盐单胞菌株、复合菌群和微生物菌剂的制备方法和应用

1.本发明涉及微生物处理废水领域，尤其涉及盐单胞菌株、复合菌群和微生物菌剂的制备方法和应用。


背景技术：

2.高盐度、高尿素、高cod的废水处理和循环利用一直是水处理研究技术研究的重点与难点。因为在盐度大于2％的情况下，微生物胞内压力远低于胞外，微生物细胞内的水分大量渗透至胞外环境中，使得微生物脱水、质壁分离，不仅生长及活动代谢受到抑制，严重的更会导致微生物迅速失活死亡，从而导致系统微生物处理效率大幅度降低，甚至生物处理系统会崩溃。因此，对高盐高尿素高cod的废水进行稳定高效处理及资源化至关重要。
3.目前针对高盐高尿素高cod废水的处理技术均存在不足。蒸馏法能耗高，蒸出的水蒸汽中toc、氨氮含量较高，需要采用其他方法进一步处理。冻/融—蒸发法能耗高且效率较低。电渗析法作为除盐等预处理，不能有效去除其他污染物。膜过滤方法在高cod及含盐量较高的污水中，由于有机物污染物和盐浓度高，容易发生膜污染。离子交换吸附法载体更换较为频繁，费用高。高级氧化法需要药剂投加，消耗双氧水、铁或铁盐等药剂，可能会造成二次污染。目前，生物技术在处理高盐高尿素高cod废水中越来越受到重视。然而高盐度会抑制微生物的生长代谢，而高浓度尿素对微生物的生长也具有毒害作用。现有生物处理技术难以处理盐度超过3％的高尿素高cod废水，导致高盐条件下微生物去除尿素和cod的能力非常差，而且不具备同时去除尿素降解产生的氨氮。因此，耐盐的微生物及复合菌群的选育和构建在高盐废水处理过程中备受关注，尤其是航天领域受控生命保障系统等特殊环境废水处理。
4.因此，寻找一个能耐受高盐度且能同时去除尿素、cod以及尿素降解产生的氨氮的功能菌群具有重大的实践意义，有助于高盐高尿素高cod废水处理系统的稳定运行。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了盐单胞菌株、复合菌群和微生物菌剂的制备方法和应用。本发明通过组合复配不同来源的微生物，构建了一个能有效去除高盐高尿素高cod(“三高”)废水的复合菌群，不仅能耐受高盐度(100g/l)，还能高效去除尿素和cod，并同时去除尿素降解产生的高浓度氨氮。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了盐单胞菌株(halomonas venusta)j1-11，其保藏编号为cctcc no:m20221934。
8.本发明提供了复合菌群，包括上述盐单胞菌株和微生物菌群；
9.所述微生物菌群包括bacillus、pseudomonas或marinobacter中的一种或多种。
10.在本发明的一些实施方案中，上述微生物菌群中所述bacillus的百分比为30；所述pseudomonas的百分比为35；所述marinobacter的百分比为35。
11.在本发明的一些实施方案中，上述复合菌群中所述盐单胞菌株和所述微生物菌群的活菌数比为1:(1～2.5)；所述盐单胞菌株的活菌数为109cfu/ml。
12.具体的，在本发明的一些实施方案中，上述复合菌群中所述盐单胞菌株的活菌数为1.17
×
109cfu/ml～3.48
×
109cfu/ml。
13.本发明提供了上述复合菌群的制备方法：取上述盐单胞菌株和上述微生物菌群混合后，获得上述复合菌群。
14.在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中培养基组成为(g/l)：
15.蛋白胨5.0、酵母粉1.0、氯化钠19.45、氯化镁5.98、硫酸钠3.24、氯化钙1.8、氯化钾0.55、碳酸钠0.16。
16.在本发明的一些实施方案中，上述制备方法中上述接种量为10％，活菌数为109。
17.本发明提供了微生物菌剂，包括上述盐单胞菌株、上述复合菌群和/或上述制备方法制得的复合菌群以及可接受的助剂。
18.本发明提供了上述盐单胞菌株、上述复合菌群、上述制备方法制得的复合菌群和/或上述微生物菌剂在处理废水中的应用。
19.本发明还提供了上述盐单胞菌株、上述复合菌群、上述制备方法制得的复合菌群和/或上述微生物菌剂包括以下任意应用：
20.(i)在去除和/或降解废水中尿素和/或cod中的应用；
21.(ii)在高盐废水中的应用；
22.(iii)在去除废水中氨氮中的应用。
23.在本发明的一些实施方案中，上述应用中所述高盐中盐的浓度不小于30g/l。
24.本发明提供了处理废水的方法，取上述盐单胞菌株、上述复合菌群、上述制备方法制得的复合菌群和/或上述微生物菌剂接种于所述废水中培养。
25.在本发明的一些实施方案中，上述方法中所述废水中盐的浓度不小于30g/l；尿素的浓度不小于1g/l；cod的浓度不小于1.5g/l。
26.本发明提供了盐单胞菌株(halomonas venusta)j1-11，其保藏编号为cctcc no:m20221934。本发明通过将盐单胞菌株(halomonas venusta)j1-11与复合菌群n进行组合复配，得到一个稳定高效的功能菌群能耐受高盐度且能同时去除尿素、cod以及尿素降解产生的高浓度氨氮。
27.生物保藏说明
28.halomonas venusta j1-11，于2022年12月12日保藏在中国典型培养物保藏中心，地址为：中国.武汉.武汉大学，保藏编号为cctcc no：m 20221934。
具体实施方式
29.本发明公开了盐单胞菌株、复合菌群和微生物菌剂的制备方法和应用。
30.应该理解，表述
“……
