申请日2007.04.05
公开(公告)日2007.10.17
IPC分类号C02F3/34; C12N1/20; C02F103/32; C02F103/20; C02F103/22; C12N15/31
摘要
本发明公开了一株南极微球菌在低温污水处理中的应用。该应用即南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372在低温污水处理中的应用。低温污水处理的方法是将南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372接种于污水中在8℃至20℃下培养。本发明利用南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372在较低的温度下(10-15摄氏度)，可以有效去除污水中淀粉、蛋白、脂肪和BOD、COD，在含此类污染物的低温污水/废水(如生活污水)的生物处理中，具有很高的应用价值。
権利要求書
1、南极微球菌(Micrococcus antarcticu.s)AS 1.2372在低温污水处理中的应用。
2、一种低温污水处理的方法是将南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372接种于污水中在8℃至20℃下培养。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372在处理生活污水的优选温度范围为10-15℃。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372接种浓度不低于104cfu/mL。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372的接种浓度为104-108cfu/mL，优选为1.0×105- 1.0×106cfu/mL。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述污水为生活污水、淀粉厂污 水、蓄禽养殖污水或屠宰场污水。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372的16S rRNA基因具有如序列表中序列1所示的核苷酸序列。
说明书
一株南极微球菌在低温污水处理中的应用
技术领域
本发明涉及一株南极微球菌在低温污水处理中的应用，特别涉及南极微球菌 (Micrococcus antarcticus)AS 1.2372在低温污水处理中的应用。
背景技术
随着我国工、农业的迅速发展，环境污染问题日益成为我国社会发展过程中十分 严重和迫切需要解决的问题，它不仅制约了我国的经济发展和人民生活水平的提高， 而且严重限制了我国社会的可持续发展，对人民健康产生极大威胁，据中科院初步测 算，我国当前由环境污染和生态破坏造成的损失已占到GDP总值的15%，环境问题， 已成为吞噬经济成果的恶魔。
环境保护已成为当前国际关系、经济合作中的一个重要问题，也日益严重地影响 着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中 的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下 降的趋势仍在继续。废水的排放量还在增加，2005年全国废水排放总量450亿吨;2006 年上半年，全国化学需氧量(COD)排放总量689.6万吨，同比增长3.7%;二氧化硫(SO2) 排放总量1274.6万吨，同比增长4.2%。“当前主要污染物排放总量削减任务十分艰 巨。为此，各地区、各部门要进一步增强环境保护责任感、紧迫感，严格按照国务院 要求，全面落实科学发展观，积极促进产业结构调整和经济增长方式的转变，加大污 染治理的力度，加强环境监督管理，确保“十一五”总量削减目标的实现”。目前我 国的污水处理率约70%，污水处理达标率更低，即使在污水处理做得最好的广东省， 其处理达标率也仅为70%左右，我国的其他广大区域，特别是北方地区，冬天的污水 水温(指进生物处理系统时)约在5-15℃，其处理效率比平常还要降低30%以上。
生活污水是来自家庭、机关、商业和城市公用设施及城市径流的污水。新鲜的城 市污水可以渐渐陈腐和腐化使溶解氧含量下降，出现厌氧降解反应，产生硫化氢、硫 醇、吲哚和粪臭素，使水具有恶臭。生活污水的成分99%为水，固体杂质不到1%，大 多为无毒物质，其中无机盐有氰化物、硫酸盐、磷酸盐、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐和 一些重碳酸墁等;有机物质有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等，另外还 有各种洗涤剂和微量金属，后者如锌、铜、铬、锰、镍和铅等;生活污水中还含有大 量的杂菌，主要为大肠菌群。另外生活污水中氮的磷的含量比较高，主要来源于商业 污水、城市地面径流和粪便、洗涤剂等。
城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水 处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原 始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。 处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS 工艺)等多种工艺，以达到不同的出水要求。几十年的污水处理实践表明，环境生物 技术是废水处理中最具有优越性的处理技术，也是目前最常用的处理技术，其最根本 的优势在于“它是污染物消除技术而不是污染物分离技术”(Biotechnology Newswatch，August 16，1993)。因而受到世界各国的高度重视。值得一提的是，几 乎所有的城市生活污水处理都采用以微生物处理技术为核心的处理工艺。
