申请日2017.12.22
公开(公告)日2018.07.03
IPC分类号C02F3/34; C12N1/20; C02F101/30; C12R1/07
摘要
本发明公开一种用于低温污水处理的复合生物制剂，该复合生物制剂含有：甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicus WSWGH‑10发酵液和复合酶;复合酶包括蛋白酶、纤维素酶、氧化还原酶和果胶酶;低温温度为0～20℃。本发明还公开上述用于低温污水处理的复合生物制剂的制备方法及在低温污水处理中的应用。本发明首次将低温生防菌株WSWGH‑10用于污水处理领域，通过将低温生防菌株WSWGH‑10的发酵液与复合酶复合，使低温生防菌株WSWGH‑10的发酵液与多种复合酶协同作用，有效解决了目前微生物在低温条件下处理污水效果较低的问题，能够在低温条件下高效降解污水中的有机物，处理污水。
权利要求书
1.一种用于低温污水处理的复合生物制剂，其特征在于，该复合生物制剂含有：甲基营养型芽孢杆菌WSWGH-10发酵液和复合酶;所述复合酶包括蛋白酶、纤维素酶、氧化还原酶和果胶酶;所述低温温度为0～20℃。
2.根据权利要求1所述的用于低温污水处理的复合生物制剂，其特征在于，所述甲基营养型芽孢杆菌WSWGH-10发酵液按如下步骤制备获得：将甲基营养型芽孢杆菌WSWGH-10培养到对数期后按体积分数0.5%～1.5%接种到LB液体培养基中，0～30℃下，摇床震荡120～180rpm，培养24～48小时，即得所述甲基营养型芽孢杆菌WSWGH-10发酵液。
3.根据权利要求2所述的用于低温污水处理的复合生物制剂，其特征在于，蛋白酶的浓度为5～30U/mL，纤维素酶的浓度为5～20U/mL，氧化还原酶的浓度为10～25U/mL，果胶酶的浓度为5～20U/mL。
4.根据权利要求1所述的用于低温污水处理的复合生物制剂，其特征在于，所述蛋白酶为枯草杆菌蛋白酶;所述纤维素酶来源于黑曲霉，载体为淀粉;所述氧化还原酶为过氧化氢酶，来源于牛肝脏;所述果胶酶为果胶裂解酶。
5.权利要求1～4中任意一项所述的用于低温污水处理的复合生物制剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
1)将活化的甲基营养型芽孢杆菌WSWGH-10培养到对数期，然后按培养基体积0.5%～1.5%的接种量将培养到对数期的菌种接种到LB液体培养基中，0～30℃下，摇床震荡120～180rpm，培养24～48小时，制得甲基营养型芽孢杆菌WSWGH-10发酵液;
2)在步骤1)制得的所述发酵液中加入蛋白酶、纤维素酶、氧化还原酶和果胶酶，使得到的复合生物制剂中，蛋白酶的浓度为5～30U/mL，纤维素酶的浓度为5～20U/mL，氧化还原酶的浓度为10～25U/mL，果胶酶的浓度为5～20U/mL。
6.权利要求1所述的复合生物制剂在低温污水处理中的应用，所述低温温度为0～20℃。
7.根据权利要求6所述的复合生物制剂在低温污水处理中的应用，所述低温温度为0～10℃。
说明书
用于低温污水处理的复合生物制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及污水处理，特别是用于低温污水处理的复合生物制剂及其制备方法和应用。
背景技术
水以液态、气态和固态三种状态存在，广泛分布在地壳、水圈、大气圈和生物体内，进行水循环。水的物理、化学特性决定了它是组成生态环境系统的重要化合物，是人类生存并进行生产活动必不可少的自然资源。水资源是指在水循环中存在于江河、湖泊、冰川和地下较浅的含水层中的水，其主要来源于大气降水，通过水循环而得到补充和更新。水污染不仅会加剧一些原本水资源短缺的地区出现水质型或污染型缺水，还会威胁公众的健康和生活质量，严重影响人类社会的可持续发展。正常情况下，水中有一定的溶氧量，溶氧量不但保证水生生物生存，还能通过氧化还原反应促进污染物降解，促进天然水体的自净。生物污水、工业废水的排放使大量有机物以大量氮、磷、钾元素进入自然水体，导致水中藻类大量繁殖，水中溶氧量下降，以致水生植物、水生动物大量死亡。此外，自然水体中的污染物还会通过饮水或食物链进入人体，使人体急性或慢性中毒。
