公布日：2022.02.18
申請日：2021.12.10
分類號：C12N1/20(2006.01)I;C12N1/04(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C12R1/125(2006.01)N;C12R1/10(2006.01)N;C12R1/07(2006.01)N;
C12R1/01(2006.01)N;C02F103/24(2006.01)N;C02F103/28(2006.01)N
摘要
本發明涉及一種降解廢水中COD的復合菌劑，每g或每ml的復合菌劑包含如下活菌數：枯草芽孢桿菌(20‑40)×108個、地衣芽孢桿菌(20‑40)×108個、解淀粉芽孢桿菌(15‑35)×108個和易變副球菌(Paracoccusversutus)(5‑15)×108個；本發明的復合菌劑在使用時菌劑的添加量低，見效速度快，COD降解效果好；50‑500ppm的添加量即可達到95％以上的COD降解率；且菌種數量少，成本低，僅包含四種菌種，且枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌三種菌種均可自市場上購買任一廠家的產品，可合理控制成本。
權利要求書
1.一種降解廢水中COD的復合菌劑，其特征在于，每g或每ml的復合菌劑中包含如下活菌數：枯草芽孢桿菌(20~40)×108個、地衣芽孢桿菌(20~40)×108個、解淀粉芽孢桿菌(15~35)×108個和易變副球菌(Paracoccusversutus)(5~15)×108個；其中，所述易變副球菌(Paracoccusversutus)保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為：CGMCCNo.23528。
2.根據權利要求1所述的復合菌劑，其特征在于，每g或每ml的復合菌劑包含如下活菌數：枯草芽孢桿菌30×108個、地衣芽孢桿菌30×108個、解淀粉芽孢桿菌20×108個和易變副球菌10×108個。
3.根據權利要求1或2所述的復合菌劑，其特征在于，所述復合菌劑為固體復合菌劑。
4.權利要求1~3中任一項所述的復合菌劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)一級種子培養：無菌條件下分別取枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌接種于富集培養基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養12~36h，得到一級種子培養液；(2)二級種子培養：無菌條件下分別將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的一級種子培養液按照1~5vol％的接種量接種于富集培養基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養12~36h，得到二級種子培養液；(3)發酵：待發酵罐內的發酵培養基消毒完畢后，分別將步驟(2)所得的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的二級種子培養液按照5~10vol％的接種量接種于發酵培養基中，控制溫度為25~35℃，通氣比為1:(1~2)、150~300rpm的條件下發酵，待溶氧開始上升時停止發酵，得各個菌株的發酵液；(4)制備復合菌劑，不同形態的復合菌劑制備方法如下：液體復合菌劑：將步驟(3)所得的各個菌株的發酵液進行稀釋，按比例混合灌裝，即得液體復合菌劑；固體復合菌劑：將步驟(3)所得的各個菌株的發酵液離心后制成菌泥，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽胞桿菌的菌泥置于50~70℃的烘箱中烘干，后粉碎制得菌粉，易變副球菌的菌泥中添加保護劑后冷凍干燥，后粉碎制得菌粉，將四種菌種的菌粉按比例混合，即得固體的復合菌劑。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述富集培養基的組成為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，且pH＝6.5~8；所述枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的發酵培養基組成為：碳源30~80g/L、氮源50~100g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8；所述解淀粉芽胞桿菌的發酵培養基組成為：碳源20~50g/L、氮源10~30g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8；所述易變副球菌的發酵培養基組成為：碳源10~30g/L、氮源3~8g/L、NH4+0.2~0.5g/L、Mg2+0.5~1.5g/L、Zn2+0.05~0.2g/L、Mn2+0.3~0.8g/L，且pH＝6.5~8。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、淀粉、醋酸鈉或丁二酸鈉中的一種或多種；所述氮源選自酵母浸粉、豆餅粉、蛋白胨、尿素、硫酸銨或硝酸鉀中的一種或多種。
7.根據權利要求4~6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述保護劑為淀粉、甘油或麩皮中的一種或多種。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述保護劑的添加量為易變副球菌菌粉質量的30~50wt％。
9.一種使用權利要求1~3中任一項所述的復合菌劑凈化水體的方法，其特征在于，包括向水體中施加復合菌劑的步驟，優選的，所述復合菌劑的施加量為50~500ppm，更優選的，所述復合菌劑的施加量為50~200ppm，最優選的，所述復合菌劑的施加量為100~200ppm。
10.權利要求1~4中任一項所述的復合菌劑在水凈化領域的應用，優選的，所述復合菌劑用于降解水中的COD。
發明內容
本發明針對污廢水的好氧處理中現有的微生物菌種在COD降解效率上所存在的不足，提供一種對廢水環境適應性強、成本低、無二次污染且在高難有機廢水中對COD的降解率可達到95％以上的復合微生物菌劑。
一種降解廢水中COD的復合菌劑，每g或每ml的復合菌劑包含如下活菌數：枯草芽孢桿菌(20~40)×108個，優選30×108個；地衣芽孢桿菌(20~40)×108個，優選30×108個；解淀粉芽孢桿菌(15~35)×108個，優選20×108個；和易變副球菌AOB133(5~15)×108個，優選10×108個；