在废水的生物处理技术中，不论是悬浮细胞法，或是活性污泥法或生物膜法或投 加高效菌的生物强化法或其他方法，其关键核心是处理系统中的微生物，包括厌氧颗 粒污泥及好氧活性污泥、生物膜以及投加的高效降解菌。目前所采用的各种生物处理 系统中的微生物都是一些常温微生物，而常温微生物的生命本质决定了它们适宜温度 范围通常在20-35℃之间，当温度降低到15℃或以下，其生命活动，包括生长繁殖及 代谢活性，受到强烈抑制，也就难以有效降解污染物，因此冬季低温条件下处理效率 的降低是目前生物处理技术的必然结果。
在环境污染状况日益加剧同时国家排放标准也日益严格的情况下，低温条件下污 水处理效率低下的问题虽然已引起了关注与重视，但是目前还没有很好的解决思路与 办法。为了提高冬季低温条件下的污水处理系统的效率，国内外目前采用的方法除了 加温和保温措施外，并无其他方法;而加温和保温措施不仅增加了设备的投资，而且 也提高了运行管理费用，更主要是在大规模的污水处理厂难以实施。为了解决冬季低 温处理效率降低的问题，最根本的出路在于研究和开发在低温条件下仍然具有高效降 解污染物能力的低温微生物菌种。
微生物学的最新研究与发展表明，低温环境如南极、北极、冰川等地也存活着大 量的微生物，它们在低温条件下仍能够进行较快速的生长，低温微生物根据其生长温 度可以分为两大类：(1)嗜冷菌(psychrophiles)和耐冷菌(psychrotrophs)。嗜冷菌 指的是生长温度范围在-2-20℃，最适生长温度10℃左右的微生物，该类微生物在 5-15℃条件下仍然具有快速生长繁殖、维持高活性代谢水平的能力;耐冷菌指的是生 长温度范围在7-30℃，最适生长温度20℃左右的微生物，该类微生物在15-25℃条件 下仍然具有快速生长繁殖、维持高活性代谢水平的能力。这些微生物的生长温度范围 与我国广大北方地区的冬季污水/费水水温相吻合，是一类可开发利用的、宝贵的水 处理菌种资源。
南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372：菌落黄色，粘性，披绒毛，边缘 整齐，菌体球形，直径0.5-0.8μm，常以二聚或多聚形式存在，不活动，无内生孢子， 革兰氏阳性，好氧，最适生长温度为15-17℃，但当温度低至0℃时也可以生长。过 氧化物酶、氧化酶测试阳性，以下试验呈阳性：产吲哚试验、Voges-Proskauer试验、 甲基红、硝酸盐还原，可降解淀粉、吐温-20、吐温-40和吐温-80，可利用以下物质 作为碳源：阿拉伯糖醇、果糖、海藻糖、葡萄糖酸、甘露糖醇、鼠李糖、松二糖、木 糖醇、羟基丁酸、L-乳酸、L-苹果酸、D-苹果酸、丙酮酸甲脂、1-甲基琥珀酸、琥珀 酰胺、琥珀酸、N-乙酰-L-谷氨酸、丙氨酰胺盐酸盐、D-丙氨酸、L-丙氨酸、L-丙氨 酰-甘氨酸、L-天冬酰胺、L-谷氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸、L-焦谷氨酸、L-丝氨酸、甘 油、腺苷、肌苷、胸苷和尿苷。不能水解七叶树素和明胶，利用碳源时不产酸，对溶 菌酶、青霉素、四环素、红霉素、新生霉素、链霉素、甲氧苯青霉素、氯霉素、多粘 菌素和新霉素敏感，细胞壁肽聚糖为L-赖氨酸型，DNA G+C含量为66.4mol%。培养 基要求，LB培养基：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，加蒸馏水溶解后定容 至1000ml，pH自然。该菌株具有如序列表中序列1所示的16S rRNA基因序列。
发明内容
本发明的目的是提供一株南极微球菌在低温污水处理中的应用，即南极微球菌 (Micrococcus antarcticus)AS 1.2372在低温污水处理中的应用。
本发明还提供利用南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372进行低温污水 处理的方法。
本发明所提供低温污水处理的方法是利用南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372，在低温条件下进行污水处理，具体方法是将南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372接种于污水中在8℃至20℃下培养。
所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372在污水中培养的温度优选为 10-15℃。
所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372接种浓度为104以上，为 了减少成本投入，所述接种浓度可为104-108cfu/mL，优选为1.0×106- 1.0×107cfu/mL。
所述污水可为生活污水、淀粉厂污水、蓄禽养殖污水或屠宰场污水，优选为生活 污水。
所述南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372的16S rRNA基因具有如序 列表中序列1所示的核苷酸序列。
本发明利用南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372耐受低温生长环 境的特点，将其用于低温污水处理，实验证明，将南极微球菌(Micrococcus antarcticus)AS 1.2372接入生活污水中，在较低的温度下(8-20摄氏度)该菌株生 长良好，可以有效去除污水中淀粉、蛋白、脂肪和BOD、COD，在含此类污染物的低温 污水/废水(如生活污水)的生物处理中，具有很高的应用价值。
