一種水生叢毛單胞菌及其培養方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微生物及生物降解領域，具體地，涉及一種水生叢毛單胞菌及其培養 方法與應用。
【背景技術】
[0002] 造紙工業污水排放量大，污水中又含有大量的纖維素、纖維素、無機堿以及樹脂、 單寧、蛋白質等，致使污水色度深、堿度大，難降解有機物含量高、耗氧量大，屬于典型的綜 合性高濃度有機污水。我國的造紙工業污染尤為嚴重。造紙工業對水環境的污染已經嚴重 威脅環境安全和人類的身體健康，在世界范圍內受到廣泛關注，解決造紙污水的污染成為 當務之急。
[0003] 近幾十年來，人們對污染物的生物降解進行了相當詳細的研究，并取得了許多成 果。然而，微生物在工業廢水中污染物的生物降解研究相對較少，主要是工業廢水惡劣的條 件所制約，如高鹽度、極端PH、溶氧量低等。普通微生物和活性污泥都很難實現纖維素的有 效降解。目前針對造紙污水中纖維素的處理方法多集中于Fenton試劑處理法等化學氧化 方法。但是，化學方法需要投加大量的藥劑，成本較高，還容易造成二次污染。因此，通過篩 選降解菌，用生物法來處理污水中的纖維素成為了最佳選擇。
[0004] 叢毛單胞菌屬于1985年由DeVos等建立，目前歸于該屬的種包括土生叢毛單胞 菌、睪丸酮叢毛單胞菌、食酸叢毛單胞菌、水生叢毛單胞菌等。這一類細菌對于酚類、奎林類 等污染物的降解很早就被研究人員發現，由于遺傳背景的差異性，不同的叢毛單胞菌可以 降解的污染物及降解特性都有所不同。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于彌補現有技術中的缺陷，提供一種在好氧的條件下可以降解污 水中的纖維素，從而降低污水的C0D，且降解起效時間短的水生叢毛單胞菌及其培養方法與 應用。
[0006] 本發明的水生叢毛單胞菌KY-02是由制漿造紙污水廠活性污泥中篩選出來，其菌 落在培養平板上呈片狀菌苔，菌苔扁平不透明，很大，白色，表面絨毛狀干燥，邊緣呈分支 裂開，單體呈粗桿狀，革蘭氏染色陰性，具有較強的可溶性纖維素降解能力。基于形態特征、 生理生化特征，將該菌株鑒定為水生叢毛單胞菌，命名為KY-02。該菌株于2015年12月 11日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（簡稱CGMCC，地址：北京市 朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101)，保藏編號為CGMCC No. 11866,分類名為水生從毛單胞菌Comamonasaquatic。
[0007] 本發明提供了培養上述述水生叢毛單胞菌KY-02的培養基，其配方為，每1L水中， 含有：（NH4)2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g， pH7.2,固態加2%的瓊脂。
[0008] 上述培養基，是由下述方法制備得到的：上述各組分按組方稱量好后用水溶解制 成備用培養基，于121°C，102kpa下滅菌20_30min。
[0009] 含有所述水生叢毛單胞菌KY-02的菌劑或生物清潔劑屬于本發明的保護范圍。
[0010] 進一步地，上述菌劑或生物清潔劑中水生叢毛單胞菌ΚΥ-02的含量為105-10s/ml。 控制水分在15% -20%。
[0011] 本發明提供了水生叢毛單胞菌KY-02或含有該菌的菌劑或生物清潔劑在清潔環 境中的應用。
[0012] 本發明提供了水生叢毛單胞菌KY-02或含有該菌的菌劑或生物清潔劑在凈化工 業廢水中的應用。
[0013] 本發明提供了水生叢毛單胞菌KY-02或含有該菌的菌劑或生物清潔劑在降解造 紙污水中纖維素含量中的應用。
[0014] 進一步地，上述應用是水生叢毛單胞菌KY-02濃度為105-106/ml時，以5% -15% 的接種量投入污水中。
[0015] 其中，所述污水中的纖維素含量蘭1500mg/L。
[0016] 優選地，所述污水中纖維素含量200-570mg/L。
[0017] 更優選地，所述污水中纖維素含量250-570mg/L。
