一种解淀粉芽孢杆菌及其生物絮凝剂的制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开了一种解淀粉芽孢杆菌及其生物絮凝剂的制备方法和应用，所述解淀粉芽孢杆菌FD?14(Bacillus amyloliquefaciens FD?14)的微生物保藏编号为CCTCC NO:M2016255，其发酵液即为所述生物絮凝剂，可直接或与助凝剂配合使用，用于处理养殖场废水。与现有技术相比，利用该解淀粉芽孢杆菌生产的生物絮凝剂能够有效降低养殖场污水悬浮物浓度，使悬浮物浓度下降76.7％，具有显著的絮凝效果，同时，本发明的絮凝剂制备方法简单，效果好，成本低，不产生任何环境污染。CCTCC NO:M201625520160509
【专利说明】
一种解淀粉芽孢杆菌及其生物絮凝剂的制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及的是污水处理的技术领域，尤其涉及的是一种解淀粉芽孢杆菌及其生 物絮凝剂的制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 我国规模化养殖业的高速发展，带来了巨大的环境压力，其中猪场污水是主要的 污染来源，猪场污水含有高浓度悬浮物和氨氮，是较难处理的一类有机污水。国内外主要采 用厌氧一好氧技术方法进行处理，虽然厌氧处理能够很大程度上降解污水中的有机污染 物，但是，厌氧出水悬浮物浓度仍然很高，尤其是氨氮基本没有被去除。需要对猪场污水厌 氧消化液进一步处理，应用最多的是SBR处理技术。但高浓度的悬浮物通常会加大微生物的 处理负荷和冲击负荷，导致污水处理效果不佳。鉴于此，高效去除悬浮物的絮凝技术逐渐引 起人们的重视。化学絮凝剂由于高效、廉价而被广泛应用，但会危害人类身体健康并增加环 境风险。与其相比，生物絮凝剂具有高效、安全、无毒、可生物降解、无二次污染等优点，因此 近年来有关生物絮凝剂的研究日益受到青睐。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种解淀粉芽孢杆菌及其生物絮 凝剂的制备方法和应用，以提供一种尤其适用于养殖场污水絮凝的新絮凝剂，用以降低养 殖污水悬浮物。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] 本发明提供了一种解淀粉芽抱杆菌FD_14，Bacillus amyloliquefaciens FD-14， 该细菌于2016年5月9日保藏于中国典型培养物保藏中心（简称CCTCC;地址：中国武汉，武汉 大学；邮编：430072)，保藏编号为CCTCC N0:M2016255。
[0006] 该细菌是从猪场沉淀池塘的污泥中筛选获得的，其菌落近似圆形，边缘不规则，表 面褶皱，中央有隆起，白色不透明。革兰氏染色阳性，杆状，两端钝圆有芽孢。具有产生生物 絮凝剂的能力，利用其生产的絮凝剂中，多糖含量高达65%以上，蛋白质含量仅2%，为典型 的多糖类生物絮凝剂，其16SrDNA序列如SEQ ID N0:1所示。
[0007] 本发明还提供了一种上述解淀粉芽孢杆菌ro-14的生物絮凝剂的制备方法，包括 以下步骤：
[0008] (1)将所述解淀粉芽孢杆菌FD-14接种于种子培养基中进行扩大培养，获得种子 液；
[0009] (2)将步骤（1)的种子液接种至发酵培养基中，进行发酵培养，获得具有絮凝活性 的发酵液，即为所述生物絮凝剂。
[0010] 进一步地，按重量计，所述种子培养基的配方包括：牛肉膏0.3 %~0.5 %，蛋白胨 1 %，氯化钠0.5 %~0.8 %，pH为6.5~7.0;所述发酵培养基的配方包括:淀粉2 %，酵母粉 0.5%和牛肉膏0.2%，硫酸镁0.2%，氯化钠1 %，磷酸氢二钾0.5%，磷酸二氢钾0.2%，pH为 6.6〇
