一株松色二胞菌BN‑h1以及生物菌降解剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:11582293阅读:214来源:国知局

本发明涉及真菌领域,特别涉及一株松色二胞菌以及生物菌降解剂及其制备方法和应用。



背景技术:

城市垃圾卫生填埋是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式,垃圾填埋场在使用期直至报废以后都会产生大量的渗滤液。近年来,随着我国经济的快速发展,垃圾渗滤液产量越来越大,氨氮含量越来越高,已经成为学者们关注的环境问题之一。氨氮含量是污水水质的一项重要指标,是水相环境中氮的主要形态,也是造成水体富营养化的主要因素之一,高浓度的氨氮会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡,对农业生产和水产养殖带来极大的损失,因此,如何有效地降解水体中氨氮的含量又不会造成二次污染成为人们研究的热点。其中利用微生物进行氨氮的降解是众多方法之中比较成熟的一种,这种方法利用了“硝化-反硝化”的原理,及亚硝化细菌和硝化细菌相互作用完成。

传统理论认为,硝化反应与反硝化反应是两个不同的生物反应过程,硝化反应是指在微生物作用下将nh4+-n氧化为no2--n(亚硝化作用)再进一步氧化为no3--n(硝化作用)的过程,反硝化反应是no3--n经微生物作用还原为n2的过程,硝化作用在好氧条件下进行,反硝化作用在厌氧下进行。

污水处理技术一般采用物理处理法、化学处理法、生物化学或生物处理法,但自19世纪以来世界各国污水处理厂90%以上采用生物处理技术,因为使用微生物降解水体中过高的氨氮含量具有传统方法所不可比拟的优越性,其处理效率更高,并且不会产生二次污染,所需仪器简单易操作,该项技术有着非常大的发展潜力和应用前景。



技术实现要素:

本发明的目的在于培养一种能够降解高氨氮的松色二胞菌,这种松色二胞菌可以降解高达1200mg/l浓度的氨氮,同时使氨氮降解效率达到90%以上。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面,发明人经过筛选,选育出一株真菌。经过对比,该真菌的发育树,与已登记松色二胞菌(diplodiapinea)的序列同源性最高,达到100%,因而可以确定其为一株松色二胞菌,命名为松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1,目前已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称cgmcc)。保藏单位地址为中国·北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏编号为cgmccno.13727,保藏日期为2017年3月7日。该松色二胞菌为可降解污水和渗滤液中氨氮以及臭气中氨气的菌剂,能有效降解浓度为0~1200mg/l的氨氮,并且能在好氧条件下同时进行硝化和反硝化反应降解氨氮。

根据本发明的第二方面,提供一种生物菌降解剂,其包含松色二胞菌bn-h1。

根据本发明的第三方面,提供一种生物菌降解剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将松色二胞菌bn-h1单菌落接种到种子培养基中培养,制成生物菌降解剂母液。

(2)将母液加入到发酵培养基中发酵培养,制成生物菌降解剂。

其中,种子培养基的组成为:红糖19.02g/l,柠檬酸钠8.17g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

发酵培养基的组成为:红糖19.02~57.06g/l,柠檬酸钠8.17~24.51g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72~14.16g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

其中,步骤(1)包括:培养温度为25~35℃,培养基的初始ph值为6.5~8.5,转速为150~200rpm,发酵时间72小时。

步骤(2)包括:发酵温度25℃~35℃,发酵培养基的初始ph值为6.5~8.5,转速150~200转/分钟,发酵培养36~60小时。

其中,种子培养基和发酵培养基的c/n比均为9~11:1,在此比例下可达到高效率降解。

其中,硫酸铵为培养基的唯一氮源,红糖和柠檬酸钠均为培养基的碳源,红糖和柠檬酸钠的添加比例为3~5:1时,氨氮降解效果最佳。红糖和柠檬酸钠的结合在提供碳源的基础上,对培养基的酸碱度还起一个调节作用,使得富集培养基、分离培养基、种子培养基和发酵培养基的ph值均为7.0~8.0。

其中,制备方法还包括位于步骤(1)之前的松色二胞菌bn-h1的分离纯化步骤,步骤中:

富集培养基的组成为:红糖19.02~29.68g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72~6g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

分离培养基的组成为:红糖19.02~29.68g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72~6g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,琼脂20g/l,其余为水。

其中,微量元素的组成为:edta·2na5~57.1g/l,znso4·7h2o3.9g/l,cacl2·2h2o7g,mncl2·4h2o5.1g/l,feso4·7h2o5g/l,(nh4)6mo7o24·4h2o1.1g/l,cuso4·5h2o1.6g/l,cocl2·6h2o1.6g/l,其余为水。

