申請日2017.11.03

　　公開(公告)日2018.02.02

　　IPC分類號C12N1/20; C02F3/34; C12R1/01; C02F101/16; C02F103/20; C02F103/34; C02F103/32

　　摘要

　　本發(fā)明涉及生物與環(huán)保技術領域，目的是提供一株善變副球菌及其用于高氨氮廢水處理副產(chǎn)單細胞蛋白的方法，采用的技術方案是：提供了一株氫氧化細菌‑‑善變副球菌(Paracoccus versutus)D6，于2017年05月12日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員普通微生物中心(地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編：100101)，保藏編號為：CGMCC No.14119。本發(fā)明針對現(xiàn)有高氨氮廢水處理技術存在的資源浪費、二次污染等問題，提供的善變副球菌D6，能去除高氨氮廢水中COD和氨氮、并固定CO2產(chǎn)單細胞蛋白(SCP)、同時去除廢水惡臭。

　　摘要附圖

 

　　權利要求書

　　1.一株善變副球菌(Paracoccus versutus)D6，于2017年05月12日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員普通微生物中心，保藏編號為：CGMCC No.14119。

　　2.權利要求1所述善變副球菌D6CGMCC No.14119，其特征在于：生理特征為：細胞為短桿狀、長0.5～1.1μm、革蘭氏陰性、無鞭毛;菌落呈圓形，表面凸起，邊緣光滑整齊，顏色為不透明的乳白色;生長pH為5.0～9.0;生長溫度為25～35℃;該菌為兼性營養(yǎng)型，異養(yǎng)時分別以高氨氮廢水中的有機碳和氨氮為碳源、氮源進行生長，自養(yǎng)時分別以二氧化碳和高氨氮廢水中的氨氮為碳源、氮源進行生長，該菌在異養(yǎng)、自養(yǎng)條件下均能利用廢水中的氨氮生產(chǎn)單細胞蛋白。

　　3.權利要求1所述善變副球菌D6CGMCC No.14119，的16S rRNA基因序列如SEQ ID No.1所示。

　　4.權利要求1所述善變副球菌D6CGMCC No.14119處理高氨氮廢水的方法，具體方法包括以下步驟：

　　(1)種子液制備，將菌株接種于種子培養(yǎng)基;

　　(2)高氨氮廢水預處理，高氨氮廢水經(jīng)紗濾去除大顆粒雜質;

　　(3)接種，種子液的接種量為高氨氮廢水體積的2～8%;

　　(4)善變副球菌D6異養(yǎng)生長產(chǎn)SCP：在好氧條件下，本發(fā)明菌株善變副球菌D6CGMCCNo.14119利用高氨氮廢水中的有機質及氨氮產(chǎn)SCP，控制培養(yǎng)溫度為30℃、攪拌速度為200r/min以上、培養(yǎng)時間為3～8天;

　　(5)善變副球菌D6自養(yǎng)生長：當高氨氮廢水中的可溶性有機質濃度下降至1000mg/L時，通H2、O2和CO2的混合氣，氣體摩爾比例為7:2:1，保持培養(yǎng)溫度與攪拌速度分別為30℃和200r/min以上，培養(yǎng)時間為3～5天。

　　5.根據(jù)權利要求4所述處理高氨氮廢水的方法，其特征在于：將善變副球菌D6經(jīng)異養(yǎng)和自養(yǎng)生長后的菌液固液分離、菌體烘干處理即得到產(chǎn)物單細胞蛋白。

　　6.根據(jù)權利要求4或5所述處理高氨氮廢水的方法，其特征在于：所述的高氨氮廢水為養(yǎng)殖廢水、沼液、制藥廢水、食品加工廢水的一種。

　　7.根據(jù)權利要求4或5所述處理高氨氮廢水的方法，其特征在于：所述的CO2來源為工業(yè)廢氣或沼氣。

　　8.根據(jù)權利要求4或5所述處理高氨氮廢水的方法，其特征在于：所述種子培養(yǎng)基，配方為：蛋白胨10g，牛肉膏5g，NaCl 5g，加蒸餾水至1000mL制成液體培養(yǎng)基或加瓊脂20g制成固體培養(yǎng)。

　　9.根據(jù)權利要求4或5所述處理高氨氮廢水的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，菌株在種子培養(yǎng)基上30℃條件下培養(yǎng)15h。

　　10.根據(jù)權利要求4或5所述處理高氨氮廢水的方法，其特征在于：所述步驟(2)中，過濾后的高氨氮廢水pH值調至6～8。

　　說明書

　　一株善變副球菌及用于高氨氮廢水處理副產(chǎn)單細胞蛋白的方法

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于生物與環(huán)保技術領域，具體涉及一株新篩選的善變副球菌，以及該菌利用高氨氮廢水生產(chǎn)單細胞蛋白，也涉及廢水除臭的方法。

　　背景技術

　　化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場等行業(yè)會產(chǎn)生大量高氨氮廢水，大量氨氮廢水排入水體不僅引起水體富營養(yǎng)化、造成水體黑臭，給水處理的難度和成本加大，甚至對人群及生物產(chǎn)生毒害作用，目前氨氮廢水的處理工藝主要有生物法、物化法等各種處理工藝，然而這些工藝均是將氨氮轉移出水體到大氣中或轉化為氮氣排放到大氣中，沒有很好的實現(xiàn)資源化利用。

