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CN102864107B - 一种修复苯胺类污染水体的微生物制剂 - Google Patents

一种修复苯胺类污染水体的微生物制剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种处理苯胺类污染水体的微生物制剂及其制备方法和应用，它由下述重量百分比原料配制而成：铜绿假单胞菌25％，亚硝化菌15％，枯草芽孢杆菌15％，粪产碱杆菌15％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌5％，黑曲霉5％。本发明各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，投加在废水处理系统中，对苯胺类难降解化合物有良好的降解效果，适于工业污水处理，提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。

Description

一种修复苯胺类污染水体的微生物制剂
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种处理胺类污染水体的微生物制剂，及其制备方法。
背景技术
随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故发生频繁，严重的危害了人、畜的健康乃至危及生命。工业污水成分更加复杂，苯胺是广泛应用的化工原料，严重污染环境和危害人体健康，并具有致癌性。由于苯胺类化合物对生物的毒性，所以一直受到人们关注。我国把苯胺类化合物列入环境中优先控制的重点污染物，并对工业排水进行严格管理，制定了最高容许排放标准，其浓度为5mg/L。而饮用水标准仅为0.2mg/L。
苯胺类化合物污染的水体治理较为困难，国内研究较少，至今为止，绝大多数采用物理、化学方法加以处理，但这些方法处理费用偏高，技术要求较为严格，在实际应用上难以推广。
生物处理方法是治理苯胺类化合物污染水体的有效方法。它是利用微生物的作用，使苯胺类化合物得到分解。由于生物处理方法比物理、化学方法成本低得多，又无二次污染，且微生物又具有较强的可变异性及适应性，因此它已成为处理苯胺类化合物污染水体的理想方法。
苯胺类化合物降解菌对苯胺类化合物的彻底降解是十分必需的。许多化工厂已经应用降解性微生物处理工业废水中的苯胺类化合物，并且已经取得了显著的效果，但是还不能完全满足实际的需要，我国相当一部分工业污染企业宁可受罚也不愿意投资治理废水，即使有污水处理装置运行也极不正常。因此，开发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好的污水处理技术迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于处理苯胺类污染水体的高效复合微生物菌剂和利用高效复合菌剂处理污染水体的方法。
本发明的高效复合微生物菌剂，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，其制备方法简便，方法易行，其操作简便，利于生产。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种修复苯胺类污染水体的微生物制剂，该制剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：
铜绿假单胞菌25％，亚硝化菌15％，枯草芽孢杆菌15％，粪产碱杆菌15％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌5％，黑曲霉5％。
上述微生物制剂中：
所述铜绿假单胞菌优选为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442(例如参见文献Adaptation of Pseudomonas aeruginosa ATCC15442todidecyldimethylammonium bromide induces changes in membrane fatty acidcomposition and in resistance of cells，Journal of Applied Microbiology，2001)；
所述亚硝化菌优选为欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002(CN101955885公开使用)；
所述枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954(CN1554744公开使用)；
所述粪产碱杆菌为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC31555(例如参见文献Structural studies of an extracellular polysaccharide(S-130)elaborated byAlcaligenes ATCC31555，Carbohydrate Research，1986)；
所述酿酒酵母优选为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110(CN101434911公开使用)；
所述红球菌优选为紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906(例如参见Cloning and Characterization of Benzoate Catabolic Genes in the Gram-PositivePolychlorinated Biphenyl DegraderRhodococcus sp.Strain RHA1，J.Bacteriol.November2001)；
所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267(CN101215532公开使用)；
所述黑曲霉优选为黑曲霉(Aspergillus niger)CCTCC No：M206034(CN1924000公开使用)。
本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)、中国典型培养物保藏中心(CCTCC)以及美国模式培养物集存库(ATCC)购买得到。
其中各菌种发酵液制备步骤是：
1、各种菌种的单独扩大培养：
A、枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌的培养：将枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0×108个/克。
B、红球菌的培养：将红球菌菌种分别接种在营养肉汤培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到2.0-5.0×108个/克。
C、酿酒酵母或黑曲霉的培养：酿酒酵母或黑曲霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克。
D、铜绿假单胞菌培养或粪产碱杆菌：铜绿假单胞菌或粪产碱杆菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：NH4Cl1.0g，CH3COONa3.5g，MgCl20.1g，CaCl20.1g，KH2PO40.6g，K2HPO40.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。
E、亚硝化菌的培养：亚硝化菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：2％葡萄糖(w/v)，1.5％牛肉膏(w/v)，1.5％蛋白胨(w/v)，0.058％硫酸镁(w/v)，0.025％硫酸锰(w/v)，0.22％乙酸钠(w/v)，0.2％磷酸氢二钾(w/v)，溶剂为水；
将以上铜绿假单胞菌、亚硝化菌、枯草芽孢杆菌、粪产碱杆菌、酿酒酵母、红球菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉，所培养的菌液按照质量比例混合得到液体菌剂；
