一種解淀粉芽孢桿菌及其生物絮凝劑的制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種解淀粉芽孢桿菌及其生物絮凝劑的制備方法和應(yīng)用，所述解淀粉芽孢桿菌FD?14(Bacillus amyloliquefaciens FD?14)的微生物保藏編號(hào)為CCTCC NO:M2016255，其發(fā)酵液即為所述生物絮凝劑，可直接或與助凝劑配合使用，用于處理養(yǎng)殖場廢水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用該解淀粉芽孢桿菌生產(chǎn)的生物絮凝劑能夠有效降低養(yǎng)殖場污水懸浮物濃度，使懸浮物濃度下降76.7％，具有顯著的絮凝效果，同時(shí)，本發(fā)明的絮凝劑制備方法簡單，效果好，成本低，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染。CCTCC NO:M201625520160509
【專利說明】
一種解淀粉芽孢桿菌及其生物絮凝劑的制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及的是污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種解淀粉芽孢桿菌及其生 物絮凝劑的制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展，帶來了巨大的環(huán)境壓力，其中豬場污水是主要的 污染來源，豬場污水含有高濃度懸浮物和氨氮，是較難處理的一類有機(jī)污水。國內(nèi)外主要采 用厭氧一好氧技術(shù)方法進(jìn)行處理，雖然厭氧處理能夠很大程度上降解污水中的有機(jī)污染 物，但是，厭氧出水懸浮物濃度仍然很高，尤其是氨氮基本沒有被去除。需要對(duì)豬場污水厭 氧消化液進(jìn)一步處理，應(yīng)用最多的是SBR處理技術(shù)。但高濃度的懸浮物通常會(huì)加大微生物的 處理負(fù)荷和沖擊負(fù)荷，導(dǎo)致污水處理效果不佳。鑒于此，高效去除懸浮物的絮凝技術(shù)逐漸引 起人們的重視?；瘜W(xué)絮凝劑由于高效、廉價(jià)而被廣泛應(yīng)用，但會(huì)危害人類身體健康并增加環(huán) 境風(fēng)險(xiǎn)。與其相比，生物絮凝劑具有高效、安全、無毒、可生物降解、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此 近年來有關(guān)生物絮凝劑的研究日益受到青睞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種解淀粉芽孢桿菌及其生物絮 凝劑的制備方法和應(yīng)用，以提供一種尤其適用于養(yǎng)殖場污水絮凝的新絮凝劑，用以降低養(yǎng) 殖污水懸浮物。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明提供了一種解淀粉芽抱桿菌FD_14，Bacillus amyloliquefaciens FD-14， 該細(xì)菌于2016年5月9日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心（簡稱CCTCC;地址：中國武漢，武漢 大學(xué)；郵編：430072)，保藏編號(hào)為CCTCC N0:M2016255。
[0006] 該細(xì)菌是從豬場沉淀池塘的污泥中篩選獲得的，其菌落近似圓形，邊緣不規(guī)則，表 面褶皺，中央有隆起，白色不透明。革蘭氏染色陽性，桿狀，兩端鈍圓有芽孢。具有產(chǎn)生生物 絮凝劑的能力，利用其生產(chǎn)的絮凝劑中，多糖含量高達(dá)65%以上，蛋白質(zhì)含量僅2%，為典型 的多糖類生物絮凝劑，其16SrDNA序列如SEQ ID N0:1所示。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種上述解淀粉芽孢桿菌ro-14的生物絮凝劑的制備方法，包括 以下步驟：
[0008] (1)將所述解淀粉芽孢桿菌FD-14接種于種子培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，獲得種子 液；
[0009] (2)將步驟（1)的種子液接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，獲得具有絮凝活性 的發(fā)酵液，即為所述生物絮凝劑。
[0010] 進(jìn)一步地，按重量計(jì)，所述種子培養(yǎng)基的配方包括：牛肉膏0.3 %~0.5 %，蛋白胨 1 %，氯化鈉0.5 %~0.8 %，pH為6.5~7.0;所述發(fā)酵培養(yǎng)基的配方包括:淀粉2 %，酵母粉 0.5%和牛肉膏0.2%，硫酸鎂0.2%，氯化鈉1 %，磷酸氫二鉀0.5%，磷酸二氫鉀0.2%，pH為 6.6〇
