一株芽孢桿菌及其在高鹽廢水中降解有機物的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一株芽孢桿菌及其在高鹽廢水，特別是高鹽生活污水中降解有機物的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]高鹽廢水是指含有有機污染物和至少3.5% (質(zhì)量濃度)的總?cè)芙夤腆w物(TDS)的廢水，屬于難生物處理廢水。高鹽廢水的總含鹽質(zhì)量分數(shù)多1%，其中所含鹽類物質(zhì)多為Cl、SO42、Na+、Ca2+。
[0003]我國高鹽廢水產(chǎn)生數(shù)量在總廢水中達5%，每年仍以2%的速率增長。高鹽廢水主要來源于海水代用排放的廢水，如發(fā)達國家年海水冷卻水用量已經(jīng)超過了 1000億立方米，目前我國海水的年利用量為60多億立方米。此外，還有工業(yè)廢水和其他高鹽廢水，例如我國西北邊疆地區(qū)由于地理環(huán)境問題所排放的生活污水等。高鹽廢水中離子濃度過高，則會對微生物產(chǎn)生抑制和毒害作用，鹽濃度高、滲透壓高、微生物細胞脫水引起細胞原生質(zhì)分離；鹽析作用使脫氫酶活性降低ΚΓ1濃度高對細菌有毒害作用；由于水的密度增加，活性污泥易上浮流失，嚴重影響生物處理系統(tǒng)的凈化效果。
[0004]因此仍需要研發(fā)適于高鹽廢水處理的微生物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明的目的是提供一株芽孢桿菌及其在高鹽廢水中降解有機物的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的第一方面提供一株芽孢桿菌(Bacillus sp.) 01，該菌株已于2015年02月05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I號院3號，郵編100101)，保藏號為CGMCC N0.10526。本發(fā)明的芽孢桿菌(Bacillus sp.)01簡稱芽抱桿菌01。
[0007]本發(fā)明的第二方面提供一種用于高鹽廢水處理的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包括本發(fā)明的芽孢桿菌01培養(yǎng)液的凍干粉末。所述凍干粉末優(yōu)選是用濃度為18?10 9cfu/mL的所述芽孢桿菌01的高鹽無機培養(yǎng)液凍干而成。
[0008]所述高鹽無機培養(yǎng)液中的鹽濃度為30?80g/L，優(yōu)選為40?60g/L，具體可為50g/L NaCl的無機鹽培養(yǎng)基。所述無機鹽培養(yǎng)基的pH值為6.0?8.0，優(yōu)選7.0?7.5，具體可為7.25。
[0009]所述高鹽無機培養(yǎng)液中除用于產(chǎn)生鹽度的NaCl外，主要是適于細菌篩選的常規(guī)無機培養(yǎng)液。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇適宜的無機培養(yǎng)液。本發(fā)明采用的是基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)液，其中典型地包括:NaCl 0.5g、MgSO4 0.5g、NH4Cl 0.5g、KH2PO4 0.5g、K2HPO4
1.5g、NH4NO3 1.0g、酵母膏0.05g?將各組分依次溶解后調(diào)節(jié)pH = 7.0,最后定容至IL0
[0010]優(yōu)選將所述芽孢桿菌01接種至所述高鹽無機鹽培養(yǎng)基中，在18?35°C (如25°C )振蕩培養(yǎng)6?18小時(如12小時)，然后將培養(yǎng)液凍干。
[0011]更進一步地，本發(fā)明還提供一種制備上述產(chǎn)品的方法，包括如下步驟:將所述芽孢桿菌Ol接種至所述高鹽無機鹽培養(yǎng)基中，進行培養(yǎng)，(例如可以在18?35°C (如25°C )振蕩培養(yǎng)6?18小時(如12小時))，然后將培養(yǎng)體系凍干，得到所述產(chǎn)品。
[0012]優(yōu)選地，接種后，所述芽孢桿菌01的初始濃度具體可為13?10 5cfu/mL,如104cfu/mLo完成所述振蕩培養(yǎng)后，所述培養(yǎng)體系中所述芽孢桿菌01的濃度可達到為18?109cfu/mL。所述振動培養(yǎng)可采用任何合適的轉(zhuǎn)速，例如200r/min。
[0013]本發(fā)明的第三方面提供所述芽孢桿菌及上述含有本發(fā)明芽孢桿菌的產(chǎn)品在高鹽廢水處理中的應(yīng)用。具體地用于降解高鹽廢水、特別是高鹽生活污水中有機物的應(yīng)用。應(yīng)用所述芽孢桿菌或所述產(chǎn)品處理高鹽廢水時，反應(yīng)體系的PH值可為6.0?8.0o
[0014]所述高鹽廢水中的鹽濃度可為5g/L以上，可以達到10?30g/L。所述鹽度為NaCl鹽度(即，將廢水中的鹽度換算為NaCl來表示)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種高鹽廢水處理方法，包括以下步驟:在高鹽廢水中投入所述芽孢桿菌或所述產(chǎn)品，并發(fā)酵一段時間。其中所述高鹽廢水的含鹽量由NaCl提供為5g/L以上，優(yōu)選為10?30g/L，pH值為6.0?8.0。
