公布日：2022.02.18
申請(qǐng)日：2021.12.10
分類號(hào)：C12N1/20(2006.01)I;C12N1/04(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C12R1/125(2006.01)N;C12R1/10(2006.01)N;C12R1/07(2006.01)N;
C12R1/01(2006.01)N;C02F103/24(2006.01)N;C02F103/28(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種降解廢水中COD的復(fù)合菌劑，每g或每ml的復(fù)合菌劑包含如下活菌數(shù)：枯草芽孢桿菌(20‑40)×108個(gè)、地衣芽孢桿菌(20‑40)×108個(gè)、解淀粉芽孢桿菌(15‑35)×108個(gè)和易變副球菌(Paracoccusversutus)(5‑15)×108個(gè)；本發(fā)明的復(fù)合菌劑在使用時(shí)菌劑的添加量低，見效速度快，COD降解效果好；50‑500ppm的添加量即可達(dá)到95％以上的COD降解率；且菌種數(shù)量少，成本低，僅包含四種菌種，且枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌三種菌種均可自市場(chǎng)上購買任一廠家的產(chǎn)品，可合理控制成本。
權(quán)利要求書
1.一種降解廢水中COD的復(fù)合菌劑，其特征在于，每g或每ml的復(fù)合菌劑中包含如下活菌數(shù)：枯草芽孢桿菌(20~40)×108個(gè)、地衣芽孢桿菌(20~40)×108個(gè)、解淀粉芽孢桿菌(15~35)×108個(gè)和易變副球菌(Paracoccusversutus)(5~15)×108個(gè)；其中，所述易變副球菌(Paracoccusversutus)保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為：CGMCCNo.23528。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌劑，其特征在于，每g或每ml的復(fù)合菌劑包含如下活菌數(shù)：枯草芽孢桿菌30×108個(gè)、地衣芽孢桿菌30×108個(gè)、解淀粉芽孢桿菌20×108個(gè)和易變副球菌10×108個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合菌劑，其特征在于，所述復(fù)合菌劑為固體復(fù)合菌劑。
4.權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合菌劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)一級(jí)種子培養(yǎng)：無菌條件下分別取枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌接種于富集培養(yǎng)基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養(yǎng)12~36h，得到一級(jí)種子培養(yǎng)液；(2)二級(jí)種子培養(yǎng)：無菌條件下分別將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的一級(jí)種子培養(yǎng)液按照1~5vol％的接種量接種于富集培養(yǎng)基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養(yǎng)12~36h，得到二級(jí)種子培養(yǎng)液；(3)發(fā)酵：待發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵培養(yǎng)基消毒完畢后，分別將步驟(2)所得的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的二級(jí)種子培養(yǎng)液按照5~10vol％的接種量接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制溫度為25~35℃，通氣比為1:(1~2)、150~300rpm的條件下發(fā)酵，待溶氧開始上升時(shí)停止發(fā)酵，得各個(gè)菌株的發(fā)酵液；(4)制備復(fù)合菌劑，不同形態(tài)的復(fù)合菌劑制備方法如下：液體復(fù)合菌劑：將步驟(3)所得的各個(gè)菌株的發(fā)酵液進(jìn)行稀釋，按比例混合灌裝，即得液體復(fù)合菌劑；固體復(fù)合菌劑：將步驟(3)所得的各個(gè)菌株的發(fā)酵液離心后制成菌泥，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽胞桿菌的菌泥置于50~70℃的烘箱中烘干，后粉碎制得菌粉，易變副球菌的菌泥中添加保護(hù)劑后冷凍干燥，后粉碎制得菌粉，將四種菌種的菌粉按比例混合，即得固體的復(fù)合菌劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述富集培養(yǎng)基的組成為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，且pH＝6.5~8；所述枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：碳源30~80g/L、氮源50~100g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