[0011 ]進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，種子液中的菌株濃度為1 X 108個(gè)/m3以上。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟（2)中，種子液的接種量為每lOOmL發(fā)酵培養(yǎng)基接種2mL種子 液。
[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，發(fā)酵培養(yǎng)的溫度為33°C，pH為6.6，轉(zhuǎn)速為150r/min，時(shí) 間為 24-42h。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種生物絮凝劑，所述生物絮凝劑是利用上述方法制備獲得的。
[0015] 本發(fā)明還提供了上述生物絮凝劑在處理養(yǎng)殖場養(yǎng)殖污水中的應(yīng)用。
[0016] 進(jìn)一步地，在利用上述生物絮凝劑處理豬場養(yǎng)殖污水時(shí)，可先加入助凝劑，攪拌混 勻后，再加入所述生物絮凝劑處理，所述助凝劑可選用氯化鈣，但不限于此，其它可以與所 述生物絮凝劑配合使用而改善凝聚和絮凝效果的化學(xué)試劑均應(yīng)屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
[0017] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供了一種解淀粉芽孢桿菌及其生物 絮凝劑的制備方法，利用該方法制備獲得的生物絮凝劑能夠有效降低豬場養(yǎng)殖污水懸浮物 濃度，其懸浮物濃度下降了 76.7%，具有顯著的絮凝效果。本發(fā)明的絮凝劑制備方法簡單， 效果好，成本低，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。
[0021] 1、材料
[0022] 本實(shí)施例所用方法如無特別說明均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知曉的常規(guī)方法，所用 的試劑等材料，如無特別說明，均為市售購買產(chǎn)品。
[0023] 2、方法
[0024] 2.1篩選解淀粉芽孢桿菌Π )-14菌株
[0025] 2.1.1初篩：取2g豬場沉淀池塘的污泥和2mL豬場沉淀池塘的污水樣品，分別加入 至lj98mL細(xì)菌富集培養(yǎng)基和真菌富集培養(yǎng)基中，分別于37°C、150rpm和30°C、150rpm搖床振蕩 富集培養(yǎng)。取富集培養(yǎng)液，用無菌水適當(dāng)稀釋后，取O.lmL分別涂布于真菌分離培養(yǎng)基和細(xì) 菌分離培養(yǎng)基上，于富集培養(yǎng)溫度條件下培養(yǎng)48h，觀察菌落形態(tài)，挑選表面光滑且大而帶 粘性的菌落采用平板劃線法進(jìn)行分離純化，于4°C冰箱保存?zhèn)溆谩?br>[0026] 2.1.2復(fù)篩:將初篩得到的菌株接入到lOOmL標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵培養(yǎng)基中，并分別于相對(duì)應(yīng) 的篩選溫度下，150rpm搖床振蕩培養(yǎng)72h后取菌液。以菌液對(duì)豬場污水的絮凝率為依據(jù)，選 出產(chǎn)生高效絮凝劑的菌株。
[0027] 2.1.3結(jié)果鑒定
[0028]細(xì)胞學(xué)鑒定結(jié)果:該細(xì)菌菌落近似圓形，邊緣不規(guī)則，表面褶皺，中央有隆起，白色 不透明，為革蘭氏染色陽性，桿狀，兩端鈍圓有芽孢。
[0029] 分子生物學(xué)鑒定結(jié)果:經(jīng)分子生物學(xué)鑒定，其16SrDNA序列長度為1463pb，具有如 SEQ ID N0:1所示的核苷酸序列，該基因序列已經(jīng)在GenBank注冊(cè)，注冊(cè)號(hào)為:KU904266,該 菌與芽孢桿菌屬的多個(gè)菌株具有同源性，經(jīng)Mega4.0軟件對(duì)菌株Π )-14進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析， 其中與解淀粉芽孢桿菌(KP095106.1)的同源性達(dá)到99%，因而確定其為解淀粉芽孢桿菌。
[0030] 2.2制備生物絮凝劑
[0031] (1)將所述解淀粉芽孢桿菌ro-14先進(jìn)行活化，然后接種至種子培養(yǎng)基中，33°C下 擴(kuò)大培養(yǎng)至菌株濃度達(dá)1 X 1〇8個(gè)/m2以上數(shù)量級(jí)，獲得種子液;所述種子培養(yǎng)基的配方為:按 重量計(jì)，包括牛肉膏0.3%~0.5%，蛋白胨1 %，氯化鈉0.5%~0.8%，pH為6.5~7.0。
