一種水生叢毛單胞菌及其培養(yǎng)方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物及生物降解領(lǐng)域，具體地，涉及一種水生叢毛單胞菌及其培養(yǎng) 方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 造紙工業(yè)污水排放量大，污水中又含有大量的纖維素、纖維素、無機(jī)堿以及樹脂、 單寧、蛋白質(zhì)等，致使污水色度深、堿度大，難降解有機(jī)物含量高、耗氧量大，屬于典型的綜 合性高濃度有機(jī)污水。我國的造紙工業(yè)污染尤為嚴(yán)重。造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染已經(jīng)嚴(yán)重 威脅環(huán)境安全和人類的身體健康，在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注，解決造紙污水的污染成為 當(dāng)務(wù)之急。
[0003] 近幾十年來，人們對污染物的生物降解進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的研究，并取得了許多成 果。然而，微生物在工業(yè)廢水中污染物的生物降解研究相對較少，主要是工業(yè)廢水惡劣的條 件所制約，如高鹽度、極端PH、溶氧量低等。普通微生物和活性污泥都很難實(shí)現(xiàn)纖維素的有 效降解。目前針對造紙污水中纖維素的處理方法多集中于Fenton試劑處理法等化學(xué)氧化 方法。但是，化學(xué)方法需要投加大量的藥劑，成本較高，還容易造成二次污染。因此，通過篩 選降解菌，用生物法來處理污水中的纖維素成為了最佳選擇。
[0004] 叢毛單胞菌屬于1985年由DeVos等建立，目前歸于該屬的種包括土生叢毛單胞 菌、睪丸酮叢毛單胞菌、食酸叢毛單胞菌、水生叢毛單胞菌等。這一類細(xì)菌對于酚類、奎林類 等污染物的降解很早就被研究人員發(fā)現(xiàn)，由于遺傳背景的差異性，不同的叢毛單胞菌可以 降解的污染物及降解特性都有所不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種在好氧的條件下可以降解污 水中的纖維素，從而降低污水的C0D，且降解起效時(shí)間短的水生叢毛單胞菌及其培養(yǎng)方法與 應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明的水生叢毛單胞菌KY-02是由制漿造紙污水廠活性污泥中篩選出來，其菌 落在培養(yǎng)平板上呈片狀菌苔，菌苔扁平不透明，很大，白色，表面絨毛狀干燥，邊緣呈分支 裂開，單體呈粗桿狀，革蘭氏染色陰性，具有較強(qiáng)的可溶性纖維素降解能力。基于形態(tài)特征、 生理生化特征，將該菌株鑒定為水生叢毛單胞菌，命名為KY-02。該菌株于2015年12月 11日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（簡稱CGMCC，地址：北京市 朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編100101)，保藏編號為CGMCC No. 11866,分類名為水生從毛單胞菌Comamonasaquatic。
[0007] 本發(fā)明提供了培養(yǎng)上述述水生叢毛單胞菌KY-02的培養(yǎng)基，其配方為，每1L水中， 含有：（NH4)2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g， pH7.2,固態(tài)加2%的瓊脂。
[0008] 上述培養(yǎng)基，是由下述方法制備得到的：上述各組分按組方稱量好后用水溶解制 成備用培養(yǎng)基，于121°C，102kpa下滅菌20_30min。
[0009] 含有所述水生叢毛單胞菌KY-02的菌劑或生物清潔劑屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010] 進(jìn)一步地，上述菌劑或生物清潔劑中水生叢毛單胞菌ΚΥ-02的含量為105-10s/ml。 控制水分在15% -20%。
[0011] 本發(fā)明提供了水生叢毛單胞菌KY-02或含有該菌的菌劑或生物清潔劑在清潔環(huán) 境中的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明提供了水生叢毛單胞菌KY-02或含有該菌的菌劑或生物清潔劑在凈化工 業(yè)廢水中的應(yīng)用。
[0013] 本發(fā)明提供了水生叢毛單胞菌KY-02或含有該菌的菌劑或生物清潔劑在降解造 紙污水中纖維素含量中的應(yīng)用。
[0014] 進(jìn)一步地，上述應(yīng)用是水生叢毛單胞菌KY-02濃度為105-106/ml時(shí)，以5% -15% 的接種量投入污水中。
[0015] 其中，所述污水中的纖維素含量蘭1500mg/L。
[0016] 優(yōu)選地，所述污水中纖維素含量200-570mg/L。
[0017] 更優(yōu)選地，所述污水中纖維素含量250-570mg/L。
