一株具有脱氮功能的红球菌及其菌剂的生产方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一株具有去除水体中氨氮和亚硝酸盐功能的红球菌，及其菌剂的低成本生产方法和使用方法，属于环境微生物【技术领域】。本发明采用的菌株是从污水处理厂的活性污泥中分离筛选出来的一株高效脱氮菌——红球菌（Rhodococcus?sp.）YY12菌株，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC?No.?6924。本发明利用味精废水作为发酵培养基，大规模培养红球菌，并制备具有高效去除水体中氨氮和亚硝酸盐的微生物菌剂，该工艺生产成本低廉，操作简单，还可以使味精废水得到资源化利用，减少污染排放。本发明生产的菌剂用于水产养殖，不仅可以改善养殖水体的水质，而且可以明显提高水产品的产量，显示出广阔的应用前景。
【专利说明】一株具有脱氮功能的红球菌及其菌剂的生产方法和应用
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一株具有去除水体中氨氮和亚硝酸盐功能的红球菌，及其菌剂的低成 本生产方法和使用方法，属于环境微生物【技术领域】。
【背景技术】：
[0002] 氨氮含量过高是水体污染和富营养化的主要因素之一。微生物脱氮方法以其高效 率、低成本、无二次污染等种种优势而被广泛认可，成为环境科学和水处理领域关注研究的 热点，但是传统的废水生物脱氮工艺仍然存在诸多问题。近年来同步硝化反硝化生物脱氮 技术的出现不仅克服了传统生物脱氮存在的问题，而且还具有缩短脱氮历程、节约碳源、降 低能耗、提高处理能力、简化系统的设计和操作等优势，具有很大的发展潜力。
[0003] 异养硝化是指微生物在利用有机底物的同时将氨氮转化为羟胺、亚硝酸盐和硝酸 盐的过程。好氧反硝化是指微生物可以同时利用氧和硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体进行呼 吸作用 [17]。异养硝化菌和好氧反硝化菌等的发现，打破了传统理论认为硝化反应只能由自 养菌完成和反硝化反应只能在厌氧条件进行的认识，使得同步硝化反硝化（Simultaneous Nitrification and Denitrification, SND)成为可能。本专利发明人从污水处理厂的活性 污泥中分离筛选出一株能够同时具有异养硝化-好养反硝化功能脱氮细菌，为污水中氨氮 的去除及微生态制剂的更好推广奠定了基础。
[0004] 近年来，微生物菌剂净化水质的研究和应用越来越深入和广泛。中国发明专利 (申请号：201010156031. 8)中公开了一株红球菌（Rhodococcus sp.) BZ-9菌株，保藏编号 为CGMCC No. 3695,对多种有毒有机物质具有高效降解性能，其菌剂适用于焦化废水、制 革废水、印染废水以及其它石油化工生产过程中产生的含有苯酚和吡啶等有毒有机物质的 有机废水的处理；其发酵培养基成分为：葡萄糖0. 8%、（NH4)2S04 1%、Κ2ΗΡ04 0. 2%、MgS04 0.05%、NaCl 0.01%、CaC03 0.3%、酵母膏 0.02%，其余为水，pH 值 7.2-7.5。中国发明专 利（申请号：201110006790. 0)中公开了一株嗜批陡红球菌（Rhodococcus pyridinivorans) CPZ-24菌株，保藏编号为CGMCC No. 4401，该菌株具有异养硝化和好氧反硝化作用，该菌在 脱氮过程中，产生99%的气体为N2，还有少量N 20、NO、N02 ;该菌株的培养基主要以琥珀酸钠 提供碳源，（NH4) 2S04提供氮源，还有K2HP04、NaCl、MgS0 4、MnS04、FeS04等无机盐组成。中国发 明专利（申请号=201110416893. 4)中公开了一株红球菌菌株（硝深-1)，保藏编号为CGMCC No. 5277, 5277,其具有在低温好氧条件下去除污水中亚硝酸盐氮的能力。特别是在8-12 °C 的条件下，对污水中亚硝酸盐氮去除有明显的强化作用，接种本发明的红球菌与未接种菌 的污水进行比较，亚硝酸盐氮去除率提高了约为10% ;该菌株的培养基以乙酸钠为提供碳 源，（NH4)2S04 提供氮源，还有 K2HP04、NaCl、MgS04、MnS04、FeS0 4 等无机盐组成。
[0005] 综上所述，具有脱氮功能的菌株报道较多，其培养方法也各不相同，但是，未见采 用味精废水培养具有脱氮功能红球菌并制备菌剂的报道。味精废水大多具有高C0D、高 B0D、高硫酸根含量、高氨氮含量、可生化性好的特点。味精生产过程中产生的废水量很大， 对这些废水的处理比较困难。据报道，每生产1 t味精，大约要排放10?15 t提取谷氨 酸后的母液，全国每年要排放1000多万吨这种高浓度有机废水。这些废水处理达标排放成 本高，亟待寻求资源化利用的方法。
【发明内容】
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[0006] 本发明的目的是提供一株具有脱氮功能红球菌，并提供一种能够资源化利用味精 粉废水培养红球菌并制备菌剂的方法，以及利用该菌剂去除养殖水体中氨氮和亚硝酸盐的 使用方法。
[0007] 本发明所使用的菌株是由发明人从污水处理厂的活性污泥中分离筛选出来的一 株高效去除污水中氨氮和亚硝酸盐的红球菌（Rhodococcus sp.) YY12菌株，该菌株于2012 年12月3日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No. 6924,保藏单位地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编：100101。
