申请日2014.02.26
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C12N1/20; C02F3/34; C12R1/01
摘要
一株形成生物膜的缺陷短波单胞菌及其在含氰废水处理中的应用属于生物修复技术;该缺陷短波单胞菌(Brevundimonas?diminuta)N5，已于2013年04月07日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，其保藏号为CGMCCNo.7412。所述缺陷短波单胞菌(Brevundimonas?diminuta)N5可以产生生物膜，当接种量为1.1%，30.6℃时，在含800mg·L-1乙腈的合成废水中培养24h后，菌株的成膜量OD570nm值为0.632。应用该菌株处理含氰废水，能够将乙腈降解菌对800mg·L-1乙腈的降解率从24%-43%提升至30%-53%;该菌株与乙腈降解菌联合培养所形成的生物膜在反应器运行30d后可将800mg·L-1乙腈完全去除并可降低出水COD值;本发明提供的菌株能够与高效乙腈降解菌混合挂膜，提高乙腈的去除效率，可以应用于含氰废水的生物膜法处理。
权利要求书
1.一株缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5，该菌株己于2013年04月07日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)”，保藏号为CGMCCNo.7412。
2.如权利要求1所述的一株缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5产生的生物膜。
3.如权利要求1所述的一株缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5在含氰废水处理中的应用。
说明书
一株形成生物膜的缺陷短波单胞菌及其在含氰废水处理中的应用
技术领域
本发明属于生物修复技术，主要涉及一株可产生物膜的缺陷短波单胞菌及其在含氰废水处理中的应用。
背景技术
生物膜是具有一定结构性和功能性的高度组织化的微生物群体，是微生物为其自身创造的独特生存方式。生物膜以其营养需求低，对水流剪切力的忍受度强，适应的pH范围广以及对抗生素的抗性能力强等优势被广泛应用于环境修复领域。生物膜法凭借其成本低、效率高、不会造成二次污染、稳定性强、环境条件要求低等诸多化学方法无法比拟的优点，成为污水治理领域的优势方法之一。
含氰废水是由氰化物的使用而产生的一种具有较高生物毒性的工业废水，是电镀、金属加工、炼钢、采矿、摄影、制药、炼焦及塑料工业等生产过程的副产物，其大量排放不仅会造成严重的环境污染，而且危及人类与动植物健康。乙腈是一种含氰基(R-CN)的有机化工原料，广泛用于制药、合成纤维、石油化工等领域，是含氰废水中的主要成分之一。随着乙腈产量和用量的迅速增加，含氰废水的排放量亦逐年增大。乙腈可由吸入、食入及皮肤吸收而进入体内，在生物体内转化为剧毒物质——氰化氢和乙醛，威胁人畜健康。含氰废水中的乙腈进入自然水域后会引起鱼类等水生生物大批死亡，对生态环境造成严重的破坏。
利用生物膜法处理含氰废水可以为含氰废水的生物治理提供一个新的途径。形成生物膜有利于提高细菌对有毒物质的承受能力和降解能力。向生物膜反应器中投加高效降解菌进行生物强化是生物法处理含氰废水的有效手段，然而在实际的污水处理过程中，降解菌株往往难以附着于载体表面，形成生物膜能力较弱。有研究表明，一些细菌能够发挥桥梁作用，将多种无亲缘关系的细菌组合进生物膜中，故在废水的处理中投加生物膜形成菌辅助降解菌挂膜是更可行的方法。因此，筛选出能够耐受高浓度氰化物的生物膜形成菌株，对于开展含氰废水的生物膜法处理具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一株形成生物膜能力强并且可以耐受高浓度乙腈的缺陷短波单胞菌，该菌产生的生物膜能够应用于含氰废水的处理中。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
本发明所提供的生物膜形成菌为缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5，已于2013年04月07日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)”，其保藏号为CGMCCNo.7412。地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码：100101。上述的缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5可以产生生物膜，最适生物膜形成条件为：当培养 液中添加5g·L-1的蔗糖时，接种量1.1%，培养温度30.6℃，pH7.6，培养时间37.0h，菌株的成膜量OD570nm值为3.062。
缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5可耐受高浓度的乙腈：当接种量为1.1%，30.6℃时，在含800mg·L-1乙腈的合成废水中培养24h后，菌株的成膜量OD570nm值为0.632。因此，高浓度乙腈对生物膜形成菌的生长没有明显抑制作用。
缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5可以提高乙腈降解菌的抗乙腈冲击能力：投加N5后，能够提高乙腈降解菌BX2单独培养所形成的生物膜的抗冲击水平，在12小时内将BX2对含有800mg·L-1乙腈的合成废水连续降解率从24%-43%提升至30%-53%。
上述缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5在含氰废水中的应用：缺陷短波单胞菌(Brevundimonasdiminuta)N5能够促使乙腈降解菌BX2在生物膜内大量增殖并发挥其降解作用，投加N5后MBBR反应器运行30d，出水乙腈的浓度0mg·L-1，COD浓度为38.5mg·L-1。
所述的乙腈降解菌BX2为紫红色红球菌(Rhodococcusrhodochrous)，已于2013年04月07日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，其保藏号为CGMCCNo.7411。当乙腈浓度为800mg·L-1时，在35℃，环境pH为7.5的条件下，16h时Rhodococcussp.BX2对乙腈的降解率为95.98%。见于孙晶，熊明华，成小松Rhodococcussp.BX2菌对乙腈的降解特性及其降解途径研究[J].环境科学学报，2012，32(5)：1041-1048.
生物膜反应器装置见于ChunyanLi，ImmobilizationofRhodococcusrhodochrousBX2(anacetonitriledegradingbacterium)withbiofilm-formingbacteriaforwastewatertreatment，BioresourceTechnology131(2013)390-396.
本发明提供的菌株，丰富了生物膜形成菌的多样性，为细菌生物膜结构及机理研究提供重要菌株资源，该生物膜形成菌为生物膜法处理含氰废水奠定了基础。应用该菌株与高效乙腈降解菌联合培养产生的生物膜处理含氰废水，能够提高乙腈的去除效，率降低出水COD值，可以应用于含氰废水的生物膜法处理。