[0032] (2)將步驟（1)的種子液接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中，接種量為每100ml發(fā)酵培養(yǎng)基接種 2ml的種子液，發(fā)酵培養(yǎng)條件為:溫度33 °C，pH6.6，培養(yǎng)轉(zhuǎn)速150r/min，培養(yǎng)42h，獲得發(fā)酵 液，即為生物絮凝劑;其中，發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為:按重量計(jì)，包括淀粉2 %，酵母粉0.5 %和 牛肉膏0.2 %，硫酸鎂0.2 %，氯化鈉1 %，磷酸氫二鉀0.5 %，磷酸二氫鉀0.2 %，pH為6.6。
[0033] (3)對(duì)步驟(2)的生物絮凝劑成分進(jìn)行鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該生物絮凝劑中多糖含量 高達(dá)65 %以上，蛋白質(zhì)含量僅2 %，為典型的多糖類生物絮凝劑。
[0034] 2.3生物絮凝劑在處理豬養(yǎng)殖場廢水中的應(yīng)用
[0035] 在裝有豬養(yǎng)殖場廢水的絮凝反應(yīng)罐中，先添加0.02% (質(zhì)量/體積）的氯化鈣溶液 作為助凝劑，以l〇〇r/min轉(zhuǎn)速均勻攪拌，然后加入1% (體積）的上述制備獲得的生物絮凝 劑，繼續(xù)以l〇〇r/min轉(zhuǎn)速均勾攪拌lOmin，最后靜置30min，觀察處理前后的廢水。
[0036] 3、結(jié)果
[0037] 對(duì)比處理前后的豬養(yǎng)殖場廢水，結(jié)果發(fā)現(xiàn):靜置30min后污水明顯變得澄清，懸浮 物沉降到反應(yīng)罐底部。利用重量法測定豬場養(yǎng)殖污水絮凝前后的懸浮物，結(jié)果顯示，絮凝后 豬場養(yǎng)殖污水中的懸浮物濃度比絮凝前降低了 76.7%。說明本發(fā)明的生物絮凝劑能夠顯著 去除豬場養(yǎng)殖污水的懸浮物，改善豬場養(yǎng)殖污水的污染程度，與助凝劑配合，絮凝效果更加 顯著。
[0038]以上為本發(fā)明一種詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，是以本發(fā)明技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種解淀粉芽抱桿菌FD_14，Bacillus amyloliquefaciens FD-14,其特征在于，該 細(xì)菌的微生物保藏編號(hào)為CCTCC N0:M2016255。2. -種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將如權(quán)利要求1所述的解淀粉芽孢桿菌ro-Η接種于種子培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)， 獲得種子液； (2) 將步驟（1)的種子液接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，獲得具有絮凝活性的發(fā) 酵液，即為所述生物絮凝劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，按重量計(jì)，所述種 子培養(yǎng)基的配方包括:牛肉膏0.3%~0.5%，蛋白胨1 %，氯化鈉0.5%~0.8%，pH為6.5~ 7.0;所述發(fā)酵培養(yǎng)基的配方包括:淀粉2%，酵母粉0.5%和牛肉膏0.2%，硫酸鎂0.2%，氯 化鈉1 %，磷酸氫二鉀0.5 %，磷酸二氫鉀0.2 %，pH為6.6。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中，種 子液中的菌株濃度為1 X 1 〇8個(gè)/m3以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，種 子液的接種量為每100mL發(fā)酵培養(yǎng)基接種2mL種子液。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，發(fā) 酵培養(yǎng)的溫度為33°C，pH為6.6，轉(zhuǎn)速為150r/min，時(shí)間為24-42h。7. -種生物絮凝劑，其特征在于，所述生物絮凝劑是利用如權(quán)利要求2-6任一所述方法 制備獲得的。8. -種如權(quán)利要求7所述的生物絮凝劑在處理養(yǎng)殖場養(yǎng)殖污水中的應(yīng)用。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物絮凝劑在處理養(yǎng)殖場養(yǎng)殖污水中的應(yīng)用，其特征在于，先 在豬場養(yǎng)殖廢水中加入助凝劑，攪拌均勻后，再加入所述生物絮凝劑。
【文檔編號(hào)】C12R1/07GK106085923SQ201610703909
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月22日
【發(fā)明人】李呂木, 張魯新, 魯陳
【申請(qǐng)人】安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)