[0008] 本发明所述的红球菌脱氮微生物菌剂的生产方法和使用方法如下：
[0009] 1、味精废水预处理：用氢氧化钠水溶液或石灰水调节废水的pH到6. 8?8. 0,于 110?126°C灭菌10?35分钟。
[0010] 2、液体种子制备：向装有预处理好的味精废水的三角瓶中接种斜面保藏的红球 菌，于25?35°C，120?200转/分振荡培养24?36小时，得到液体种子。
[0011] 3、液态发酵：向装有预处理好的味精废水发酵罐中接种体积比为2%?15%的液 体种子，于25?35°C，通无菌空气培养15?36小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活 菌数达到1. 0 X 1〇9 CFU/毫升以上，所得发酵液可以作为液体菌剂直接使用。
[0012] 4、固体菌剂制备：以过80目筛的沸石为载体，按照发酵液：沸石为1 : 2? 1 : 10的重量比，将发酵液添加到沸石中，充分混合均匀，得到固态菌剂，通风干燥至菌剂 含水量20%以下，包装，存放在阴凉干燥处，备用。
[0013] 5、的红球菌微生物菌剂的使用方法：将发酵液或固体菌剂用清水稀释10-100倍， 混合均匀，按照每立方米水体10-100毫升稀释液的用量均匀泼洒到水产养殖的水塘中，夏 季5-10天泼洒1次，其他季节10-20天泼洒1次。
【具体实施方式】：
[0014] 由本发明提供的红球菌及其菌剂的使用方法，能够快速清除养殖水体中的氨氮和 亚硝酸盐，改善养殖水体环境。【具体实施方式】如下：
[0015] 实施例1 :味精废水生产红球菌微生物菌剂
[0016] 味精废水预处理：用石灰水调节废水pH到7. 5,于115°C灭菌20分钟。
[0017] 液体种子制备：向装有预处理好的味精废水的三角瓶中接种斜面保藏的红球菌， 于30°C，150转/分振荡培养30小时，得到液体种子。
[0018] 液态发酵：向装有预处理好的味精废水发酵罐中接种5% (体积比）的液体种子， 于32°C，通无菌空气培养30小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活菌数达到2. 0 X 109 CFU/毫升。
[0019] 菌剂制备：以过80目筛的沸石为载体，按照发酵液：沸石为1 : 3的重量比，将发 酵液添加到生物碳中，充分混合均匀，得到固态菌剂，通风干燥至菌剂含水量20%以下，包 装，存放在阴凉干燥处。
[0020] 实施例2 :红球菌微生物菌剂应用于改善水产养殖水质
[0021] 实验基地位于广东沿海地区，将4个南美白对虾高位养殖池塘(每个池子占地3 亩，池深2. 5米）分设两个不投加菌剂的对照塘和2个投加菌剂的处理塘，每个池塘投放虾 苗36万尾，养殖方式相同。将固体菌剂用清水稀释20倍，混合均匀，按照每立方米水体50 毫升稀释液的用量均匀泼洒到两个处理塘中，夏季7天泼洒1次，其他季节15天泼洒1次。 处理塘的养殖水体氨氮含量可以稳定控制在〇. 5毫克/升以下，亚硝态氮可控制在0. 8毫 克/升以下；而对照塘中养殖水体氨氮含量在〇. 5?1. 5毫克/升之间波动，而且温度越 高，氨氮浓度越大，亚硝态氮可含量大部分时间在1. 〇?2. 5毫克/升之间波动，随着温度 升高而升高。当南美白对虾规格达到40-50尾/斤时收获，处理塘中对虾的产量比对照塘 中提高10%左右。
【权利要求】
1. 一株具有去除水体中氨氮和亚硝酸盐功能的红球菌（Rhodococcus sp.)，其特征在 于：该株红球菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No. 6924。
2. 权利要求1所述的红球菌生产脱氮微生物菌剂的方法，包括如下步骤： (1) 味精废水预处理：用氢氧化钠水溶液或石灰水调节废水的pH到6. 8?8. 0,于 110?126°C灭菌10?35分钟； (2) 液体种子制备：向装有预处理好的味精废水的三角瓶中接种斜面保藏的红球菌，于 25?35°C，120?200转/分振荡培养24?36小时，得到液体种子； (3) 液态发酵：向装有预处理好的味精废水发酵罐中接种体积比为2%?15%的液体 种子，于25?35°C，通无菌空气培养15?36小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活菌 数达到1. OX 109 CFU/毫升以上，所得发酵液可以作为液体菌剂直接使用； (4) 固体菌剂制备：以过80目筛的沸石为载体，按照发酵液：沸石为1 : 2?1 : 10 的重量比，将发酵液添加到沸石中，充分混合均匀，得到固态菌剂，通风干燥至菌剂含水量 20%以下，包装，存放在阴凉干燥处，备用。
3. 权利要求2所述的脱氮微生物菌剂的使用方法，其特征在于：将发酵液或固体菌剂 用清水稀释10-100倍，混合均匀，按照每立方米水体10-100毫升稀释液的用量均匀泼洒到 水产养殖的水塘中，夏季5-10天泼洒1次，其他季节10-20天泼洒1次。
【文档编号】C02F3/34GK104140935SQ201310165610
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月8日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】白志辉, 陈月月, 赵志瑞, 金德才, 庄绪亮, 庄国强 申请人:中国科学院生态环境研究中心