[0016]根據(jù)一種實施方式，所述發(fā)酵的溫度為10°C?40°C。發(fā)酵時間為80?100小時。
[0017]根據(jù)一種實施方式，所述芽孢桿菌或所述產(chǎn)品的投入量為使高鹽廢水中初始菌含量為 14?10 5cfu/mL。
[0018]本發(fā)明從某污水處理廠的活性污泥中分離到一株能耐受高鹽度，并能夠高效降解高鹽廢水中有機物的菌株。經(jīng)形態(tài)、培養(yǎng)特征及生理生化實驗結(jié)果觀察，鑒定出該菌為芽孢桿菌。該菌株對高鹽廢水中有機物具有很高降解效果。該菌在生活污水的高鹽濃度溶液和低溫的條件下，依然表現(xiàn)出良好的降解能力。實際應(yīng)用中，可將該菌株擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑，投放于實際的廢水體系中。本發(fā)明具有成本低、操作簡單、降解效率高、適應(yīng)性強等優(yōu)點。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點及效果:(1)本發(fā)明的菌株可適應(yīng)廢水中高鹽、高有機物的特性，可適用范圍寬；(2)采用該菌株進行高鹽污水處理具有成本低、操作簡單、降解效率高的優(yōu)點；(3)采用該菌株進行高鹽污水處理環(huán)境相容性好，可減少或避免使用化學試劑，避免二次污染。本發(fā)明的菌株在高鹽類物質(zhì)污染環(huán)境的生物修復方面具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明菌株芽孢桿菌01的16S rRNA的序列。
[0021]圖2為實施例2中各個樣本中有機物的濃度。
[0022]圖3為實施例3中各個樣本中有機物的濃度。
【具體實施方式】
[0023]以下的實施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規(guī)生化試劑商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設(shè)置三次重復實驗，結(jié)果取平均值。
[0024]LB培養(yǎng)基的制備方法:將1g胰化蛋白胨、5g酵母提取物和所需鹽度相應(yīng)的NaCl用MiLL1-Q水溶解并定容至1L。
[0025]無機鹽培養(yǎng)基的制備方法:將4g K2HPO4,4g NaH2PO4、0.5g MgSO4.7Η20、0.0lgCaCl2.H2O,0.0lg FeS047.H2O,0.0lg MnSO4.2Η20 按順序溶于 MiLL1-Q 水，定容至 1L，并調(diào)節(jié)pH至7.0?7.2。在該無機鹽培養(yǎng)基中根據(jù)實驗需要的鹽度加入氯化鈉后使用。
[0026]實施例中所用的緩沖液是1M、pH為7.0的PBS緩沖液。
[0027]實施例1、芽孢桿菌01的獲得和鑒定
[0028]一、芽孢桿菌01的獲得
[0029]污泥樣本為2014年3月取自北京市某污水處理廠活性污泥。
[0030]在容器中，加入少量污泥樣品以及鹽度為20g/L的LB液體培養(yǎng)液，于搖床中25°C恒溫振蕩48小時后取5mL培養(yǎng)液，加入新鮮的20g/L的LB液體培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)48小時，再取5mL培養(yǎng)液加入新鮮的20g/L的LB液體培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，如此反復操作一周。最后取5mL培養(yǎng)液投加到鹽度為30g/L的新鮮LB液體培養(yǎng)液中在同樣條件下培養(yǎng)48小時，按上述方法在鹽度為30g/L的培養(yǎng)液中反復操作培養(yǎng)一周，在將培養(yǎng)液的鹽度提高到40g/L，以此類推，最后將LB液體培養(yǎng)液的鹽度升高到80g/L，并在該鹽度下反復培養(yǎng)操作一周，誘導菌株產(chǎn)生耐高鹽的機制，從中獲得耐鹽菌株。然后采用液體稀釋法獲得純培養(yǎng)的菌株，再通過高鹽廢水中有機物降解實驗，從中篩選對有機污染物去除能力強的菌株。
[0031]最終獲得一株耐高鹽的菌株，將其命名為01。
[0032]二、芽孢桿菌01的鑒定
[0033]1、形態(tài)鑒定
[0034]菌落形態(tài):菌落直徑2_左右菌落，表面粗糙，白色，不透明。革蘭氏陽性菌，生芽孢，需氧、化能異養(yǎng)。
[0035]2、生理生化鑒定
[0036]可利用D-核糖、糖元、葡萄糖等多種碳源。
[0037]3、分子鑒定
[0038]對菌株進行16S rRNA鑒定，其編碼序列參見圖1。將16S rRNA的編碼序列進行BLAST分析，發(fā)現(xiàn)與其同源性最好的菌株為Bacillus licheniformis (GENBANK ACCESS1NN0.JX-027378.1)，同源性為 99%。
[0039]三、芽孢桿菌01的保藏
[0040]根據(jù)細胞形態(tài)、生理生化、16S rRNA鑒定的結(jié)果，認定該菌株屬于芽孢桿菌(Bacillus sp.)。雖然保藏中心最后將該菌株鑒定為芽孢桿菌(Bacillus sp.)，但是通過對照發(fā)育樹，可以認定該菌株屬于地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis),同源性超過99%。該株芽孢桿菌(Bacillus sp.)0