮的同时兼具较强除磷功能的菌株还鲜有报道。本发明中的菌株能够在不同溶解氧条件下发挥异养硝化-好氧反硝化功能，具体
发明内容
已申请发明专利(申请公开号CN101880645A);通过对该菌在污水处理过程中的进一步研究发现，该菌在发挥脱氮作用的同时表现出较强的除磷能力，在生物脱氮除磷理论和实践应用上都具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一株在不同溶解氧条件下均可发挥脱氮除磷功能的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)及其应用，很好的解决了传统脱氮除磷工艺中存在的硝化反硝化和释磷吸磷无法有机统一的问题。
本发明提供的菌株具有以下特征:革兰氏染色阴性，菌体呈杆状，不形成芽炮和英膜；在营养琼脂培养基上培养2d后,形成2-3mm的圆形菌落，白色,扁平，表面光滑，产生黄绿色色素；其16S rRNA具有如序列表示所示的核昔酸序列，序列长度为1055bp。
根据菌株形态特征生理生化特征以及16S rRNA基因序列特征，鉴定该菌株为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。
本发明提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)于2010年I月21日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路I号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码为100101，保藏号为CGMCCN0.3602。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602,其特征在于:该菌株可利用有机 碳为唯一碳源，氨氮或硝氮为唯一氮源进行生长代谢并发挥异养硝化-好氧反硝化作用，从而将氮素去除。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602,其特征在于:该菌株可利用有机碳为唯一碳源，氨氮或硝氮为唯一氮源进行生长代谢发挥异养硝化-好氧反硝化作用的同时去除水中的磷酸盐，从而达到同步去除水中氮磷等营养元素的目的。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602在污水处理中的应用，其特征在于:该菌株可在pH值7-9，温度25-35°C，在厌氧、缺氧、微好氧和好氧等不同的溶解氧浓度下发挥同步脱氮除磷功能。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在厌氧条件下可同时去除水中的硝态氮和磷酸盐，厌氧条件是指在氮气环境中进行培养的情况。厌氧条件下该菌株对硝氮的去除率最高达到99.83%，同时对磷的最高去除率达到47.96%。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在缺氧条件下可利用氨氮或硝态氮为唯一氮源，去除水中的磷酸盐而达到除磷的目的，缺氧条件是指将培养基置于30-50rpm的生化培养箱中培养的情况。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在缺氧条件下以氨氮为氮源进行生长代谢时，对氨氮的最高去除率达到89.86%，·去除速率为1.73mgN/L h，对磷元素去除率达到99.71%，去除速率为0.29mgP/L ho
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在缺氧条件下以硝氮为氮源进行生长代谢时，对硝氮的最高去除率为99.78%，24h对磷的去除率达到51.46%。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在微好氧条件下对氨氮去除率达到98.66%，去除速率为2.03mgN/L h ;对磷酸盐去除率达到100%。在微好氧条件下对硝氮去除率达到95.22%，对磷酸盐浓度去除率为76.41%，去除速率为0.25mgP/L *h，微好氧条件是指将培养基置于70_80rpm生化培养箱中培养的情况，溶解氧在1.8-2.5mg/L。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在好氧条件下对氨氮去除率达到98.66%，去除速率为2.03mgN/L h ;对磷酸盐去除率达到100%。在微好氧条件下对硝氮去除率达到95.22%，对磷酸盐浓度去除率为76.41%，去除速率为0.25mgP/L *h，微好氧条件是指将培养基置于70_80rpm生化培养箱中培养的情况，溶解氧在1.8-2.5mg/L。