8；所述解淀粉芽胞桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：碳源20~50g/L、氮源10~30g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8；所述易變副球菌的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：碳源10~30g/L、氮源3~8g/L、NH4+0.2~0.5g/L、Mg2+0.5~1.5g/L、Zn2+0.05~0.2g/L、Mn2+0.3~0.8g/L，且pH＝6.5~8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、淀粉、醋酸鈉或丁二酸鈉中的一種或多種；所述氮源選自酵母浸粉、豆餅粉、蛋白胨、尿素、硫酸銨或硝酸鉀中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4~6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)劑為淀粉、甘油或麩皮中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)劑的添加量為易變副球菌菌粉質(zhì)量的30~50wt％。
9.一種使用權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合菌劑凈化水體的方法，其特征在于，包括向水體中施加復(fù)合菌劑的步驟，優(yōu)選的，所述復(fù)合菌劑的施加量為50~500ppm，更優(yōu)選的，所述復(fù)合菌劑的施加量為50~200ppm，最優(yōu)選的，所述復(fù)合菌劑的施加量為100~200ppm。
10.權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的復(fù)合菌劑在水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用，優(yōu)選的，所述復(fù)合菌劑用于降解水中的COD。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)污廢水的好氧處理中現(xiàn)有的微生物菌種在COD降解效率上所存在的不足，提供一種對(duì)廢水環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、無二次污染且在高難有機(jī)廢水中對(duì)COD的降解率可達(dá)到95％以上的復(fù)合微生物菌劑。
一種降解廢水中COD的復(fù)合菌劑，每g或每ml的復(fù)合菌劑包含如下活菌數(shù)：枯草芽孢桿菌(20~40)×108個(gè)，優(yōu)選30×108個(gè)；地衣芽孢桿菌(20~40)×108個(gè)，優(yōu)選30×108個(gè)；解淀粉芽孢桿菌(15~35)×108個(gè)，優(yōu)選20×108個(gè)；和易變副球菌AOB133(5~15)×108個(gè)，優(yōu)選10×108個(gè)；
其中，所述易變副球菌(Paracoccusversutus)AOB133保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，保藏編號(hào)為：CGMCCNo.23528，保藏日期為：2021年9月30日，其16SrDNA序列如SEQIDNo:1所示，本發(fā)明中所指的易變副球菌均是指易變副球菌(Paracoccusversutus)AOB133菌株。
優(yōu)選的，所述復(fù)合菌劑為固體復(fù)合菌劑。
進(jìn)一步，所述固體復(fù)合菌劑包含如下菌粉：枯草芽孢桿菌22~32wt％，優(yōu)選27wt％；地衣芽孢桿菌22~32wt％，優(yōu)選27wt％；解淀粉芽孢桿菌24~34wt％，優(yōu)選29wt％；易變副球菌12~22wt％，優(yōu)選17wt％，其中枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌菌粉的活菌數(shù)為(100~120)×108個(gè)/g，解淀粉芽孢桿菌菌粉的活菌數(shù)為(70~90)×108個(gè)/g，易變副球菌菌粉的活菌數(shù)為(40~60)×108個(gè)/g。
本發(fā)明復(fù)合菌劑中所選用的菌株特性及功能如下：
(1)枯草芽孢桿菌：可利用蛋白質(zhì)、多種糖及淀粉，是α~淀粉酶和中性蛋白酶的重要生產(chǎn)菌，其分泌的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì)，對(duì)致病菌或內(nèi)源性感染的條件致病菌有明顯的抑制作用。
(2)地衣芽孢桿菌：可產(chǎn)生活性較強(qiáng)的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)，并具有獨(dú)特的生物奪氧作用機(jī)制，能抑制致病菌的生長(zhǎng)繁殖。
(3)解淀粉芽孢桿菌：可產(chǎn)生具有抑制活性的抑菌蛋白，使病原真菌的膜通透性增加從而死亡，與功能菌產(chǎn)生協(xié)同作用，對(duì)各類水體具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
(4)易變副球菌(Paracoccusversutus)AOB133：可產(chǎn)生酸類物質(zhì)，有效水解多種有機(jī)工業(yè)廢水中含有的大分子有機(jī)物為小分子物質(zhì)，增加水體可生化性，使功能菌更好的發(fā)揮作用，大大增加COD的降解效率。
本發(fā)明提供的復(fù)合菌劑的有益效果為：