其中，所述易變副球菌(Paracoccusversutus)AOB133保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址為：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，保藏編號為：CGMCCNo.23528，保藏日期為：2021年9月30日，其16SrDNA序列如SEQIDNo:1所示，本發明中所指的易變副球菌均是指易變副球菌(Paracoccusversutus)AOB133菌株。
優選的，所述復合菌劑為固體復合菌劑。
進一步，所述固體復合菌劑包含如下菌粉：枯草芽孢桿菌22~32wt％，優選27wt％；地衣芽孢桿菌22~32wt％，優選27wt％；解淀粉芽孢桿菌24~34wt％，優選29wt％；易變副球菌12~22wt％，優選17wt％，其中枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌菌粉的活菌數為(100~120)×108個/g，解淀粉芽孢桿菌菌粉的活菌數為(70~90)×108個/g，易變副球菌菌粉的活菌數為(40~60)×108個/g。
本發明復合菌劑中所選用的菌株特性及功能如下：
(1)枯草芽孢桿菌：可利用蛋白質、多種糖及淀粉，是α~淀粉酶和中性蛋白酶的重要生產菌，其分泌的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質，對致病菌或內源性感染的條件致病菌有明顯的抑制作用。
(2)地衣芽孢桿菌：可產生活性較強的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，促進有益菌生長，并具有獨特的生物奪氧作用機制，能抑制致病菌的生長繁殖。
(3)解淀粉芽孢桿菌：可產生具有抑制活性的抑菌蛋白，使病原真菌的膜通透性增加從而死亡，與功能菌產生協同作用，對各類水體具有較強的適應能力。
(4)易變副球菌(Paracoccusversutus)AOB133：可產生酸類物質，有效水解多種有機工業廢水中含有的大分子有機物為小分子物質，增加水體可生化性，使功能菌更好的發揮作用，大大增加COD的降解效率。
本發明提供的復合菌劑的有益效果為：
(1)菌劑添加量低，見效速度快，COD降解效果好；50~500ppm的添加量即可達到95％以上的COD降解率；
(2)菌種數量少，成本低，僅包含四種菌種，且枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌三種菌種均可自市場上購買任一廠家的產品，可合理控制成本；
(3)水體中使用本發明的復合菌劑后可同時產生抗生素類物質，抑制致病菌的生長，凈化水體，且不破壞原始環境、無二次污染、處理效果好且操作簡便；
(4)使用本發明的復合菌劑后可有效提高生化系統的啟動速度，提高系統的處理能力及抗沖擊能力，增加水體的可生化性，降低難降解有機污染物的比例，減少剩余污泥的產生量，改善污泥沉降性能。
本發明還要求保護上述復合菌劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)一級種子培養：無菌條件下分別取枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌接種于富集培養基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養12~36h，得到一級種子培養液；
(2)二級種子培養：無菌條件下分別將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的一級種子培養液按照1~5vol％的接種量接種于富集培養基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養12~36h，得到二級種子培養液；
(3)發酵：待發酵罐內的發酵培養基消毒完畢后，分別將步驟(2)所得的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的二級種子培養液按照5~10vol％的接種量接種于發酵培養基中，控制溫度為25~35℃，通氣比為1:(1~2)、150~300rpm的條件下發酵，待溶氧開始上升時停止發酵，得各個菌株的發酵液；
(4)制備復合菌劑，不同形態的復合菌劑制備方法如下：
液體復合菌劑：將步驟(3)所得的各個菌株的發酵液進行稀釋，按比例灌裝，即得液體復合菌劑；
固體復合菌劑：將步驟(3)所得的各個菌株的發酵液離心后制成菌泥，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽胞桿菌的菌泥置于50~70℃的烘箱中烘干，后粉碎制得菌粉，易變副球菌的菌泥中添加保護劑后冷凍干燥，后粉碎制得菌粉，將四種菌種的菌粉按質量比混合，即得固體的復合菌劑。
進一步，所述富集培養基的組成為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，且pH＝6.5~8。
進一步，所述枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的發酵培養基組成為：碳源30~80g/L、氮源50~100g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8。
進一步，所述解淀粉芽胞桿菌的發酵培養基組成為：碳源20~50g/L、氮源10~30g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8。
進一步，所述易變副球菌的發酵培養基組成為：碳源10~30g/L、氮源3~8g/L、NH4+0.2~0.5g/L、Mg2+0.5~1.5g/L、Zn2+0.05~0.2g/L、Mn2+0.3~0.8g/L，且pH＝6.5~8。
進一步，所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、淀粉、醋酸鈉或丁二酸鈉中的一種或多種。
進一步，所述氮源選自酵母浸粉、豆餅粉、蛋白胨、尿素、硫酸銨或硝酸鉀中的一種或多種。
進一步，所述保護劑為淀粉、甘油或麩皮中的一種或多種，優選的，所述保護劑的添加量為易變副球菌菌粉質量的30~50wt％。
本發明還要求保護使用上述的復合菌劑凈化水體的方法，包括向水體中施加本發明復合菌劑的步驟，優選的，復合菌劑的施加量為50~500ppm，更優選的，復合菌劑的施加量為50~200ppm，最優選的，復合菌劑的施加量為100~200ppm。
本發明還要求保護上述的復合菌劑在水凈化領域的應用，優選的，所述復合菌劑用于降解水中的COD。
（發明人：吳娜;劉圣鵬;張大飛;朱威;劉君）
