公布日：2022.02.18
申请日：2021.12.10
分类号：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
本发明涉及一种降解废水中COD的复合菌剂，每g或每ml的复合菌剂包含如下活菌数：枯草芽孢杆菌(20‑40)×108个、地衣芽孢杆菌(20‑40)×108个、解淀粉芽孢杆菌(15‑35)×108个和易变副球菌(Paracoccusversutus)(5‑15)×108个；本发明的复合菌剂在使用时菌剂的添加量低，见效速度快，COD降解效果好；50‑500ppm的添加量即可达到95％以上的COD降解率；且菌种数量少，成本低，仅包含四种菌种，且枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌三种菌种均可自市场上购买任一厂家的产品，可合理控制成本。
权利要求书
1.一种降解废水中COD的复合菌剂，其特征在于，每g或每ml的复合菌剂中包含如下活菌数：枯草芽孢杆菌(20~40)×108个、地衣芽孢杆菌(20~40)×108个、解淀粉芽孢杆菌(15~35)×108个和易变副球菌(Paracoccusversutus)(5~15)×108个；其中，所述易变副球菌(Paracoccusversutus)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：CGMCCNo.23528。
2.根据权利要求1所述的复合菌剂，其特征在于，每g或每ml的复合菌剂包含如下活菌数：枯草芽孢杆菌30×108个、地衣芽孢杆菌30×108个、解淀粉芽孢杆菌20×108个和易变副球菌10×108个。
3.根据权利要求1或2所述的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂为固体复合菌剂。
4.权利要求1~3中任一项所述的复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)一级种子培养：无菌条件下分别取枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和易变副球菌接种于富集培养基中，于25~35℃、150~300rpm的条件下培养12~36h，得到一级种子培养液；(2)二级种子培养：无菌条件下分别将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和易变副球菌的一级种子培养液按照1~5vol％的接种量接种于富集培养基中，于25~35℃、150~300rpm的条件下培养12~36h，得到二级种子培养液；(3)发酵：待发酵罐内的发酵培养基消毒完毕后，分别将步骤(2)所得的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和易变副球菌的二级种子培养液按照5~10vol％的接种量接种于发酵培养基中，控制温度为25~35℃，通气比为1:(1~2)、150~300rpm的条件下发酵，待溶氧开始上升时停止发酵，得各个菌株的发酵液；(4)制备复合菌剂，不同形态的复合菌剂制备方法如下：液体复合菌剂：将步骤(3)所得的各个菌株的发酵液进行稀释，按比例混合灌装，即得液体复合菌剂；固体复合菌剂：将步骤(3)所得的各个菌株的发酵液离心后制成菌泥，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽胞杆菌的菌泥置于50~70℃的烘箱中烘干，后粉碎制得菌粉，易变副球菌的菌泥中添加保护剂后冷冻干燥，后粉碎制得菌粉，将四种菌种的菌粉按比例混合，即得固体的复合菌剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述富集培养基的组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化钠10g/L，且pH＝6.5~8；所述枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的发酵培养基组成为：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；所述解淀粉芽胞杆菌的发酵培养基组成为：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；所述易变副球菌的发酵培养基组成为：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.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、醋酸钠或丁二酸钠中的一种或多种；所述氮源选自酵母浸粉、豆饼粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵或硝酸钾中的一种或多种。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述保护剂为淀粉、甘油或麸皮中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述保护剂的添加量为易变副球菌菌粉质量的30~50wt％。
9.一种使用权利要求1~3中任一项所述的复合菌剂净化水体的方法，其特征在于，包括向水体中施加复合菌剂的步骤，优选的，所述复合菌剂的施加量为50~500ppm，更优选的，所述复合菌剂的施加量为50~200ppm，最优选的，所述复合菌剂的施加量为100~200ppm。
10.权利要求1~4中任一项所述的复合菌剂在水净化领域的应用，优选的，所述复合菌剂用于降解水中的COD。
发明内容
本发明针对污废水的好氧处理中现有的微生物菌种在COD降解效率上所存在的不足，提供一种对废水环境适应性强、成本低、无二次污染且在高难有机废水中对COD的降解率可达到95％以上的复合微生物菌剂。
一种降解废水中COD的复合菌剂，每g或每ml的复合菌剂包含如下活菌数：枯草芽孢杆菌(20~40)×108个，优选30×108个；地衣芽孢杆菌(20~40)×108个，优选30×108个；解淀粉芽孢杆菌(15~35)×108个，优选20×108个；和易变副球菌AOB133(5~15)×108个，优选10×108个；
