[发明专利]一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法

权利要求书

1.一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)活化富集好氧反硝化菌，制备接种液：挑取单株好氧反硝化菌至LB培养基，随后放入振荡培养箱，连续培养至对数期，离心并收集菌体；用生理盐水固定菌体生物量作为试验的接种液；

(2)将接种液接种至盛有硝酸盐废水的体系中，并投加一种或混合两种电子穿梭体，在温度2-10℃，水中溶解氧含量为0.5-7mg/L的条件下运行好氧反硝化工艺。

2.按照权利要求1所述的一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，步骤(1)技术方案中LB培养基组分为：10.0g/L胰蛋白胨，5.0g/L酵母提取物，10.0g/L NaCl，pH值7.0-7.2；用其培养的条件通常为转速120-140rpm、温度25-30℃。

3.按照权利要求1所述的一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的电子穿梭体包括：蒽醌(AQ，CAS:84-65-1)、2-羟基-1,4-萘醌(LAW,CAS:83-72-7)、黄腐酸(FA,CAS:479-66-3)、1,5-二氯蒽醌(1,5-AQDS，CAS:82-46-2)，混合投加时通常为FA与AQ、LAW、1,5-AQDS其中一种物质同时投加，其投加摩尔比为1：3，通常投加介体总剂量范围在0.01mM-0.15mM。

4.按照权利要求3所述的一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，在对应的温度范围内，温度每降低4℃，电子穿梭体投加量通常增加0.01-0.05mM。

5.按照权利要求1所述的一种提高好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，上述步骤(2)的接种液投加量通常为5-10％(V/V)，硝酸盐废水中硝酸盐浓度通常为50-100mg/L，C/N＝10-14。

6.按照权利要求1所述的一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，脱氮性能和代谢活性测定：定时取样检测出水水质，并定时测定好氧反硝化菌的细胞密度、生物膜的形成能力、EPS组分和含量、信号分子的种类和含量，以评估菌株的代谢活性。

7.按照权利要求8所述的一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，定时取样检测出水水质的常规指标，包括但不限于NO₃^--N、NO₂^--N、TN；

测定细胞密度的方法，包括但不限于测定样品的OD₆₀₀值；采用结晶紫染色法定量测定对数生长末期好氧反硝化菌的生物膜形成能力，通过测定样品的OD₅₇₀值，评估其生物膜量；采用热处理法对处于对数生长末期的好氧反硝化菌的EPS进行提取，EPS含量以胞外多糖(PS)和胞外蛋白质(PN)浓度之和进行表征，并计算PS/PN的比值，作为间接评估生物膜形成能力的指标；通过检测对数生长末期好氧反硝化菌分泌信号分子的种类和浓度，进而评估介体对群体感应活性的影响；所检测的信号分子为N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)信号分子，包括但不限于：C₄-HSL、C₆-HSL、C₈-HSL、C₁₀-HSL、C₁₂-HSL；上述参数和性能均得到的优化。

8.按照权利要求1所述的一种低温条件下强化好氧反硝化菌脱氮性能和代谢活性的方法，其特征在于，在2-10℃的条件下投加0.02-0.15mM的电子穿梭体，好氧反硝化菌的脱氮性能显著提高，其氮素平均去除速率显著提升15％-70％，系统出水总氮去除率可提高10％-60％，并促进了好氧反硝化的生长繁殖，其最大比生长速率将提升3-10％，稳定期生物量将增长2-8％。同时，投加介体可促进低温条件下好氧反硝菌生物膜的生成，其生物膜形成能力可提高0.4-0.8倍，显著刺激EPS的分泌，EPS中PN含量可提升30％-80％，并强化了细菌群体感应能力，尤其刺激了C6、C8-HSL信号分子的释放，可分别提升0.4-1、2-9倍，这间接促进细菌生物膜的形成并提高了其附着挂膜性能，间接改善了低温下好氧反硝化性能，降低出水中氮素浓度，为好氧反硝化菌的成功定植和系统高效稳定运行奠定良好的基础。