[0018] 水生叢毛單胞菌KY-02在好氧的條件下可以降解污水中的纖維素，可降解污水中 的纖維素含量為1500mg/L，從而降低污水的C0D，并且降解起效時(shí)間短，在第2天降解率就 能達(dá)到大約15%。與物理、化學(xué)方法相比具有成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在造紙污水處理 領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景和較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神 和實(shí)質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0020] 若未特別指明，實(shí)施例中所用的化學(xué)試劑均為常規(guī)市售試劑，實(shí)施例中所用的技 術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0021] 實(shí)施例1水生叢毛單胞菌KY-02的分離和鑒定
[0022] 本發(fā)明的水生叢毛單胞菌KY-02是由制漿造紙污水廠活性污泥中篩選出來，其菌 落在培養(yǎng)平板上呈片狀菌苔，菌苔扁平不透明，很大，白色，表面絨毛狀干燥，邊緣呈分支 裂開，單體呈粗桿狀，革蘭氏染色陰性，具有較強(qiáng)的可溶性纖維素降解能力。
[0023]綜合菌體形態(tài)、生理生化特性和16SrDNA基因序列（如SEQIDNO. 1所示），將該 菌株鑒定為水生叢毛單胞菌，命名為KY-02。該菌株于2015年12月11日保藏于中國微生 物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（簡稱CGMCC，地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院 3號，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編100101)，保藏編號為CGMCCNo. 11866,分類名為水生 從毛單胞菌Comamonasaquatic〇
[0024] 實(shí)施例2水生叢毛單胞菌KY-02的降解纖維素的性能試驗(yàn)
[0025]實(shí)驗(yàn)一、將所述水生叢毛單胞菌KY-02接入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其中培養(yǎng)基的組成為： (NH4)2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040.5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，蒸餾 水1000ml，PH7. 2培養(yǎng)2天至菌濃約為105-106/ml;以5%的接種量，天津市星河紙業(yè)造紙 污水處理廠和寧河紙業(yè)造紙污水處理廠的好氧段出水為實(shí)驗(yàn)對象，將每處污水l〇〇ml裝入 500ml三角瓶中（編號為1和2)，以硅膠塞封住三角瓶口，在180r/min，30°C下培養(yǎng)2天。 分別取樣，離心后用紫外分光光度法測上清液中纖維素含量。結(jié)果見表1。
[0026] 實(shí)驗(yàn)二、使用的培養(yǎng)基含量以及接種的量和實(shí)施例2不同，污水編號3和4
[0027] 實(shí)施方法：將所述水生叢毛單胞菌KY-02接入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其中培養(yǎng)基的組成 為：（NH4) 2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，蒸餾 水1000ml，PH7. 2培養(yǎng)2天至菌濃約為105-106/ml;以10 %的接種量，天津市星河紙業(yè)造紙 污水處理廠和寧河紙業(yè)造紙污水處理廠的好氧段出水為實(shí)驗(yàn)對象，將每處污水l〇〇ml裝入 500ml三角瓶中（編號為3和4)，以硅膠塞封住三角瓶口，在180r/min，30°C下培養(yǎng)2天。 分別取樣，離心后用紫外分光光度法測上清液中纖維素含量。結(jié)果見表1。
[0028] 實(shí)驗(yàn)三、使用的培養(yǎng)基含量以及接種的量和實(shí)施例2和3不同，污水編號5和6
[0029] 實(shí)施方法：將所述水生叢毛單胞菌KY-02接入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其中培養(yǎng)基的組成 為：（NH4)2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，餾 水1000ml，PH7. 2培養(yǎng)2天至菌濃約為105-106/ml;以15 %的接種量，天津市星河紙業(yè)造紙 污水處理廠和寧河紙業(yè)造紙污水處理廠的好氧段出水為實(shí)驗(yàn)對象，將每處污水l〇〇ml裝入 500ml三角瓶中（編號為5和6)，以硅膠塞封住三角瓶口，在180r/min，30°C下培養(yǎng)2天。 分別取樣，離心后用紫外分光光度法測上清液中纖維素含量。結(jié)果見表1。
[0030] 表 1
[0031]