如上述提供的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株CGMCC N0.3602的应用，其特征在于:该菌株在好氧条件下对氨氮去除率达到99.23%，去除速率为7.39mgN/L h ;对磷酸盐去除率达到87.11%，去除速率为1.07mgP/L h。该菌株在以硝氮为氮源进行生长代谢时对硝氮去除率达到73.91%，去除速率为3.04mgN/L h ;对磷酸盐去除率达到99.55%，去除速率为0.64mgP/L *h。好氧条件是指将培养基置于140_180rpm生化培养箱中培养的情况，溶解氧在4.0-5.0mg/L。
本发明的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株在脱氮除磷工艺中应用具有如下优势:
( I)根据该菌株具有很强的异养硝化-好氧反硝化功能，可利用该菌将水中的氮素在一个阶段内完全去除，解决了传统生物脱氮工艺中硝化和反硝化在时间和空间上分布不能统一的问题，缩短了工艺流程，节约了基建费用。
(2)该菌株在一个阶段完成硝化和反硝化过程，反硝化过程产生的碱度可以弥补硝化过程中产生的酸度，从而不需要另外投加酸碱调节PH值，从而大大节约了运行成本。
(3)该菌在发挥生物脱氮的同时还可以有效的去除水中的磷元素，很好的解决了脱氮和除磷过程中污泥龄不统一以及对碳源要求存在竞争的问题，具有很好的经济和环保效益。
(4)该菌在不同溶解氧条件下均可发挥脱氮除磷功能，可利用该菌制备的菌剂对现有的传统生物脱氮除磷工艺进行生物强化，提高氮磷出水水质，同时最大限度的节省了工艺升级改造的投资成本。
(5)本发明适用于多种含有机物废水的脱氮除磷处理，具有广阔的应用前景和良好的社会效益。
附图1铜绿假单胞菌在厌氧条件下对硝氮和磷酸盐的降解曲线；
附图2铜绿假单胞菌在缺氧条件下对氨氮和磷酸盐的降解曲线；
附图3铜绿假单胞菌在缺氧条件下对硝氮和磷酸盐的降解曲线；
附图4铜绿假单胞菌在微好氧条件下对氨氮和磷酸盐的降解曲线；
附图5铜绿假单胞菌在微好氧条件下对硝氮和磷酸盐的降解曲线；
附图6铜绿假单胞菌在好氧条件下对氨氮和磷酸盐的降解曲线；
附图7铜绿假单胞菌在好氧条件下对硝氮和磷酸盐的降解曲线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于以下实施例。
下述实施例中，各种污染物的测定分析方法参考《水和废水监测分析方法》(第四版，中国环境科学出版社，2002) =COD采用重铬酸钾-密封消解法进行测定；0D_采用紫外分光光度计进行测定，以未接种的培养基作为参比，在600nm波长处测定菌悬液的吸光度；PH采用精密pH计进行测定；温度和溶解氧通过便携式溶氧仪(YSI550A，USA)进行测定。氨氮、亚硝氮、硝氮和磷酸盐磷浓度通过全自动氮磷分析仪(SmartChem200, USA)进行测定。
实施例1:铜绿假单胞菌在厌氧条件下的反硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株(于2010年I月21日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，保藏号为CGMCC N0.3602，下同)。接种于已灭菌的 IOOmL 培养基(每 L 含 5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1OgMgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02g CaCl2 2H20，0.1OmL 微量元素母液(每 L 含
3.5g EDTA, 2gZnS04 7H20, Ig CuSO4 5H20, Ig MnSO4 7H20, Ig Na2MoO4 2H20, Ig H3BO3,
0.2gCoCl2 6H20)，pH 7.0 7.5)的250mL锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述预培养培养基)的IOOmL厌氧瓶中，同时设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。然后利用真空泵抽真空，再充入高纯度氮气，重复抽真空和充氮气操作三次，最后将厌氧瓶置于30°C, 150rpm摇床内振荡培养。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图1。如图所示，铜绿假单胞菌在(T30h处于对数生长期，菌体密度快速增长，同时硝氮浓度呈快速下降趋势，由初始92.38mg/L下降到0.15mg/L，去除率达到99.83%，去除速率为3.07mgN/L h ;磷酸盐浓度在第14h降到最低值8.25mg/L,去除率为47.96%，去除速率为0.54mgP/L h，随后磷酸盐浓度出现了较明显的反弹趋势，可能是由于菌体在生长初期吸收的磷在厌氧条件下出现了释放或菌体死亡后出现了溶解所造成；在培养30h以后，铜绿假单胞菌生长进入稳定期和衰亡期，硝氮浓度和磷酸盐浓度均达到稳定。
通过实验结果可以说明，铜绿假单胞菌在厌氧条件下可以高效的进行反硝化作用，培养30h对硝氮的去除率达到99.83%，同时几乎没有亚硝氮的积累，在反硝化过程中，铜绿假单胞菌还具有除磷能力，培养14h对磷的去除率达到47.96%。