目前，污水处理技术主要包括以下几种：(1)向污水中加入化学物质来降解或回收污水中的污染物，包括沉淀法、中和法、氧化还原法和化学物理消毒法等;(2)利用物理化学的方法除去污水中的污染物，包括离子交换法、吸附法和膜分离法等;(3)通过物理方法来分离、回收污水中的不溶性污染物;(4)通过微生物的代谢作用将污水中的有机污染物降解为稳定而无害的物质的方法。微生物降解法因具有二次污染小、处理彻底、能耗低且效率高等优点而被广泛运用，然而，现有的微生物降解法中微生物活性受温度影响，随温度下降其处理污水能力下降。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够在低温条件下高效处理污水的微生物复合生物制剂。
本发明的另一目的是提供上述复合生物制剂的制备方法和应用。
技术方案：本发明提供一种用于低温污水处理的复合生物制剂，该复合生物制剂含有：甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10发酵液和复合酶;复合酶包括蛋白酶、纤维素酶、氧化还原酶和果胶酶;上述低温是指温度为0～20℃。
甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10发酵液按如下步骤制备获得：将甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10菌株培养到对数期后按体积分数0.5%～1.5%接种到LB液体培养基中，0～30℃条件下，摇床震荡120～180rpm，培养24～48小时，即得甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10发酵液。
甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.11541，该菌种已在公开号为CN105670958A、申请号为201510762018.X的在先专利中公开。
将甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicusWSWGH-10菌株培养到对数期的过程可使用本领域已知的培养基和培养条件进行。
本发明的复合生物制剂中，蛋白酶的浓度为5～30U/mL，纤维素酶的浓度为5～20U/mL，氧化还原酶的浓度为10～25U/mL，果胶酶的浓度为5～20U/mL。当复合酶含量在此范围内时，复合酶可与甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicusWSWGH-10发酵液协同配合，高效地在低温条件下处理污水。优选地，蛋白酶为枯草杆菌蛋白酶;纤维素酶来源于黑曲霉，载体为淀粉;氧化还原酶为过氧化氢酶，来源于牛肝脏;果胶酶为果胶裂解酶。
蛋白酶的酶活定义为：1mL粗酶液，于40℃、pH3.0条件下，1分钟水解酪蛋白产生1μg酪氨酸的酶量为1个酶活力单位，以U/mL表示。
纤维素酶的酶活定义为：1mL粗酶液，于40℃、pH值为4.5条件下，1分钟水解滤纸产生1μg葡萄糖的酶量为1个酶活力单位，以U/mL表示。
氧化还原酶的酶活定义为：1mL粗酶液，于25℃、pH值为8.0条件下，1分钟还原1μmol K3Fe(CN)6的酶量为1个酶活力单位，以U/mL表示。
果胶酶的酶活定义为：1mL粗酶液，于50℃、pH值为3.5条件下，1分钟分解果胶产生1μg半乳糖醛酸的酶量为一个酶活单位，以U/mL表示。
本发明另一方面提供上述用于低温污水处理的复合生物制剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将活化的甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10菌株培养到对数期，然后按培养基体积的0.5%～1.5%接种量将培养到对数期的菌种接种到LB液体培养基中，0～30℃下，摇床震荡120～180rpm，培养24～48小时，制得甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)WSWGH-10发酵液;
2)在步骤1)制得的发酵液中加入蛋白酶、纤维素酶、氧化还原酶和果胶酶，使得到的复合生物制剂中，蛋白酶的浓度为5～30U/mL，纤维素酶的浓度为5～20U/mL，氧化还原酶的浓度为10～25U/mL，果胶酶的浓度为5～20U/mL。
上述低温温度为0～20℃;进一步地，本发明的复合生物制剂在0～10℃下依然具有较高的处理污水的效率。
有益效果：本发明首次将低温生防菌株WSWGH-10用于污水处理领域，通过将低温生防菌株WSWGH-10的发酵液与多种复合酶复合，使低温生防菌株WSWGH-10的发酵液与多种复合酶协同作用，有效解决了目前微生物在低温条件下处理污水效果较低的问题，能够在低温条件下高效降解污水中的有机物，处理污水。