[0018] 水生叢毛單胞菌KY-02在好氧的條件下可以降解污水中的纖維素，可降解污水中 的纖維素含量為1500mg/L，從而降低污水的C0D，并且降解起效時間短，在第2天降解率就 能達到大約15%。與物理、化學方法相比具有成本低、無二次污染等優點，在造紙污水處理 領域有廣泛的應用前景和較好的經濟價值。
【具體實施方式】
[0019] 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。在不背離本發明精神 和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。
[0020] 若未特別指明，實施例中所用的化學試劑均為常規市售試劑，實施例中所用的技 術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。
[0021] 實施例1水生叢毛單胞菌KY-02的分離和鑒定
[0022] 本發明的水生叢毛單胞菌KY-02是由制漿造紙污水廠活性污泥中篩選出來，其菌 落在培養平板上呈片狀菌苔，菌苔扁平不透明，很大，白色，表面絨毛狀干燥，邊緣呈分支 裂開，單體呈粗桿狀，革蘭氏染色陰性，具有較強的可溶性纖維素降解能力。
[0023]綜合菌體形態、生理生化特性和16SrDNA基因序列（如SEQIDNO. 1所示），將該 菌株鑒定為水生叢毛單胞菌，命名為KY-02。該菌株于2015年12月11日保藏于中國微生 物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（簡稱CGMCC，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院 3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101)，保藏編號為CGMCCNo. 11866,分類名為水生 從毛單胞菌Comamonasaquatic〇
[0024] 實施例2水生叢毛單胞菌KY-02的降解纖維素的性能試驗
[0025]實驗一、將所述水生叢毛單胞菌KY-02接入培養基中培養，其中培養基的組成為： (NH4)2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040.5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，蒸餾 水1000ml，PH7. 2培養2天至菌濃約為105-106/ml;以5%的接種量，天津市星河紙業造紙 污水處理廠和寧河紙業造紙污水處理廠的好氧段出水為實驗對象，將每處污水l〇〇ml裝入 500ml三角瓶中（編號為1和2)，以硅膠塞封住三角瓶口，在180r/min，30°C下培養2天。 分別取樣，離心后用紫外分光光度法測上清液中纖維素含量。結果見表1。
[0026] 實驗二、使用的培養基含量以及接種的量和實施例2不同，污水編號3和4
[0027] 實施方法：將所述水生叢毛單胞菌KY-02接入培養基中培養，其中培養基的組成 為：（NH4) 2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，蒸餾 水1000ml，PH7. 2培養2天至菌濃約為105-106/ml;以10 %的接種量，天津市星河紙業造紙 污水處理廠和寧河紙業造紙污水處理廠的好氧段出水為實驗對象，將每處污水l〇〇ml裝入 500ml三角瓶中（編號為3和4)，以硅膠塞封住三角瓶口，在180r/min，30°C下培養2天。 分別取樣，離心后用紫外分光光度法測上清液中纖維素含量。結果見表1。
[0028] 實驗三、使用的培養基含量以及接種的量和實施例2和3不同，污水編號5和6
[0029] 實施方法：將所述水生叢毛單胞菌KY-02接入培養基中培養，其中培養基的組成 為：（NH4)2S042g，K2HP04 0· 5g，NaCl0· 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，餾 水1000ml，PH7. 2培養2天至菌濃約為105-106/ml;以15 %的接種量，天津市星河紙業造紙 污水處理廠和寧河紙業造紙污水處理廠的好氧段出水為實驗對象，將每處污水l〇〇ml裝入 500ml三角瓶中（編號為5和6)，以硅膠塞封住三角瓶口，在180r/min，30°C下培養2天。 分別取樣，離心后用紫外分光光度法測上清液中纖維素含量。結果見表1。