[0032] 纖維素的測定方法：分別配制濃度為20, 40, 60, 40, 100, 120 (mg/L)的纖維素磺酸 鹽溶液。使用紫外分光光度法，調(diào)節(jié)波長為276nm，測其吸光度。然后根據(jù)測量結(jié)果繪制標(biāo) 準(zhǔn)曲線。取污水樣品5ml，在5000rpm下離心lOmin。取上清液稀釋至5-10倍，使得纖維素 含量在20-120mg/L范圍內(nèi)。使用紫外分光光度法，測定樣品的吸光值，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和 稀釋倍數(shù)，計(jì)算得到樣品中纖維素的含量。
[0033] 降解率的計(jì)算方法：降解率=(處理前纖維素含量-處理后纖維素含量）/處理前 纖維素含量
[0034] 結(jié)果顯示：水生叢毛單胞菌KY-02對于星河紙業(yè)和寧河紙業(yè)造紙廢水中的纖維素 有顯著的降解能力，即便是污水中纖維素含量高達(dá)571mg/L，降解率也能達(dá)到16%左右，并 且降解效果穩(wěn)定，重復(fù)多次，降解效果基本一致。
[0035] 實(shí)施例3水生叢毛單胞菌KY-02降解COD
[0036] 實(shí)施方法：
[0037] 1、將所述水生叢毛單胞菌KY-02接種至LB培養(yǎng)基，30 °C振蕩培養(yǎng)至菌濃約為 107-l〇7ml;
[0038] 2、以10%接種量接種于50L曝氣池中，室溫（22-27°C)下曝氣運(yùn)行4天，維持溶 氧為4ppm;
[0039] 3、系統(tǒng)停止曝氣，沉淀取上清，按照《重鉻酸鹽法（GB11914-89)》測定COD。
[0040] 處理對象為實(shí)施例2-4中二處不同造紙污水處理廠的好氧段出水，分別編號為1 和2,主要污染物為纖維素及其降解產(chǎn)物。結(jié)果如表2。
[0041 ]表 2
[0042]
[0043] 降解率的計(jì)算方法：降解率=(處理前C0D-處理后C0D)/處理前C0D
[0044] 結(jié)果顯示：水生叢毛單胞菌KY-02可以有效的降解星河紙業(yè)和寧和紙業(yè)造紙污水 的C0D，其效果和去除纖維素的效果一致。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水生叢毛單胞菌（Comamonasaquatic)KY-02,其保藏編號為CGMCCNo. 11866。2. 培養(yǎng)權(quán)利要求1所述水生叢毛單胞菌KY-02的培養(yǎng)基，其配方為，每1L水中，含有： (NH4)2S042g，Κ2ΗΡ040· 5g，NaClO. 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，ρΗ7· 2,固 態(tài)加2%的瓊脂。3. 含有權(quán)利要求1所述水生叢毛單胞菌ΚΥ-02的菌劑或生物清潔劑。4. 如權(quán)利要求3所述的菌劑或生物清潔劑，其特征在于，水生叢毛單胞菌ΚΥ-02的含量 為 105-10s/ml。5. 權(quán)利要求1所述的水生叢毛單胞菌KY-02或權(quán)利要求3所述的菌劑或生物清潔劑在 清潔環(huán)境中的應(yīng)用。6. 權(quán)利要求1所述的水生叢毛單胞菌KY-02或權(quán)利要求3所述的菌劑或生物清潔劑在 凈化工業(yè)廢水中的應(yīng)用。7. 權(quán)利要求1所述的水生叢毛單胞菌KY-02或權(quán)利要求3所述的菌劑或生物清潔劑在 降解造紙污水中纖維素含量中的應(yīng)用。8. 如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，水生叢毛單胞菌KY-02濃度為10 5-106/ml 時(shí)，以5-15%的接種量投入污水中。9. 如權(quán)利要求7或8所述的應(yīng)用，其特征在于，污水中的纖維素含量< 1500mg/L。10. 如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，污水中纖維素含量200-570mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水生叢毛單胞菌及其培養(yǎng)方法與應(yīng)用。該菌為KY-02，保藏編號為CGMCC？No.11866，本發(fā)明提供了水生叢毛單胞菌KY-02在好氧的條件下可以降解污水中的纖維素，可降解污水中的纖維素含量為1500mg/L，從而降低污水的COD，并且降解起效時(shí)間短，在第2天降解率就能達(dá)到大約15％。與物理、化學(xué)方法相比具有成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在造紙污水處理領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景和較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。CGMCC No.1186620151211
【IPC分類】C02F103/28, C12R1/01, C12N1/20, C02F3/34
【公開號】CN105420170
【申請?zhí)枴緾N201511033629
【發(fā)明人】王曉陽, 李玉慶, 張建, 薛二軍, 韓超
【申請人】天津凱英科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月30日