实施例2:铜绿假单胞菌在缺氧条件下的硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株接种于已灭菌的IOOmL培养基(每L含5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1Og MgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02gCaCl2 2H20,0.1OmL 微量元素母液(每 L 含 3.5g EDTA, 2g ZnSO4 7H20, IgCuSO4 5H20,IgMnSO4 7H20, IgNa2MoO4 2H20, IgH3BO3,0.2g CoCl2 6H20), pH 7.0 7.5)的 250mL 锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡 培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述培养基)的250mL锥形瓶中，置于30°C、40rpm摇床内振荡培养，实验组设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图2。如图所示，铜绿假单胞菌在(T30h处于对数生长期，菌体密度快速增长；在培养的36h中，氨氮浓度和磷酸盐浓度一直曾下降趋势，其中氨氮浓度由初始69.22mg/L下降到7.02mg/L,去除率达到89.86%，去除速率为1.73mgN/L -h ;磷酸盐浓度由初始10.47mg/L下降至IJ 0.03mg/L,去除率达到99.71%，去除速率为0.29mgP/L h。
通过实验结果可以看出，铜绿假单胞菌在缺氧条件下可以高效的去除氨氮，培养36h对氨氮的去除率达到89.86%，同时没有亚硝氮和硝氮和积累，在去除氨氮的同时，铜绿假单胞菌还具有很强的除磷能力，36h对磷的去除率达到99.71%，说明铜绿假单胞菌在发挥异养硝化作用的同时兼有较强的除磷功能。
实施例3:铜绿假单胞菌在缺氧条件下的反硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株接种于已灭菌的IOOmL培养基(每L含5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1Og MgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02gCaCl2 2H20,0.1OmL 微量元素母液(每 L 含 3.5g EDTA, 2g ZnSO4 7H20, IgCuSO4 5H20,IgMnSO4 7H20, IgNa2MoO4 2H20, IgH3BO3,0.2g CoCl2 6H20), pH 7.0 7.5)的 250mL 锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述预培养培养基)的250mL锥形瓶中，置于30°C、40rpm摇床内振荡培养，实验组设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图3。如图所示，铜绿假单胞菌在(T32h处于对数生长期，菌体密度快速增长，随后进入稳定生长期；在前12h，硝氮的降解出现迟滞现象，去除较为缓慢，之后硝氮浓度呈现快速下降趋势，在第40h时降到0.21mg/L，去除率达到99.78%，去除速率为
2.47mgN/L h ;磷酸盐浓度在第24h降到最低值7.46mg/L,去除率为51.46%，去除速率为
0.33mgP/L*h，随后磷酸盐浓度出现了较明显的反弹趋势，可能是由于菌体在生长初期吸收的磷在缺氧条件下出现了释放或菌体死亡后出现了有机磷的溶解所造成；在40 461!，菌体出现了二次生长现象，磷酸盐浓度得到了再一次降解。
通过实验结果可以说明，铜绿假单胞菌在缺氧条件下可以高效的进行反硝化作用，培养40h对硝氮的去除率达到99.78%，同时几乎没有亚硝氮的积累，在反硝化过程中，铜绿假单胞菌还具有较强的除磷能力，培养24h对磷的去除率达到51.46%。
实施例4 :铜绿假单胞菌在微好氧条件下的硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株接种于已灭菌的IOOmL培养基(每L含5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1Og MgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02gCaCl2 2H20,0.1OmL 微量元素母液(每 L 含 3.5g EDTA, 2g ZnSO4 7H20, IgCuSO4 5H20,IgMnSO4 7H20, IgNa2MoO4 2H20, IgH3BO3,0.2g CoCl2 6H20), pH 7.0 7.5)的 250mL 锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述培养基)的250mL锥形瓶中，置于30°C、75rpm摇床内振荡培养，实验组设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图4。如图所示，铜绿假单胞菌在(T42h处于对数生长期，菌体密度快速增长；与此同时，氨氮浓度和磷酸盐浓度呈同步下降趋势，其中氨氮浓度由初始86.25mg/L下降到1.16mg/L,去除率达到98.66%，去除速率为2.03mgN/L -h ;磷酸盐浓度由初始13.57mg/L下降到0.00mg/L，去除率达到100%，去除速率为0.32mgP/L h。