其中，所述易变副球菌(Paracoccusversutus)AOB133保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：CGMCCNo.23528，保藏日期为：2021年9月30日，其16SrDNA序列如SEQIDNo:1所示，本发明中所指的易变副球菌均是指易变副球菌(Paracoccusversutus)AOB133菌株。
优选的，所述复合菌剂为固体复合菌剂。
进一步，所述固体复合菌剂包含如下菌粉：枯草芽孢杆菌22~32wt％，优选27wt％；地衣芽孢杆菌22~32wt％，优选27wt％；解淀粉芽孢杆菌24~34wt％，优选29wt％；易变副球菌12~22wt％，优选17wt％，其中枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌粉的活菌数为(100~120)×108个/g，解淀粉芽孢杆菌菌粉的活菌数为(70~90)×108个/g，易变副球菌菌粉的活菌数为(40~60)×108个/g。
本发明复合菌剂中所选用的菌株特性及功能如下：
(1)枯草芽孢杆菌：可利用蛋白质、多种糖及淀粉，是α~淀粉酶和中性蛋白酶的重要生产菌，其分泌的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。
(2)地衣芽孢杆菌：可产生活性较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，促进有益菌生长，并具有独特的生物夺氧作用机制，能抑制致病菌的生长繁殖。
(3)解淀粉芽孢杆菌：可产生具有抑制活性的抑菌蛋白，使病原真菌的膜通透性增加从而死亡，与功能菌产生协同作用，对各类水体具有较强的适应能力。
(4)易变副球菌(Paracoccusversutus)AOB133：可产生酸类物质，有效水解多种有机工业废水中含有的大分子有机物为小分子物质，增加水体可生化性，使功能菌更好的发挥作用，大大增加COD的降解效率。
本发明提供的复合菌剂的有益效果为：
(1)菌剂添加量低，见效速度快，COD降解效果好；50~500ppm的添加量即可达到95％以上的COD降解率；
(2)菌种数量少，成本低，仅包含四种菌种，且枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌三种菌种均可自市场上购买任一厂家的产品，可合理控制成本；
(3)水体中使用本发明的复合菌剂后可同时产生抗生素类物质，抑制致病菌的生长，净化水体，且不破坏原始环境、无二次污染、处理效果好且操作简便；
(4)使用本发明的复合菌剂后可有效提高生化系统的启动速度，提高系统的处理能力及抗冲击能力，增加水体的可生化性，降低难降解有机污染物的比例，减少剩余污泥的产生量，改善污泥沉降性能。
本发明还要求保护上述复合菌剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)一级种子培养：无菌条件下分别取枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和易变副球菌接种于富集培养基中，于25~35℃、150~300rpm的条件下培养12~36h，得到一级种子培养液；
(2)二级种子培养：无菌条件下分别将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和易变副球菌的一级种子培养液按照1~5vol％的接种量接种于富集培养基中，于25~35℃、150~300rpm的条件下培养12~36h，得到二级种子培养液；
(3)发酵：待发酵罐内的发酵培养基消毒完毕后，分别将步骤(2)所得的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和易变副球菌的二级种子培养液按照5~10vol％的接种量接种于发酵培养基中，控制温度为25~35℃，通气比为1:(1~2)、150~300rpm的条件下发酵，待溶氧开始上升时停止发酵，得各个菌株的发酵液；
(4)制备复合菌剂，不同形态的复合菌剂制备方法如下：
液体复合菌剂：将步骤(3)所得的各个菌株的发酵液进行稀释，按比例灌装，即得液体复合菌剂；
固体复合菌剂：将步骤(3)所得的各个菌株的发酵液离心后制成菌泥，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽胞杆菌的菌泥置于50~70℃的烘箱中烘干，后粉碎制得菌粉，易变副球菌的菌泥中添加保护剂后冷冻干燥，后粉碎制得菌粉，将四种菌种的菌粉按质量比混合，即得固体的复合菌剂。
进一步，所述富集培养基的组成为：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化钠10g/L，且pH＝6.5~8。
进一步，所述枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的发酵培养基组成为：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。
进一步，所述解淀粉芽胞杆菌的发酵培养基组成为：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。
进一步，所述易变副球菌的发酵培养基组成为：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。
进一步，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、醋酸钠或丁二酸钠中的一种或多种。
进一步，所述氮源选自酵母浸粉、豆饼粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵或硝酸钾中的一种或多种。
进一步，所述保护剂为淀粉、甘油或麸皮中的一种或多种，优选的，所述保护剂的添加量为易变副球菌菌粉质量的30~50wt％。
本发明还要求保护使用上述的复合菌剂净化水体的方法，包括向水体中施加本发明复合菌剂的步骤，优选的，复合菌剂的施加量为50~500ppm，更优选的，复合菌剂的施加量为50~200ppm，最优选的，复合菌剂的施加量为100~200ppm。
本发明还要求保护上述的复合菌剂在水净化领域的应用，优选的，所述复合菌剂用于降解水中的COD。
（发明人：吴娜;刘圣鹏;张大飞;朱威;刘君）