根据本发明的第四方面,提供松色二胞菌bn-h1或生物菌降解剂在治理污水、渗滤液和臭气污染中的应用。

本发明的有益效果在于:

松色二胞菌bn-h1在降解氨氮的过程中,没有亚硝态氮和硝态氮积累,可以同步进行硝化与反硝化,氨氮的降解速率高,最高达到90%以上。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1示出了根据本发明实施方式的一株松色二胞菌bn-h1的培养形态特征图片;

图2示出了根据本发明实施方式的一株松色二胞菌bn-h1的发育树图片。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明经筛选得到一株降解污水及渗滤液中高浓度氨氮以及臭气中高含量氨气的松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1,其氨氮降解能力达到90%以上,该菌株以及包含该菌株的生物菌降解剂对受污染的高氨氮含量的污水和渗滤液和臭气的治理能力较好,能有效解决污水和渗滤液的恶臭以及臭气污染,为环境治理做出贡献。

本发明的松色二胞菌bn-h1菌株具有以下主要特征:

一、松色二胞菌bn-h1菌株的培养形态特征

如图1所示,该松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1具有下述形态特征:乳白色偏黄,在平板上生长速度较快,凸起生长,边缘整齐,菌体湿润光滑,正反颜色相同,较易挑出,在液体培养基中生长较快,培养基混浊。

二、松色二胞菌bn-h1的发育树

用mega5.0做其发育树,发现bn-h1的基因序列与已登记松色二胞菌(diplodiapinea)的序列同源性可达100%,因此确定其为松色二胞菌,具体如图2所示。

三、松色二胞菌bn-h1的its序列

挑取纯化的bn-h1单菌落接种于种子培养基中,在温度为30℃、摇床180转/分钟的条件下振荡培养24小时,然后以其菌液为模版做pcr扩增菌株的its序列,进行测序,并将测序结果在http://archive-dtd.ncbi.nlm.nih.gov/网站上进行序列比对。bn-h1的its序列具体见seqidno:1。

本发明还涉及含有松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1的生物菌降解剂的制备方法,具体包括松色二胞菌菌株(diplodiapinea)bn-h1的分离纯化过程和培养发酵过程,其中分离纯化过程方案如下:

取垃圾渗滤液10ml,接种于装有100ml灭菌后的富集培养基的250ml三角瓶中,充分摇匀,在温度28℃、转速160转/分钟的条件下振荡培养,富集7天,每隔1天补充(nh4)2so4,以淘汰不能利用nh4+-n的微生物。将富集培养基中的菌液取1ml涂布在分离培养基平板上,于28℃培养箱倒置培养,挑取平板上长出的单菌落进行重复分离纯化,得到一株单一菌株,命名为bn-h1。

将松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1的单菌菌落培养发酵制成生物菌降解剂的方案如下:

挑取纯化后的bn-h1单菌落接种到种子培养基中,控制温度25~35℃,调节ph6.5~8.5,转速150~200rpm,发酵时间72小时,制备成生物菌降解剂母液,将母液按照1%的比例加入到发酵培养基中,控制温度25~30℃,ph6.5~8.5,转速150~200rpm,发酵时间36~60小时,制备成生物菌降解剂。

下面将通过具体的实施例对本发明的松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1(或含有松色二胞菌的生物降解剂)及其降解功能做进一步说明。

实施例1

松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1的分离纯化方案1:

(1)取北京市南宫垃圾堆肥场垃圾渗滤液10ml,接种于装有100ml灭菌后的富集培养基的250ml三角瓶中,充分摇匀,在温度28℃、转速160转/分钟的条件下振荡培养,富集7天,每隔1天补充(nh4)2so4,以淘汰不能利用nh4+-n的微生物。

(2)将富集培养基中的菌液取1ml涂布在分离培养基平板上,于28℃培养箱倒置培养,挑取平板上长出的单菌落进行重复分离纯化,得到松色二胞菌(diplodiapinea)bn-h1的单菌菌落。

其中,富集培养基的组成为:红糖19.02g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

分离培养基的组成为:红糖19.02g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,琼脂20g/l,其余为水。

降解功能检测:

将北京市南宫生物除臭塔的大塔取回的样品进行氨氮指标测定:大塔臭气洗涤液氨氮含量为1184mg/l,ph值6.47,出气口处氨气含量为8.34mg/m3;将得到的bn-h1菌种与塔中臭气洗涤液按1%的比例加入南宫大塔,32℃曝气环境下培养10d,大塔臭气洗涤液中的氨氮降解到133.23mg/l,ph值7.16,出气口处氨气含量为1.76mg/m3