通过实验结果可以看出，铜绿假单胞菌在微好氧条件下可以高效的去除氨氮，培养42h对氨氮的去除率达到98.66%，同时没有亚硝氮和硝氮和积累，在去除氨氮的同时，铜绿假单胞菌还具有很强的除磷能力，42h可将磷完全去除，说明铜绿假单胞菌在发挥异养硝化作用的同时兼有很强的除磷功能。
实施例5:铜绿假单胞菌在微好氧条件下的反硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株接种于已灭菌的IOOmL培养基(每L含5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1Og MgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02gCaCl2 2H20,0.1OmL 微量元素母液(每 L 含 3.5g EDTA, 2g ZnSO4 7H20, IgCuSO4 5H20,IgMnSO4 7H20, IgNa2MoO4 2H20, IgH3BO3,0.2g CoCl2 6H20), pH 7.0 7.5)的 250mL 锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述预培养培养基)的250mL锥形瓶中，置于30°C、75rpm摇床内振荡培养，实验组设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图5。如图所示，铜绿假单胞菌在(T42h处于对数生长期，菌体密度快速增长，随后由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累菌体进入衰亡期；硝氮和磷酸盐的去除率均在培养第48h达到最高，其中硝氮浓度由初始107.14mg/L下降到5.12mg/L，去除率达到95.22%，去除速率为2.13mgN/L h ;磷酸盐浓度由初始15.46mg/L下降到
3.65mg/L,去除率达到76.41%，去除速率为0.25mgP/L-h,随后硝氮浓度和磷酸盐浓度均保持稳定。
通过实验结果可以说明，铜绿假单胞菌在微好氧条件下可以高效的进行反硝化作用，培养42h对硝氮的去除率达到95.22%，同时几乎没有亚硝氮的积累，在反硝化过程中，铜绿假单胞菌还具有较强的除磷能力，培养42h对磷的去除率达到76.41%。
实施例6:铜绿假单胞菌在好氧条件下的硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株接种于已灭菌的IOOmL培养基(每L含5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1Og MgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02gCaCl2 2H20,0.1OmL 微量元素母液(每 L 含 3.5g EDTA, 2g ZnSO4 7H20, IgCuSO4 5H20,IgMnSO4 7H20, IgNa2MoO4 2H20, IgH3BO3,0.2g CoCl2 6H20), pH 7.0 7.5)的 250mL 锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述培养基)的250mL锥形瓶中，置于30°C、150rpm摇床内振荡培养，实验组设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图6。如图所示，铜绿假单胞菌在(T9h处于对数生长期，菌体密度快速增长，随后菌体进入稳定期；还可以看出，氨氮和磷酸盐在培养12h时即基本得到完全去除，其中氨氮浓度由初始89.33mg/L下降到0.68mg/L，去除率达到99.23%，去除速率为
7.39mgN/L -h ;磷酸盐浓度由初始14 .70mg/L下降到1.90mg/L，去除率达到87.11%，去除速率为 1.07mgP/L ho[0072]通过实验结果可以看出，铜绿假单胞菌在好氧条件下可以高效的去除氨氮，培养12h对氨氮的去除率即可达到99.23%，同时没有亚硝氮和硝氮和积累，在去除氨氮的同时，铜绿假单胞菌还具有很强的除磷能力，培养12h对磷的去除率即可达到87.11%，说明铜绿假单胞菌在发挥异养硝化作用的同时兼有很强的除磷功能。
