申請日2015.09.22

　　公開(公告)日2016.01.06

　　IPC分類號C12N1/21; C12N1/20; C12N9/20; C02F3/34; C02F9/14; C12R1/07; C12R1/01

　　摘要

　　一種用于處理高油脂餐飲污水的微生物制劑及其應(yīng)用。本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，公開了一種去除城市餐飲污水中污染物的方法，該方法中使用了復(fù)合菌劑，該菌劑含有紅球菌15份，脫氮硫桿菌10份，鞘氨醇單孢菌6份，短小芽孢桿菌30份。本發(fā)明的主要采用微生物來處理污染物，能夠有效地去除餐飲污水中的油脂污染物，并且投入成本低，具備較好的應(yīng)用前景。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種微生物菌劑，其由四種微生物組成。

　　2.一種微生物菌劑，其由如下各組分組成：紅球菌15份，脫氮硫桿菌10份，鞘氨醇單孢菌6份，短小芽孢桿菌30份。

　　3.如權(quán)利要求2所述的菌劑，其特征在于：所述的短小芽孢桿菌為轉(zhuǎn)入了編碼如下任一個蛋白變體的編碼基因的短小芽孢桿菌菌株,所述蛋白變體為相對于蛋白原始氨基酸序列分別進行如下突變65L/S、71R/T、83T/V、119C/M、130T/Q、144G/S、179H/I、192F/G、241G/L、253D/S、261F/V,蛋白原始氨基酸序列參見GenBank：WP_011915015.1。

　　4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的菌劑在處理富含高油脂的餐飲污水中的應(yīng)用。

　　5.一種蛋白變體，其特征在于：蛋白變體為相對于蛋白原始氨基酸序列分別進行如下突變65L/S、71R/T、83T/V、119C/M、130T/Q、144G/S、179H/I、192F/G、241G/L、253D/S、261F/V,蛋白原始氨基酸序列參見GenBank：WP_011915015.1。

　　說明書

　　一種用于處理高油脂餐飲污水的微生物制劑及其應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及應(yīng)用于含高油脂餐飲污水處理的微生物制劑屬于環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，餐飲行業(yè)日益繁榮。餐飲行業(yè)排放的污水一般含有油脂，以及清洗油脂的洗滌劑所殘留的化學(xué)物質(zhì)，此類污水若直接排放，會造成環(huán)境污染，由于此類污水中存在的油脂性物質(zhì)容易沾附在排水管道上，長期積累容易造成管道堵塞。目前餐飲企業(yè)以及商家產(chǎn)生的廢水一般直接通過排水系統(tǒng)進入城市污水處理廠，城市污水處理廠中設(shè)有生化處理系統(tǒng)，通過微生物對廢水中的重金屬、氮、磷以及其他有害物質(zhì)進行分解，但餐飲類污水中含有的油脂性物質(zhì)容易使生化處理系統(tǒng)中的微生物死亡，導(dǎo)致污水處理效率低、凈化效果差、排放不達標。因此，一種針對含有油脂的餐飲廢水處理方法，是目前所需要的。

　　油脂廢水具有水量大、水質(zhì)波動很大、含油量高、COD高、懸浮物含量大、酸性強、成分復(fù)雜等特點。目前的處理方法以生物處理法為主，同時需輔以必要的預(yù)處理和物理化學(xué)深度處理。物化處理方法主要是依靠添加絮凝劑，使水體中油脂、懸浮物聚合，通過沉淀或上浮的方式，實現(xiàn)油脂、懸浮物與水體分離。背景技術(shù)的絮凝劑主要為聚合鋁鹽和鐵鹽，但實際水體中，油與水的存在形式只有“水包油”或“油包水”兩種情況，依靠目前背景技術(shù)的絮凝劑很難徹底分離，水體顏色未有明顯淡化;而且其水溶液為酸性，對管道等設(shè)備有一定的腐蝕性，并且會增加后續(xù)的處理成本。

　　解決含油脂廢水污染問題的關(guān)鍵集中在污水的處理技術(shù)及其效果上。目前采用的主要有物理法、化學(xué)法和生物法。物理法處理含油脂的污水，主要是利用油脂和水的理化性質(zhì)不同實現(xiàn)油水分離，從而達到除去油脂的效果，物理法可以在某種程度上回收利用部分油脂，但對污水處理而言，油脂去除率低、能耗高;化學(xué)法處理含油污水，主要是通過添加化學(xué)試劑對油脂進行降解，從而達到除去油脂的目的，該方法往往需要添加一些化學(xué)試劑，不僅能耗高，而且容易造成化學(xué)試劑的二次污染等問題;生物法處理含油脂污水，主要是通過微生物的降解作用對油脂分解，從而達到除去油脂的目的。生物法已經(jīng)逐步替代了常規(guī)的物理、化學(xué)方法，成為當今世界應(yīng)對含油脂污水的主要方法。

