申请日2015.09.22
公开(公告)日2016.01.06
IPC分类号C12N1/21; C12N1/20; C12N9/20; C02F3/34; C02F9/14; C12R1/07; C12R1/01
摘要
一种用于处理高油脂餐饮污水的微生物制剂及其应用。本发明属于污水处理领域，公开了一种去除城市餐饮污水中污染物的方法，该方法中使用了复合菌剂，该菌剂含有红球菌15份，脱氮硫杆菌10份，鞘氨醇单孢菌6份，短小芽孢杆菌30份。本发明的主要采用微生物来处理污染物，能够有效地去除餐饮污水中的油脂污染物，并且投入成本低，具备较好的应用前景。
权利要求书
1.一种微生物菌剂，其由四种微生物组成。
2.一种微生物菌剂，其由如下各组分组成：红球菌15份，脱氮硫杆菌10份，鞘氨醇单孢菌6份，短小芽孢杆菌30份。
3.如权利要求2所述的菌剂，其特征在于：所述的短小芽孢杆菌为转入了编码如下任一个蛋白变体的编码基因的短小芽孢杆菌菌株,所述蛋白变体为相对于蛋白原始氨基酸序列分别进行如下突变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参见GenBank：WP_011915015.1。
4.如权利要求1-3任一项所述的菌剂在处理富含高油脂的餐饮污水中的应用。
5.一种蛋白变体，其特征在于：蛋白变体为相对于蛋白原始氨基酸序列分别进行如下突变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参见GenBank：WP_011915015.1。
说明书
一种用于处理高油脂餐饮污水的微生物制剂及其应用
技术领域
本发明涉及应用于含高油脂餐饮污水处理的微生物制剂属于环境生物技术领域。
背景技术
随着社会的发展和人民生活水平的提高，餐饮行业日益繁荣。餐饮行业排放的污水一般含有油脂，以及清洗油脂的洗涤剂所残留的化学物质，此类污水若直接排放，会造成环境污染，由于此类污水中存在的油脂性物质容易沾附在排水管道上，长期积累容易造成管道堵塞。目前餐饮企业以及商家产生的废水一般直接通过排水系统进入城市污水处理厂，城市污水处理厂中设有生化处理系统，通过微生物对废水中的重金属、氮、磷以及其他有害物质进行分解，但餐饮类污水中含有的油脂性物质容易使生化处理系统中的微生物死亡，导致污水处理效率低、净化效果差、排放不达标。因此，一种针对含有油脂的餐饮废水处理方法，是目前所需要的。
油脂废水具有水量大、水质波动很大、含油量高、COD高、悬浮物含量大、酸性强、成分复杂等特点。目前的处理方法以生物处理法为主，同时需辅以必要的预处理和物理化学深度处理。物化处理方法主要是依靠添加絮凝剂，使水体中油脂、悬浮物聚合，通过沉淀或上浮的方式，实现油脂、悬浮物与水体分离。背景技术的絮凝剂主要为聚合铝盐和铁盐，但实际水体中，油与水的存在形式只有“水包油”或“油包水”两种情况，依靠目前背景技术的絮凝剂很难彻底分离，水体颜色未有明显淡化;而且其水溶液为酸性，对管道等设备有一定的腐蚀性，并且会增加后续的处理成本。
解决含油脂废水污染问题的关键集中在污水的处理技术及其效果上。目前采用的主要有物理法、化学法和生物法。物理法处理含油脂的污水，主要是利用油脂和水的理化性质不同实现油水分离，从而达到除去油脂的效果，物理法可以在某种程度上回收利用部分油脂，但对污水处理而言，油脂去除率低、能耗高;化学法处理含油污水，主要是通过添加化学试剂对油脂进行降解，从而达到除去油脂的目的，该方法往往需要添加一些化学试剂，不仅能耗高，而且容易造成化学试剂的二次污染等问题;生物法处理含油脂污水，主要是通过微生物的降解作用对油脂分解，从而达到除去油脂的目的。生物法已经逐步替代了常规的物理、化学方法，成为当今世界应对含油脂污水的主要方法。