实施例7:铜绿假单胞菌在好氧条件下的反硝化和除磷能力测定
将-20°C甘油保存的菌株接种于已灭菌的IOOmL培养基(每L含5.0g 丁二酸钠，0.607gNaN03，0.1lOg K2HPO4 3H20，0.1Og MgSO4 7H20，0.006g FeSO4 7H20，0.02gCaCl2 2H20,0.1OmL 微量元素母液(每 L 含 3.5g EDTA, 2g ZnSO4 7H20, IgCuSO4 5H20,IgMnSO4 7H20, IgNa2MoO4 2H20, IgH3BO3,0.2g CoCl2 6H20), pH 7.0 7.5)的 250mL 锥形瓶中，置于30°C，150rpm摇床内振荡培养2(T24h，使菌体生长至对数后期，菌悬液用于接种。
取5mL上述菌悬液加入到已灭菌的含有IOOmL测试培养基(成分同上述预培养培养基)的250mL锥形瓶中，置于30°C、150rpm摇床内振荡培养，实验组设置三个平行实验，并以未接种菌悬液的培养基作为空白对照。
在培养过程中，每隔一段时间取少量培养基，其中一部分直接用于测定菌体光密度0D_,其余部分在8000rpm下离心5min,取上清液测定氮氮、亚硝氮、硝氮、磷、COD以及pH等指标。
实验结果见附图7。如图所示，铜绿假单胞菌在(T24h处于对数生长期，菌体密度快速增长；与此同时，硝氮和磷酸盐浓度得到快速降解，其中硝氮浓度由初始98.59mg/L下降到25.72mg/L，去除率达到73.91%，去除速率为3.04mgN/L h ;磷酸盐浓度由初始
15.52mg/L下降至IJ 0.07mg/L,去除率达到99.55%，去除速率为0.64mgP/L h。
通过实 验结果可以说明，铜绿假单胞菌在好氧条件下可以进行反硝化作用，培养24h对硝氮的去除率达到73.91%，同时几乎没有亚硝氮的积累，在反硝化过程中，铜绿假单胞菌还具有较强的除磷能力，培养24h对磷的去除率达到99.55%。
权利要求
1.一株兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)在废水处理中的应用，其特征在于:所述铜绿假单胞菌在2010年I月21日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，保藏号为N0.3602，所述应用是指:在PH值7-9，温度25-35°C条件下同时去除水中的碳、氮、磷等元素。
2.权利要求
1所述的铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)在废水处理中的应用，其特征在于:在厌氧条件下，可同时去除水中的硝态氮和磷酸盐，厌氧条件是指在氮气环境中进行培养的情况。
3.权利要求
1所述的铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)在废水处理中的应用，其特征在于:在缺氧条件下，利用氨氮或硝态氮为唯一氮源，去除水中的磷酸盐而达到除磷的目的，缺氧条件是指将培养基置于30-50rpm的生化培养箱中培养的情况。
4.权利要求
1所述的铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)在废水处理中的应用，其特 征在于:在微好氧条件下，利用氨氮或硝态氮为唯一氮源，达到同时去除水中氮磷的目的，微好氧条件是指将培养基置于70-80rpm生化培养箱中培养的情况，溶解氧在1.8-2.5mg/L。
5.权利要求
1所述的铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)在废水处理中的应用，其特征在于:在好氧条件下，利用氨氮或硝态氮为唯一氮源，同时将水中无机磷转化为体内磷元素从而达到同时脱氮除磷的目的，好氧条件是指将培养基置于140-180rpm生化培养箱中培养的情况，溶解氧在4.0-5.0mg/L。
专利摘要
本发明涉及一株在不同溶解氧条件下兼具异养硝化-好氧反硝化与除磷功能的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)及其应用。该菌株可利用有机碳为唯一碳源，氨氮为唯一氮源进行生长代谢，在缺氧、微好氧以及好氧等不同溶解氧条件下均可通过异养硝化-好氧反硝化作用将氨氮转化为气体产物而达到脱氮目的。该菌株还可利用硝态氮为唯一氮源进行新陈代谢，在厌氧、缺氧、微好氧以及好氧条件下均可通过反硝化作用将硝态氮转化为气态产物而达到脱氮目的。同时，该菌株还可在不同溶解氧条件下通过将无机磷转化为自身组分达到去除水中磷酸盐的目的。因此，该菌株可在不同溶解氧条件下同步去除水中的碳、氮、磷等元素，在废水处理中具有广阔的应用前景。
文档编号C12R1/385GKCN102876616 B发布类型授权 专利申请号CN 201210395333
公开日2013年8月21日 申请日期2012年10月17日
发明者倪晋仁, 郑茂盛, 仝国平 申请人:北京大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (3),