实施例2

生物降解剂1的培养方案:

(1)取北京南宫垃圾堆肥场垃圾渗滤液10ml,接种于装有100ml灭菌后的富集培养基的250ml三角瓶中,充分摇匀,在温度28℃、转速160转/分钟的条件下振荡培养,富集7天,每隔1天补充(nh4)2so4,以淘汰不能利用nh4+-n的微生物。

(2)将富集培养基中的菌液取1ml涂布在分离培养基平板上,于28℃培养箱倒置培养,挑取平板上长出的单菌落进行重复分离纯化,得到bn-h1的单菌菌落。

(3)挑取纯化后的bn-h1单菌落接种到种子培养基中,控制温度25℃,调节ph6.5,转速150rpm,发酵时间72小时,制备成生物菌降解剂母液。

(4)将母液按照1%的比例加入到发酵培养基中,控制温度35℃,ph6.5,转速200rpm,发酵时间60小时,制备成生物菌降解剂。

富集培养基的组成为:红糖29.68g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so46g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

分离培养基的组成为:红糖29.68g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so46g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,琼脂20g/l,其余为水。

种子培养基的组成为:红糖19.02g/l,柠檬酸钠8.17g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

发酵培养基的组成为:红糖19.02g/l,柠檬酸钠8.17g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

降解功能检测:

将北京市南宫生物除臭塔的小塔取回的样品进行氨氮指标测定:小塔臭气洗涤液氨氮含量为1471mg/l,ph值6.38,出气口处氨气含量为9.13mg/m3;将生物菌降解剂1以含有的bn-h1与塔中臭气洗涤液的比例为1%的量加入南宫小塔,32℃曝气环境下培养10d,小塔臭气洗涤液氨氮降解效率达到90%以上,ph值7.23,出气口处氨气含量为2.25mg/m3

实施例3

生物降解剂2的培养方案:

(1)取北京市阿苏卫垃圾堆肥场垃圾渗滤液10ml,接种于装有100ml灭菌后的富集培养基的250ml三角瓶中,充分摇匀,在温度28℃、转速160转/分钟的条件下振荡培养,富集7天,每隔1天补充(nh4)2so4,以淘汰不能利用nh4+-n的微生物。

(2)将富集培养基中的菌液取1ml涂布在分离培养基平板上,于28℃培养箱倒置培养,挑取平板上长出的单菌落进行重复分离纯化,得到bn-h1的单菌菌落。

(3)挑取纯化后的bn-h1单菌落接种到种子培养基中,控制温度35℃,调节ph6.5,转速150rpm,发酵时间72小时,制备成生物菌降解剂母液。

(4)将母液按照1%的比例加入到发酵培养基中,控制温度25℃,ph8.5,转速150rpm,发酵时间36小时,制备成生物菌降解剂。

富集培养基的组成为:红糖29.68g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so46g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

分离培养基的组成为:红糖19.02g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so46g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,琼脂20g/l,其余为水。

种子培养基的组成为:红糖19.02g/l,柠檬酸钠8.17g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so44.72g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

发酵培养基的组成为:红糖57.06g/l,柠檬酸钠24.51g/l,k2hpo414g/l,kh2po46g/l,(nh4)2so414.16g/l,mgso4·7h2o0.2g/l,微量元素2ml/l,其余为水。

降解功能检测:

对北京市阿苏卫垃圾堆肥场生物除臭塔臭气洗涤液取回的水样以及生物除臭塔采集的进气口和出气口处氨气进行指标测定:臭气洗涤液氨氮含量为1500mg/l,ph值7.45,生物除臭塔的进气口处氨气含量为23.27mg/m3,出气口处氨气含量为13.66mg/m3;将生物菌降解剂2以含有的bn-h1与塔中污水的比例为1%的量加入阿苏卫除臭塔臭气洗涤液中,30℃曝气环境下培养10d,氨氮降解到129mg/l,降解效率达到90%以上,ph值7.26,进气口处氨气含量为21.28mg/m3,但出气口处氨气含量为1.21mg/m3

结合上述实施例以及松色二胞菌bn-h1本身的特点,本发明的松色二胞菌bn-h1,其优势在于可降解高浓度氨氮,有效缓解因氨态氮引起的污水恶臭及臭气的污染,生产上治理时间较短,应用效果明显。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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<110>北京环氧环保科技发展有限公司/北京农学院

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