[0011 ]进一步地，所述步骤(1)中，种子液中的菌株浓度为1 X 108个/m3以上。
[0012]进一步地，所述步骤（2)中，种子液的接种量为每lOOmL发酵培养基接种2mL种子 液。
[0013] 进一步地，所述步骤(2)中，发酵培养的温度为33°C，pH为6.6，转速为150r/min，时 间为 24-42h。
[0014] 本发明还提供了一种生物絮凝剂，所述生物絮凝剂是利用上述方法制备获得的。
[0015] 本发明还提供了上述生物絮凝剂在处理养殖场养殖污水中的应用。
[0016] 进一步地，在利用上述生物絮凝剂处理猪场养殖污水时，可先加入助凝剂，搅拌混 匀后，再加入所述生物絮凝剂处理，所述助凝剂可选用氯化钙，但不限于此，其它可以与所 述生物絮凝剂配合使用而改善凝聚和絮凝效果的化学试剂均应属于本申请的保护范围。
[0017] 本发明相比现有技术具有以下优点:本发明提供了一种解淀粉芽孢杆菌及其生物 絮凝剂的制备方法，利用该方法制备获得的生物絮凝剂能够有效降低猪场养殖污水悬浮物 浓度，其悬浮物浓度下降了 76.7%，具有显著的絮凝效果。本发明的絮凝剂制备方法简单， 效果好，成本低，不产生任何环境污染。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0019] 实施例1
[0020] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0021] 1、材料
[0022] 本实施例所用方法如无特别说明均为本领域的技术人员所知晓的常规方法，所用 的试剂等材料，如无特别说明，均为市售购买产品。
[0023] 2、方法
[0024] 2.1筛选解淀粉芽孢杆菌Π )-14菌株
[0025] 2.1.1初筛：取2g猪场沉淀池塘的污泥和2mL猪场沉淀池塘的污水样品，分别加入 至lj98mL细菌富集培养基和真菌富集培养基中，分别于37°C、150rpm和30°C、150rpm摇床振荡 富集培养。取富集培养液，用无菌水适当稀释后，取O.lmL分别涂布于真菌分离培养基和细 菌分离培养基上，于富集培养温度条件下培养48h，观察菌落形态，挑选表面光滑且大而带 粘性的菌落采用平板划线法进行分离纯化，于4°C冰箱保存备用。
[0026] 2.1.2复筛:将初筛得到的菌株接入到lOOmL标准发酵培养基中，并分别于相对应 的筛选温度下，150rpm摇床振荡培养72h后取菌液。以菌液对猪场污水的絮凝率为依据，选 出产生高效絮凝剂的菌株。
[0027] 2.1.3结果鉴定
[0028]细胞学鉴定结果:该细菌菌落近似圆形，边缘不规则，表面褶皱，中央有隆起，白色 不透明，为革兰氏染色阳性，杆状，两端钝圆有芽孢。
[0029] 分子生物学鉴定结果:经分子生物学鉴定，其16SrDNA序列长度为1463pb，具有如 SEQ ID N0:1所示的核苷酸序列，该基因序列已经在GenBank注册，注册号为:KU904266,该 菌与芽孢杆菌属的多个菌株具有同源性，经Mega4.0软件对菌株Π )-14进行系统发育分析， 其中与解淀粉芽孢杆菌(KP095106.1)的同源性达到99%，因而确定其为解淀粉芽孢杆菌。
[0030] 2.2制备生物絮凝剂
[0031] (1)将所述解淀粉芽孢杆菌ro-14先进行活化，然后接种至种子培养基中，33°C下 扩大培养至菌株浓度达1 X 1〇8个/m2以上数量级，获得种子液;所述种子培养基的配方为:按 重量计，包括牛肉膏0.3%~0.5%，蛋白胨1 %，氯化钠0.5%~0.8%，pH为6.5~7.0。
[0032] (2)将步骤（1)的种子液接种至发酵培养基中，接种量为每100ml发酵培养基接种 2ml的种子液，发酵培养条件为:温度33 °C，pH6.6，培养转速150r/min，培养42h，获得发酵 液，即为生物絮凝剂;其中，发酵培养基的配方为:按重量计，包括淀粉2 %，酵母粉0.5 %和 牛肉膏0.2 %，硫酸镁0.2 %，氯化钠1 %，磷酸氢二钾0.5 %，磷酸二氢钾0.2 %，pH为6.6。