　　生物法中以脂肪酶制劑進行預(yù)處理的應(yīng)用較為廣泛，也有利用產(chǎn)脂肪酶微生物直接應(yīng)用于含油脂污水處理的。脂肪酶制劑應(yīng)用于含油脂污水的處理，是在污水進行活性污泥法處理前，通過脂肪酶對污水中油脂的水解作用，達到分解污水中油脂為小分子有機物的目的。這樣不僅需要額外添加相應(yīng)的設(shè)備，增加了污水處理的工藝流程，而且所用的脂肪酶必須經(jīng)過固定化以改善其酶學(xué)性質(zhì)，這些必然使得污水處理的成本大大增加。將產(chǎn)脂肪酶微生物直接加入活性污泥中，可以省去添加設(shè)備和增加工藝流程的麻煩，但由于一般產(chǎn)脂肪酶微生物的脂肪酶活性低、性質(zhì)不佳等原因，以至污水處理中的油脂去除效率低，污水處理周期長。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提出一種高活力的高油脂餐飲污水處理的微生物制劑及其制備方法和應(yīng)用。

　　以下是實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)路線：

　　污水預(yù)處理，將餐飲污水經(jīng)過固液分離器，進行固液分離，去除大塊固體顆粒物質(zhì)，隨后液體進入沉淀池，沉淀4小時，再將液體通過圓孔過濾網(wǎng)去除固體絮凝物，圓孔過濾網(wǎng)的圓孔直徑為0.1mm。

　　生物氧化:經(jīng)圓孔過濾網(wǎng)的液體進入生物反應(yīng)池，調(diào)節(jié)pH為7，按每立方米液體每次投加復(fù)合菌劑15克，每天投加1次，連續(xù)投加一周，最后靜置3天，將液體排出。

　　上述混合菌液由如下重量份的原料菌混合而成:

　　紅球菌15份，脫氮硫桿菌10份，鞘氨醇單孢菌6份，短小芽孢桿菌30份;上述各原料菌的濃度均控制在(1-2)×108個/ml。上述菌種可以是現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)菌株;

　　所述紅球菌為紅球菌(Rhodococcusrhodochrous)ATCC15906;

　　所述脫氮硫桿菌為脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)ATCC25259;

　　所述鞘氨醇單孢菌為鞘氨醇單孢菌(Sphingomonassp.)CGMCCN0.4589;

　　所述短小芽孢桿菌為短小芽孢桿菌(Bacilluspumilus)ATCC27142。

　　本發(fā)明所述的菌均可以從CGMCC、CCTCC以及美國模式培養(yǎng)物集存庫(ATCC)等商業(yè)途徑購買得到。

　　本發(fā)明同時提供一種能夠高效消化油脂的轉(zhuǎn)基因菌株，該菌株通過將氨基酸序列如WP_011915015.1所示的序列導(dǎo)入到短小芽孢桿菌中實現(xiàn)其目的。

　　所述的短小芽孢桿菌為轉(zhuǎn)入了編碼如下任一個蛋白變體的編碼基因的短小芽孢桿菌(Bacilluspumilus)ATCC27142菌株,所述蛋白變體為相對于蛋白原始氨基酸序列分別進行如下突變65L/S,71R/T,83T/V,119C/M,130T/Q,144G/S，179H/I，192F/G，241G/L，253D/S，261F/V,蛋白原始氨基酸序列參見GenBank：WP_011915015.1(65L/S表示在原始序列第65位的L氨基酸替換為S氨基酸)。這些突變后的氨基酸序列使得導(dǎo)入了該突變后的氨基酸序列的菌株具有相對于未突變的菌株具有更好的效果。而申請人通過大量的實驗證實，并不是所有的取代都具有相似的效果，有大量的取代之后的短小芽孢桿菌與其它菌株一起并不具有較好的污水處理的效果。

　　利用DNAMAN軟件分析，根據(jù)氨基酸序列WP_011915015.1全基因合成所述的核苷酸序列YZ基因，通過進行擴增獲得目的片段，PCR擴增獲得目的基因YZ(同時通過多重PCR將相應(yīng)的突變位點引入到基因序列中，從而獲得了不同突變體基因)，用限制性內(nèi)切酶進行雙酶切PCR產(chǎn)物，與同樣經(jīng)過雙酶切的表達載體PWB980相連，將驗證成功的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化進入到所述短小芽孢桿菌中，獲得降解高油脂的污水的基因工程菌。

　　本發(fā)明的各菌種的擴大培養(yǎng)均為本領(lǐng)域的常規(guī)培養(yǎng)方式，也可以參照文獻中記載的培養(yǎng)方式獲得。

　　本發(fā)明取得的主要有益效果如下:本發(fā)明采用微生物菌劑處理污餐飲水，有效地凈化了污水，并且去除了餐飲污水中的高油脂污染，具有較好的應(yīng)用前景。