[0030] 表 1
[0031]
[0032] 纖維素的測定方法：分別配制濃度為20, 40, 60, 40, 100, 120 (mg/L)的纖維素磺酸 鹽溶液。使用紫外分光光度法，調節波長為276nm，測其吸光度。然后根據測量結果繪制標 準曲線。取污水樣品5ml，在5000rpm下離心lOmin。取上清液稀釋至5-10倍，使得纖維素 含量在20-120mg/L范圍內。使用紫外分光光度法，測定樣品的吸光值，再根據標準曲線和 稀釋倍數，計算得到樣品中纖維素的含量。
[0033] 降解率的計算方法：降解率=(處理前纖維素含量-處理后纖維素含量）/處理前 纖維素含量
[0034] 結果顯示：水生叢毛單胞菌KY-02對于星河紙業和寧河紙業造紙廢水中的纖維素 有顯著的降解能力，即便是污水中纖維素含量高達571mg/L，降解率也能達到16%左右，并 且降解效果穩定，重復多次，降解效果基本一致。
[0035] 實施例3水生叢毛單胞菌KY-02降解COD
[0036] 實施方法：
[0037] 1、將所述水生叢毛單胞菌KY-02接種至LB培養基，30 °C振蕩培養至菌濃約為 107-l〇7ml;
[0038] 2、以10%接種量接種于50L曝氣池中，室溫（22-27°C)下曝氣運行4天，維持溶 氧為4ppm;
[0039] 3、系統停止曝氣，沉淀取上清，按照《重鉻酸鹽法（GB11914-89)》測定COD。
[0040] 處理對象為實施例2-4中二處不同造紙污水處理廠的好氧段出水，分別編號為1 和2,主要污染物為纖維素及其降解產物。結果如表2。
[0041 ]表 2
[0042]
[0043] 降解率的計算方法：降解率=(處理前C0D-處理后C0D)/處理前C0D
[0044] 結果顯示：水生叢毛單胞菌KY-02可以有效的降解星河紙業和寧和紙業造紙污水 的C0D，其效果和去除纖維素的效果一致。
【主權項】
1. 一種水生叢毛單胞菌（Comamonasaquatic)KY-02,其保藏編號為CGMCCNo. 11866。2. 培養權利要求1所述水生叢毛單胞菌KY-02的培養基，其配方為，每1L水中，含有： (NH4)2S042g，Κ2ΗΡ040· 5g，NaClO. 5g，MgS040 . 5g，KN03lg，纖維素磺酸鹽 0· 5-1. 5g，ρΗ7· 2,固 態加2%的瓊脂。3. 含有權利要求1所述水生叢毛單胞菌ΚΥ-02的菌劑或生物清潔劑。4. 如權利要求3所述的菌劑或生物清潔劑，其特征在于，水生叢毛單胞菌ΚΥ-02的含量 為 105-10s/ml。5. 權利要求1所述的水生叢毛單胞菌KY-02或權利要求3所述的菌劑或生物清潔劑在 清潔環境中的應用。6. 權利要求1所述的水生叢毛單胞菌KY-02或權利要求3所述的菌劑或生物清潔劑在 凈化工業廢水中的應用。7. 權利要求1所述的水生叢毛單胞菌KY-02或權利要求3所述的菌劑或生物清潔劑在 降解造紙污水中纖維素含量中的應用。8. 如權利要求7所述的應用，其特征在于，水生叢毛單胞菌KY-02濃度為10 5-106/ml 時，以5-15%的接種量投入污水中。9. 如權利要求7或8所述的應用，其特征在于，污水中的纖維素含量< 1500mg/L。10. 如權利要求9所述的應用，其特征在于，污水中纖維素含量200-570mg/L。
【專利摘要】本發明提供一種水生叢毛單胞菌及其培養方法與應用。該菌為KY-02，保藏編號為CGMCC？No.11866，本發明提供了水生叢毛單胞菌KY-02在好氧的條件下可以降解污水中的纖維素，可降解污水中的纖維素含量為1500mg/L，從而降低污水的COD，并且降解起效時間短，在第2天降解率就能達到大約15％。與物理、化學方法相比具有成本低、無二次污染等優點，在造紙污水處理領域有廣泛的應用前景和較好的經濟價值。CGMCC No.11
【IPC分類】C02F103/28, C12R1/01, C12N1/20, C02F3/34
【公開號】CN105420170
【申請號】CN201511033629
【發明人】王曉陽, 李玉慶, 張建, 薛二軍, 韓超
【申請人】天津凱英科技發展有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月30日