[0033] (3)对步骤(2)的生物絮凝剂成分进行鉴定，结果发现，该生物絮凝剂中多糖含量 高达65 %以上，蛋白质含量仅2 %，为典型的多糖类生物絮凝剂。
[0034] 2.3生物絮凝剂在处理猪养殖场废水中的应用
[0035] 在装有猪养殖场废水的絮凝反应罐中，先添加0.02% (质量/体积）的氯化钙溶液 作为助凝剂，以l〇〇r/min转速均匀搅拌，然后加入1% (体积）的上述制备获得的生物絮凝 剂，继续以l〇〇r/min转速均勾搅拌lOmin，最后静置30min，观察处理前后的废水。
[0036] 3、结果
[0037] 对比处理前后的猪养殖场废水，结果发现:静置30min后污水明显变得澄清，悬浮 物沉降到反应罐底部。利用重量法测定猪场养殖污水絮凝前后的悬浮物，结果显示，絮凝后 猪场养殖污水中的悬浮物浓度比絮凝前降低了 76.7%。说明本发明的生物絮凝剂能够显著 去除猪场养殖污水的悬浮物，改善猪场养殖污水的污染程度，与助凝剂配合，絮凝效果更加 显著。
[0038]以上为本发明一种详细的实施方式和具体的操作过程，是以本发明技术方案为前 提下进行实施，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。
【主权项】
1. 一种解淀粉芽抱杆菌FD_14，Bacillus amyloliquefaciens FD-14,其特征在于，该 细菌的微生物保藏编号为CCTCC N0:M2016255。2. -种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将如权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌ro-Η接种于种子培养基中进行扩大培养， 获得种子液； (2) 将步骤（1)的种子液接种至发酵培养基中，进行发酵培养，获得具有絮凝活性的发 酵液，即为所述生物絮凝剂。3. 根据权利要求2所述的一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，按重量计，所述种 子培养基的配方包括:牛肉膏0.3%~0.5%，蛋白胨1 %，氯化钠0.5%~0.8%，pH为6.5~ 7.0;所述发酵培养基的配方包括:淀粉2%，酵母粉0.5%和牛肉膏0.2%，硫酸镁0.2%，氯 化钠1 %，磷酸氢二钾0.5 %，磷酸二氢钾0.2 %，pH为6.6。4. 根据权利要求2所述的一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1)中，种 子液中的菌株浓度为1 X 1 〇8个/m3以上。5. 根据权利要求2所述的一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，种 子液的接种量为每100mL发酵培养基接种2mL种子液。6. 根据权利要求2所述的一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，发 酵培养的温度为33°C，pH为6.6，转速为150r/min，时间为24-42h。7. -种生物絮凝剂，其特征在于，所述生物絮凝剂是利用如权利要求2-6任一所述方法 制备获得的。8. -种如权利要求7所述的生物絮凝剂在处理养殖场养殖污水中的应用。9. 根据权利要求8所述的生物絮凝剂在处理养殖场养殖污水中的应用，其特征在于，先 在猪场养殖废水中加入助凝剂，搅拌均匀后，再加入所述生物絮凝剂。
【文档编号】C12R1/07GK106085923SQ201610703909
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月22日
【发明人】李吕木, 张鲁新, 鲁陈
【申请人】安徽农业大学