生物法中以脂肪酶制剂进行预处理的应用较为广泛，也有利用产脂肪酶微生物直接应用于含油脂污水处理的。脂肪酶制剂应用于含油脂污水的处理，是在污水进行活性污泥法处理前，通过脂肪酶对污水中油脂的水解作用，达到分解污水中油脂为小分子有机物的目的。这样不仅需要额外添加相应的设备，增加了污水处理的工艺流程，而且所用的脂肪酶必须经过固定化以改善其酶学性质，这些必然使得污水处理的成本大大增加。将产脂肪酶微生物直接加入活性污泥中，可以省去添加设备和增加工艺流程的麻烦，但由于一般产脂肪酶微生物的脂肪酶活性低、性质不佳等原因，以至污水处理中的油脂去除效率低，污水处理周期长。
发明内容
本发明的目的是提出一种高活力的高油脂餐饮污水处理的微生物制剂及其制备方法和应用。
以下是实现本发明目的的技术路线：
污水预处理，将餐饮污水经过固液分离器，进行固液分离，去除大块固体颗粒物质，随后液体进入沉淀池，沉淀4小时，再将液体通过圆孔过滤网去除固体絮凝物，圆孔过滤网的圆孔直径为0.1mm。
生物氧化:经圆孔过滤网的液体进入生物反应池，调节pH为7，按每立方米液体每次投加复合菌剂15克，每天投加1次，连续投加一周，最后静置3天，将液体排出。
上述混合菌液由如下重量份的原料菌混合而成:
红球菌15份，脱氮硫杆菌10份，鞘氨醇单孢菌6份，短小芽孢杆菌30份;上述各原料菌的浓度均控制在(1-2)×108个/ml。上述菌种可以是现有技术的常规菌株;
所述红球菌为红球菌(Rhodococcusrhodochrous)ATCC15906;
所述脱氮硫杆菌为脱氮硫杆菌(Thiobacillusdenitrificans)ATCC25259;
所述鞘氨醇单孢菌为鞘氨醇单孢菌(Sphingomonassp.)CGMCCN0.4589;
所述短小芽孢杆菌为短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)ATCC27142。
本发明所述的菌均可以从CGMCC、CCTCC以及美国模式培养物集存库(ATCC)等商业途径购买得到。
本发明同时提供一种能够高效消化油脂的转基因菌株，该菌株通过将氨基酸序列如WP_011915015.1所示的序列导入到短小芽孢杆菌中实现其目的。
所述的短小芽孢杆菌为转入了编码如下任一个蛋白变体的编码基因的短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)ATCC27142菌株,所述蛋白变体为相对于蛋白原始氨基酸序列分别进行如下突变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参见GenBank：WP_011915015.1(65L/S表示在原始序列第65位的L氨基酸替换为S氨基酸)。这些突变后的氨基酸序列使得导入了该突变后的氨基酸序列的菌株具有相对于未突变的菌株具有更好的效果。而申请人通过大量的实验证实，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杆菌与其它菌株一起并不具有较好的污水处理的效果。
利用DNAMAN软件分析，根据氨基酸序列WP_011915015.1全基因合成所述的核苷酸序列YZ基因，通过进行扩增获得目的片段，PCR扩增获得目的基因YZ(同时通过多重PCR将相应的突变位点引入到基因序列中，从而获得了不同突变体基因)，用限制性内切酶进行双酶切PCR产物，与同样经过双酶切的表达载体PWB980相连，将验证成功的重组质粒转化进入到所述短小芽孢杆菌中，获得降解高油脂的污水的基因工程菌。
本发明的各菌种的扩大培养均为本领域的常规培养方式，也可以参照文献中记载的培养方式获得。
本发明取得的主要有益效果如下:本发明采用微生物菌剂处理污餐饮水，有效地净化了污水，并且去除了餐饮污水中的高油脂污染，具有较好的应用前景。