F、取上述液体菌剂与载体搅拌混合，优选以硅藻土(40-80目)为载体，按照菌剂：载体为3-4∶1的重量比混合。干燥：将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30％；检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得固体制剂。
注，上述步骤中菌种扩大培养及制备固体制剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到108个/克，以及按照常规制备微生物固体制剂的方法制备。
本发明的复合菌剂将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效微生物制剂，按一定量投加到废水处理系统中，加速微生物对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行。其含有多种对难降解污染物有优良降解能力的微生物，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，投加在废水处理系统中，对苯胺类污染水体有良好的降解效果，适于工业污水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。
具体实施方式
实施例1：
一种修复苯胺类污染水体的微生物制剂，该制剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：
铜绿假单胞菌25％，亚硝化菌15％，枯草芽孢杆菌15％，粪产碱杆菌15％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌5％，黑曲霉5％。
上述微生物制剂中：
所述铜绿假单胞菌优选为铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)ATCC15442；
所述亚硝化菌优选为欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002；
所述枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954；
所述粪产碱杆菌为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC31555；
所述酿酒酵母优选为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110；
所述红球菌优选为紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906；
所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267；
所述黑曲霉优选为黑曲霉(Aspergillusniger)CCTCC No：M206034。
本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)和中国典型培养物保藏中心(CCTCC)以及美国模式培养物集存库(ATCC)、中国典型培养物保藏中心购买得到。
其中各菌种发酵液制备步骤是：
1、各种菌种的单独扩大培养：
A、枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌的培养：将枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0×108个/克。
B、红球菌的培养：将红球菌菌种分别接种在营养肉汤培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到2.0-5.0×108个/克。
C、酿酒酵母或黑曲霉的培养：酿酒酵母或黑曲霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克。
D、铜绿假单胞菌培养或粪产碱杆菌：铜绿假单胞菌或粪产碱杆菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：NH4Cl1.0g，CH3COONa3.5g，MgCl20.1g，CaCl20.1g，KH2PO40.6g，K2HPO40.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。
E、亚硝化菌的培养：亚硝化菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：2％葡萄糖(w/v)，1.5％牛肉膏(w/v)，1.5％蛋白胨(w/v)，0.058％硫酸镁(w/v)，0.025％硫酸锰(w/v)，0.22％乙酸钠(w/v)，0.2％磷酸氢二钾(w/v)，溶剂为水；
将以上亚硝化菌、枯草芽孢杆菌、粪产碱杆菌、铜绿假单胞菌、酿酒酵母、红球菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉，所培养的菌液按照质量比例混合得到液体菌剂；
F、取上述液体菌剂与载体搅拌混合，优选以硅藻土(40-80目)为载体，按照菌剂：载体为3-4∶1的重量比混合。干燥：将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30％；检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得固体制剂。
注，上述步骤中菌种扩大培养及制备固体制剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到108个/克，以及按照常规制备微生物固体制剂的方法制备。
实施例2
实施例1制备获得的微生物固体制剂的使用方法：将固体制剂投入到苯胺的污染水体中，其中固体制剂和水体的重量比例为1∶500，其中苯胺的污染水体为人工配制，苯胺初始浓度为48.79mg/L，然后常温下振荡培养24小时后，苯胺的浓度下降至0.01mg/L，降解率可达到99.9％。
实施例3
采用实施例1制备的微生物固体制剂处理某化工厂污水，污水中COD浓度为420mg/L，二硝基甲苯+三硝基甲苯的浓度为120mg/L，苯胺浓度为58mg/L，按每立方米污水每次投加实施例1制得的制剂20克，每天投加1次，连续投加10天后，检测的处理效果如下表：出水COD浓度为20mg/L，硝基苯类浓度为1mg/L以下，苯胺类浓度为0mg/L。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种修复苯胺类污染水体的微生物制剂，该制剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：铜绿假单胞菌25％，亚硝化菌15％，枯草芽孢杆菌15％，粪产碱杆菌15％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌5％，黑曲霉5％；
所述铜绿假单胞菌为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442；
所述亚硝化菌为欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002；
所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954；
所述粪产碱杆菌为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC31555；
所述酿酒酵母为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110；
所述红球菌为紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906；
所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267；
所述黑曲霉为黑曲霉(Aspergillus niger)CCTCC No：M206034。
2.权利要求1所述微生物制剂在苯胺类污染水体处理中的应用。
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