(1)菌劑添加量低，見效速度快，COD降解效果好；50~500ppm的添加量即可達(dá)到95％以上的COD降解率；
(2)菌種數(shù)量少，成本低，僅包含四種菌種，且枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌三種菌種均可自市場(chǎng)上購買任一廠家的產(chǎn)品，可合理控制成本；
(3)水體中使用本發(fā)明的復(fù)合菌劑后可同時(shí)產(chǎn)生抗生素類物質(zhì)，抑制致病菌的生長(zhǎng)，凈化水體，且不破壞原始環(huán)境、無二次污染、處理效果好且操作簡(jiǎn)便；
(4)使用本發(fā)明的復(fù)合菌劑后可有效提高生化系統(tǒng)的啟動(dòng)速度，提高系統(tǒng)的處理能力及抗沖擊能力，增加水體的可生化性，降低難降解有機(jī)污染物的比例，減少剩余污泥的產(chǎn)生量，改善污泥沉降性能。
本發(fā)明還要求保護(hù)上述復(fù)合菌劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)一級(jí)種子培養(yǎng)：無菌條件下分別取枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌接種于富集培養(yǎng)基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養(yǎng)12~36h，得到一級(jí)種子培養(yǎng)液；
(2)二級(jí)種子培養(yǎng)：無菌條件下分別將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的一級(jí)種子培養(yǎng)液按照1~5vol％的接種量接種于富集培養(yǎng)基中，于25~35℃、150~300rpm的條件下培養(yǎng)12~36h，得到二級(jí)種子培養(yǎng)液；
(3)發(fā)酵：待發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵培養(yǎng)基消毒完畢后，分別將步驟(2)所得的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽胞桿菌和易變副球菌的二級(jí)種子培養(yǎng)液按照5~10vol％的接種量接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制溫度為25~35℃，通氣比為1:(1~2)、150~300rpm的條件下發(fā)酵，待溶氧開始上升時(shí)停止發(fā)酵，得各個(gè)菌株的發(fā)酵液；
(4)制備復(fù)合菌劑，不同形態(tài)的復(fù)合菌劑制備方法如下：
液體復(fù)合菌劑：將步驟(3)所得的各個(gè)菌株的發(fā)酵液進(jìn)行稀釋，按比例灌裝，即得液體復(fù)合菌劑；
固體復(fù)合菌劑：將步驟(3)所得的各個(gè)菌株的發(fā)酵液離心后制成菌泥，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽胞桿菌的菌泥置于50~70℃的烘箱中烘干，后粉碎制得菌粉，易變副球菌的菌泥中添加保護(hù)劑后冷凍干燥，后粉碎制得菌粉，將四種菌種的菌粉按質(zhì)量比混合，即得固體的復(fù)合菌劑。
進(jìn)一步，所述富集培養(yǎng)基的組成為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，且pH＝6.5~8。
進(jìn)一步，所述枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：碳源30~80g/L、氮源50~100g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8。
進(jìn)一步，所述解淀粉芽胞桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：碳源20~50g/L、氮源10~30g/L、K+0.3~0.8g/L、Mg2+0.5~1.5g/L，且pH＝6.5~8。
進(jìn)一步，所述易變副球菌的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：碳源10~30g/L、氮源3~8g/L、NH4+0.2~0.5g/L、Mg2+0.5~1.5g/L、Zn2+0.05~0.2g/L、Mn2+0.3~0.8g/L，且pH＝6.5~8。
進(jìn)一步，所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、淀粉、醋酸鈉或丁二酸鈉中的一種或多種。
進(jìn)一步，所述氮源選自酵母浸粉、豆餅粉、蛋白胨、尿素、硫酸銨或硝酸鉀中的一種或多種。
進(jìn)一步，所述保護(hù)劑為淀粉、甘油或麩皮中的一種或多種，優(yōu)選的，所述保護(hù)劑的添加量為易變副球菌菌粉質(zhì)量的30~50wt％。
本發(fā)明還要求保護(hù)使用上述的復(fù)合菌劑凈化水體的方法，包括向水體中施加本發(fā)明復(fù)合菌劑的步驟，優(yōu)選的，復(fù)合菌劑的施加量為50~500ppm，更優(yōu)選的，復(fù)合菌劑的施加量為50~200ppm，最優(yōu)選的，復(fù)合菌劑的施加量為100~200ppm。
本發(fā)明還要求保護(hù)上述的復(fù)合菌劑在水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用，優(yōu)選的，所述復(fù)合菌劑用于降解水中的COD。
（發(fā)明人：吳娜;劉圣鵬;張大飛;朱威;劉君）
