申請(qǐng)日2014.02.26

　　公開(kāi)(公告)日2014.06.25

　　IPC分類(lèi)號(hào)C12N1/20; C12R1/01; C02F3/34

　　摘要

　　一株形成生物膜的缺陷短波單胞菌及其在含氰廢水處理中的應(yīng)用屬于生物修復(fù)技術(shù);該缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5，已于2013年04月07日保藏于“中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心”，其保藏號(hào)為CGMCCNo.7412。所述缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5可以產(chǎn)生生物膜，當(dāng)接種量為1.1%，30.6℃時(shí)，在含800mg·L-1乙腈的合成廢水中培養(yǎng)24h后，菌株的成膜量OD570nm值為0.632。應(yīng)用該菌株處理含氰廢水，能夠?qū)⒁译娼到饩鷮?duì)800mg·L-1乙腈的降解率從24%-43%提升至30%-53%;該菌株與乙腈降解菌聯(lián)合培養(yǎng)所形成的生物膜在反應(yīng)器運(yùn)行30d后可將800mg·L-1乙腈完全去除并可降低出水COD值;本發(fā)明提供的菌株能夠與高效乙腈降解菌混合掛膜，提高乙腈的去除效率，可以應(yīng)用于含氰廢水的生物膜法處理。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一株缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5，該菌株已于2013年04月07日保藏于“中國(guó) 微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱(chēng)CGMCC)”，保藏號(hào)為CGMCCNo.7412。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一株缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5產(chǎn)生生物膜。

　　3.如權(quán)利要求1所述的一株缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5在含氰廢水處理中的應(yīng)用。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一株形成生物膜的缺陷短波單胞菌及其在含氰廢水處理中的應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于生物修復(fù)技術(shù)，主要涉及一株可產(chǎn)生物膜的缺陷短波單胞菌及其在含氰廢水處理中的應(yīng) 用。

　　背景技術(shù)

　　生物膜是具有一定結(jié)構(gòu)性和功能性的高度組織化的微生物群體，是微生物為其自身創(chuàng)造的獨(dú)特生存方 式。生物膜以其營(yíng)養(yǎng)需求低，對(duì)水流剪切力的忍受度強(qiáng)，適應(yīng)的pH范圍廣以及對(duì)抗生素的抗性能力強(qiáng)等 優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域。生物膜法憑借其成本低、效率高、不會(huì)造成二次污染、穩(wěn)定性強(qiáng)、環(huán)境 條件要求低等諸多化學(xué)方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，成為污水治理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)方法之一。

　　含氰廢水是由氰化物的使用而產(chǎn)生的一種具有較高生物毒性的工業(yè)廢水，是電鍍、金屬加工、煉鋼、 采礦、攝影、制藥、煉焦及塑料工業(yè)等生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物，其大量排放不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且 危及人類(lèi)與動(dòng)植物健康。乙腈是一種含氰基(R-CN)的有機(jī)化工原料，廣泛用于制藥、合成纖維、石油化工 等領(lǐng)域，是含氰廢水中的主要成分之一。隨著乙腈產(chǎn)量和用量的迅速增加，含氰廢水的排放量亦逐年增大。 乙腈可由吸入、食入及皮膚吸收而進(jìn)入體內(nèi)，在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為劇毒物質(zhì)——氰化氫和乙醛，威脅人畜健 康。含氰廢水中的乙腈進(jìn)入自然水域后會(huì)引起魚(yú)類(lèi)等水生生物大批死亡，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。

