[发明专利]稀土浸矿场地土壤土著高效脱氮菌株黄褐假单胞菌K3和摩氏假单胞菌K17及其应用

说明书

本发明涉及稀土浸矿场地土壤土著高效脱氮菌株黄褐假单胞菌K3和摩氏假单胞菌K17及其应用。该菌株都是从稀土浸矿场地土壤中富集筛选而来，分别归属于黄褐假单胞菌(Pseudomonas fulva)和摩氏假单胞菌(Pseudomonas mosselii)，均已于2019年12月16日移送至中国典型培养物保藏中心保藏，对应的保藏编号分别为CCTCC NO:M 20191055和CCTCC NO:M 20191056。这两株菌株均为异养硝化‑好氧反硝化细菌，能在好氧条件下快速脱除稀土浸矿场地淋出液(初始氨氮浓度≤300mg/L)中的氨氮，脱氮率在90％以上，且亚硝酸氮和硝酸氮的积累量小于6mg/L，处理后的淋出液中氨氮浓度达到国家排放标准。该菌株的发现为稀土浸矿场地淋出液提供了一种高效且环境友好的微生物脱氮处理方法，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及微生物及矿山污水治理技术领域，具体涉及稀土浸矿场地土壤土著高效脱氮菌株黄褐假单胞菌K3和摩氏假单胞菌K17及其应用。

背景技术

风化壳淋积型稀土矿是我国重要的战略性资源，此类稀土矿中中、重稀土含量较高，在国际市场中有很大竞争优势。我国南方七省都曾先后发现风化壳淋积型稀土矿并已经进行了开采利用，开采工艺也从池浸发展到堆浸再到目前的原地浸出。风化壳淋积型稀土矿原地浸出工艺使用最为广泛的浸取剂是硫酸铵，利用硫酸铵浸取稀土后会导致大量铵盐残留在稀土浸矿场地，对矿场环境造成了较大的污染，必须进行处理。目前常见的治理方法为人工注入液淋洗，然后收集淋出液(也包括自然雨水冲洗的淋出液)集中处理。

国家规定的氨氮一级排放标准为15mg/L。相对于其它行业的氨氮废水，稀土浸矿场地淋出液具有以下特征：①高氨氮浓度(主要含硫酸铵)；②低C/N；③具有一定盐度(含有大量硫酸根离子及少量铝、铁、硅、钙、铅等金属离子)；④pH低于7，偏酸性。与其他氨氮废水相比，稀土浸矿场地淋出液处理难度更大，如何高效、低能耗、工业化对其进行处理并达标排放，仍是当前稀土行业面临的难题和重要任务。

常见的氨氮废水处理方法包括物理化学法、传统生物法和新型生物法，其中物理化学法和传统生物法都是比较成熟的技术。传统生物法在节约成本和环境友好方面优势明显，对于低浓度氨氮废水有较好的处理效果，但是也存在一些问题，如对环境条件要求较高、处理周期较长、工艺建筑占地大。此外传统生物脱氮观点认为，硝化与反硝化分别在好氧和厌氧两个不同的条件下进行，然而异养硝化-好氧反硝化菌的发现打破了这一传统脱氮理论，由此诞生了新型生物法。

与基于自养硝化细菌和厌氧反硝化细菌的传统生物脱氮方法相比，基于异养硝化-好氧反硝化菌的异养硝化-好氧反硝化脱氮方法具有以下优势：(1)可在同一反应器中完成硝化和反硝化过程，极大地节约了设备占地面积；(2)异养硝化-好氧反硝化菌的多样性使其具有较强的环境耐受能力；(3)异养硝化-好氧反硝化脱氮处理能节约部分碳源。自20世纪80年代Robertson等人首次发现好氧反硝化Paracoccus pantotrophus菌株后，科学家们随后在假单胞菌属、克雷伯氏菌属、不动杆菌属、副球菌属、红球菌属等多个菌属中发现了异养硝化-好氧反硝化菌。

稀土浸矿场地是一个富含氨氮的环境，生活在其中的微生物大多已经适应了较高的氨氮环境，并且对稀土浸矿场地淋出液也有较强的耐受性。因此，发明人从离子型稀土矿浸矿场地采集土壤样品，分离筛选出稀土浸矿场地土著异养硝化-好氧反硝化菌，并利用这些土著异养硝化-好氧反硝化菌脱除稀土浸矿场地淋出液中的氨氮，该项新技术对稀土行业氨氮废水污染治理具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有微生物脱氮技术中普遍存在的外来脱氮菌种对稀土浸矿场地淋出液不耐受、脱氮能力不够强等不足，开发了一种稀土浸矿场地土壤土著高效脱氮菌株，该菌株为稀土浸矿场地淋出液的高效、环境友好且低成本生物脱氮提供了一种有望工业化应用的新选择。