　　另外近年來，我國畜禽養(yǎng)殖量不斷擴大，由于養(yǎng)殖規(guī)模大且分散養(yǎng)殖戶多，每年產(chǎn)生的畜禽糞污數(shù)量驚人。沼氣工程作為集約化畜禽養(yǎng)殖糞便資源化利用，減輕環(huán)境污染，發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)的重要途徑，近幾年來發(fā)展迅速。然而，伴隨沼氣工程大規(guī)模發(fā)展的是沼液沼渣等的大幅增多，沼渣因其固態(tài)狀，制成有機肥，運輸相對方便。但沼液不僅達標排放難度大，處理成本高，而且易造成環(huán)境二次污染。同時，CO2不僅會在厭氧消化過程中大量產(chǎn)生，而且在甲烷燃燒利用后也會生成等量的CO2，加劇了全球變暖。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有高氨氮廢水處理技術存在的資源浪費、二次污染等問題，提供一株能去除高氨氮廢水中COD和氨氮、并固定CO2產(chǎn)單細胞蛋白(SCP)、同時去除廢水惡臭的氫氧化細菌。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供了一株氫氧化細菌--善變副球菌(Paracoccusversutus)D6，于2017年05月12日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員普通微生物中心(地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編：100101)，保藏編號為：CGMCC No.14119。

　　本發(fā)明提供的善變副球菌(Paracoccusversutus)D6CGMCC No.14119從成都市龍泉驛某大豆根際土壤中篩選得到。其生理特征為：細胞為短桿狀、長0.5～1.1μm、革蘭氏陰性、無鞭毛;菌落呈圓形，表面凸起，邊緣光滑整齊，顏色為不透明的乳白色;生長pH為5.0～9.0;生長溫度為25～35℃;該菌為兼性營養(yǎng)型，異養(yǎng)時分別以高氨氮廢水中的有機碳和氨氮為碳源、氮源進行生長，自養(yǎng)時分別以二氧化碳和高氨氮廢水中的氨氮為碳源、氮源進行生長，該菌在異養(yǎng)、自養(yǎng)條件下均能利用廢水中的氨氮生產(chǎn)單細胞蛋白。

　　本發(fā)明提供了上述菌株的16S rRNA鑒定結果。經(jīng)過BLAST比對，菌株D6與善變副球菌(Paracoccus versutus)的同源性為99%，因此鑒定該菌株為善變副球菌。本發(fā)明提供的善變副球菌(Paracoccus versutus)D6的16S rRNA基因序列如SEQ ID No.1所示。

　　本發(fā)明的另一目的是提供善變副球菌(Paracoccusversutus)D6CGMCC No.14119利用高氨氮廢水并固定CO2產(chǎn)SCP的方法，具體方法包括以下步驟：

　　(1)種子液制備，將菌株接種于種子培養(yǎng)基，30℃條件下培養(yǎng)15h。

　　(2)高氨氮廢水預處理，高氨氮廢水經(jīng)紗濾去除大顆粒雜質，將pH值調至6～8。

　　(3)接種，種子液的接種量為高氨氮廢水體積的8%。

　　(4)善變副球菌(Paracoccusversutus)D6異養(yǎng)生長產(chǎn)SCP：在好氧條件下，本發(fā)明菌株善變副球菌(Paracoccusversutus)D6CGMCC No.14119利用高氨氮廢水中的有機質及氨氮產(chǎn)SCP，控制培養(yǎng)溫度為30℃、攪拌速度為200r/min以上、培養(yǎng)時間為3～8天。

　　(5)善變副球菌(Paracoccusversutus)D6自養(yǎng)生長：當高氨氮廢水中的可溶性有機質濃度下降至1000mg/L(以可溶性化學需氧量SCOD計)時，通H2、O2和CO2的混合氣(氣體比例為7:2:1)，保持培養(yǎng)溫度與攪拌速度分別為30℃和200r/min以上，培養(yǎng)時間為3～5天。

　　(6)單細胞蛋白的回收，將善變副球菌(Paracoccusversutus)D6異養(yǎng)和自養(yǎng)生長后的菌液固液分離、菌體烘干處理即得到產(chǎn)物單細胞蛋白(SCP)。

　　所述的高氨氮廢水包括但不局限于養(yǎng)殖廢水、沼液、制藥廢水、食品加工廢水等。

　　所述的CO2來源包括但不局限于工業(yè)廢氣、沼氣等。

　　本發(fā)明的優(yōu)點在于：

　　(1)本發(fā)明涉及的善變副球菌具有獨特的代謝功能，其化能異養(yǎng)時可利用高氨氮廢水中的有機碳、氮等元素進行生長，從而實現(xiàn)高氨氮廢水COD和氨氮的削減;化能自養(yǎng)時可利用二氧化碳為碳源進行生長，實現(xiàn)CO2的固定和利用。

　　(2)本發(fā)明能利用CO2為碳源，同時消耗畜禽糞污沼液中的有機質、大量氨氮以及微量元素，則緩解了“溫室效應”，并且為沼液提供了一種開拓創(chuàng)新的、有價值的處理方式。

　　(3)本發(fā)明涉及的善變副球菌對高氨氮廢水有一定的處理效果，接種培養(yǎng)后COD去除率為65%以上，氨氮去除率為68%以上。

　　(4)本發(fā)明涉及的善變副球菌對高氨氮廢水具有除臭作用，由于高氨氮廢水通常具有刺激性臭味，通過善變副球菌(Paracoccusversutus)D6的異養(yǎng)和自養(yǎng)生長產(chǎn)單細胞蛋白過程對氨氮的利用，降低廢水中氨氮濃度，減少氨的揮發(fā)，從而有效去除廢水的惡臭。

　　(5)本發(fā)明涉及的善變副球菌可利用高氨氮廢水生產(chǎn)具有經(jīng)濟價值的單細胞蛋白，其蛋白含量占菌體干重的60%～74%。