　　利用生物膜法處理含氰廢水可以為含氰廢水的生物治理提供一個(gè)新的途徑。形成生物膜有利于提高細(xì) 菌對(duì)有毒物質(zhì)的承受能力和降解能力。向生物膜反應(yīng)器中投加高效降解菌進(jìn)行生物強(qiáng)化是生物法處理含氰 廢水的有效手段，然而在實(shí)際的污水處理過(guò)程中，降解菌株往往難以附著于載體表面，形成生物膜能力較 弱。有研究表明，一些細(xì)菌能夠發(fā)揮橋梁作用，將多種無(wú)親緣關(guān)系的細(xì)菌組合進(jìn)生物膜中，故在廢水的處 理中投加生物膜形成菌輔助降解菌掛膜是更可行的方法。因此，篩選出能夠耐受高濃度氰化物的生物膜形 成菌株，對(duì)于開(kāi)展含氰廢水的生物膜法處理具有重要意義。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一株形成生物膜能力強(qiáng)并且可以耐受高濃度乙腈的缺陷短波單胞菌，該菌產(chǎn)生 的生物膜能夠應(yīng)用于含氰廢水的處理中。

　　本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

　　本發(fā)明所提供的生物膜形成菌為缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5，已于2013年04月 07日保藏于“中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱(chēng)CGMCC)”，其保藏號(hào)為 CGMCCNo.7412。地址：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵政編碼：100101。 上述的缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5可以產(chǎn)生生物膜，最適生物膜形成條件為：當(dāng)培養(yǎng) 液中添加5g·L-1的蔗糖時(shí)，接種量1.1%，培養(yǎng)溫度30.6℃，pH7.6，培養(yǎng)時(shí)間37.0h，菌株的成膜量OD570nm值為3.062。

　　缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5可耐受高濃度的乙腈：當(dāng)接種量為1.1%，30.6℃時(shí)， 在含800mg·L-1乙腈的合成廢水中培養(yǎng)24h后，菌株的成膜量OD570nm值為0.632。因此，高濃度乙腈對(duì) 生物膜形成菌的生長(zhǎng)沒(méi)有明顯抑制作用。

　　缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5可以提高乙腈降解菌的抗乙腈沖擊能力：投加N5后， 能夠提高乙腈降解菌BX2單獨(dú)培養(yǎng)所形成的生物膜的抗沖擊水平，在12小時(shí)內(nèi)將BX2對(duì)含有800mg·L-1乙腈的合成廢水連續(xù)降解率從24%-43%提升至30%-53%。

　　上述缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)N5在含氰廢水中的應(yīng)用：缺陷短波單胞菌 (Brevundimonas diminuta)N5能夠促使乙腈降解菌BX2在生物膜內(nèi)大量增殖并發(fā)揮其降解作用，投加N5 后MBBR反應(yīng)器運(yùn)行30d，出水乙腈的濃度0mg·L-1，COD濃度為38.5mg·L-1。

　　所述的乙腈降解菌BX2為紫紅色紅球菌(Rhodococcus rhodochrous)，已于2013年04月07日保藏于 “中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱(chēng)CGMCC)，其保藏號(hào)為CGMCCNo.7411。當(dāng)乙腈 濃度為800mg·L-1時(shí)，在35℃，環(huán)境pH為7.5的條件下，16h時(shí)Rhodococcus sp.BX2對(duì)乙腈的降解率為 95.98%。見(jiàn)于孫晶，熊明華，成小松Rhodococcus sp.BX2菌對(duì)乙腈的降解特性及其降解途徑研究[J].環(huán)境 科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32(5)：1041-1048.

　　生物膜反應(yīng)器裝置見(jiàn)于Chunyan Li，Immobilization of Rhodococcus rhodochrous BX2(an acetonitriledegrading bacterium)with biofilm-forming bacteria for wastewater treatment，Bioresource Technology 131(2013)390-396.

　　本發(fā)明提供的菌株，豐富了生物膜形成菌的多樣性，為細(xì)菌生物膜結(jié)構(gòu)及機(jī)理研究提供重要菌株資源， 該生物膜形成菌為生物膜法處理含氰廢水奠定了基礎(chǔ)。應(yīng)用該菌株與高效乙腈降解菌聯(lián)合培養(yǎng)產(chǎn)生的生物 膜處理含氰廢水，能夠提高乙腈的去除效，率降低出水COD值，可以應(yīng)用于含氰廢水的生物膜法處理。