中的一种或多种”单独地包括每个在所述表述后叙述的物体以及所述叙述的物体中的两者或更多者的各种不同组合，除非从上下文和用法中另有理解。与三个或更多个叙述的物体相结合的表述“和/或”应该被理解为具有相同的含义，除非从上下文另有理解。
31.术语“包括”、“具有”或“含有”，包括其语法同义语的使用，通常应该被理解为开放
性和非限制性的，例如不排除其他未叙述的要素或步骤，除非另有具体陈述或从上下文另有理解。
32.应该理解，只要本发明仍可操作，步骤的顺序或执行某些行动的顺序并不重要。此外，两个或更多个步骤或行动可以同时进行。
33.本文中的任何和所有实例或示例性语言如“例如”或“包括”的使用，仅仅打算更好地说明本发明，并且除非提出权利要求，否则不对本发明的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应解释为指示任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
34.此外，用以界定本发明的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。因此，除非另有明确的说明，应当理解本公开所用的所有范围、数量、数值与百分比均经过“约”的修饰。在此处，“约”通常是指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。
35.本发明菌株的分离筛选、菌群的富集驯化、复合菌群的复配以及对比例和验证例中，所用原料及试剂均可由市场购得。
36.下面结合实施例，进一步阐述本发明：
37.实施例1盐单胞菌株j1-11分离筛选步骤
38.利用某活性污泥进行富集驯化培养，得到具有协同降解效果的功能菌群。对上述富集物进行梯度稀释分离涂板，挑取菌落形态、颜色不一的单菌落于相同的平板上划线分离，反复2次。经过初筛获得77株，进行复筛得到8株菌j1-11、j1-12、j1-13、j1-14、j1-15、j1-16、j1-17、j1-18，其中j1-11和j1-18对氨态氮的去除能力较高的功能菌，其中j1-11效果最佳。
39.实施例2微生物菌群的复配
40.培养基组成为(g/l)：蛋白胨5.0、酵母粉1.0、氯化钠19.45、氯化镁5.98、硫酸钠3.24、氯化钙1.8、氯化钾0.55、碳酸钠0.16。
41.genus(％)微生物菌群z微生物菌群n菌株编号bacillus3730cctccab201004pseudomonas3035cctccm2020460marinobacter3335mccc1c00002
42.实施例3复合菌群的复配
43.实施例1获得的j1-11和实施例2获得的n混合前分别采用lb液体培养基培养到对数期，再按照混合比例j1-11:n＝1:2(b1)，j1-11:n＝1:2.5(b2)，j1-11:n＝1:1(b3)，采用培养基按照10％接种(活菌数109左右)共同培养至对数期形成复合菌群。
44.对比例1单菌j1-11的培养
45.将实施例1获得的单菌j1-11作为对比例1，培养条件同实施例3。
46.对比例2微生物菌群n的培养
47.将实施例2获得的微生物菌群n作为对比例2，培养条件同实施例3。
48.对比例3单菌j1-11和z微生物菌群的复配
49.将实施例1获得的单菌j1-11和实施例2微生物菌群z复配，得到复合菌群y，培养条件同实施例3。
50.验证例1
51.分别采用单菌j1-11(对比例1)，微生物菌群n(对比例2)，复合菌群y(对比例3)和复合菌群b1～b3(实施例3)处理高盐尿素废水，初始尿素浓度1000mg/l，初始cod浓度1500mg/l，温度30℃度，180rpm，培养48小时。结果如表4所示，单菌j1-11，微生物菌群n，复合菌群y和复合菌群b1～b3，对尿素的去除率分别为55％，80％，86％和99.9％；对cod的去除率分别为50％，60％，80％和95％，对氨氮的去除率分别为30％、55％、60％和90％。上述结果表明复合菌群b1～b3除了能高效去除尿素和cod，还能去除绝大部分氨氮，具有良好的硝化效果。
52.表4
[0053][0054][0055]
其中，其中b1表示混合比例j1-11:n＝1:2，b2表示混合比例j1-11:n＝1:2.5，b3表示混合比例j1-11:n＝1:1。
[0056]
注意：氨氮是按照尿素(含氮量46.62％)完全分解产生氨氮进行理论计算得到，因为培养基中添加的是尿素。
[0057]
验证例2
[0058]
设置不同盐度(30、50、80、100g/l)的高盐尿素(9g/l)废水处理实验，在实验组的最高盐度100g/l和尿素浓度9g/l的条件下，结果如表5所示，48小时内实施例1获得的单菌
j1-11和实施例2获得的微生物菌群n尿素的去除率不足10％，而实施例3获得的复合菌群b3仍然保持高达99％的尿素去除率和90％的cod去除率，且剩余氨氮浓度仅为177mg/l，表明尿素分解后生成的大部分氨氮都被去除了。
[0059]
高盐尿素废水成分如下(g/l)：磷酸二氢钾1.4，磷酸氢二钠2.1，七水硫酸镁0.2，尿素6，葡萄糖1.5，氯化钠30-100。
[0060]
表5
[0061][0062]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11，其特征在于，其保藏编号为cctccno:m20221934。2.复合菌群，其特征在于，包括如权利要求1所述的盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11和微生物菌群；所述微生物菌群包括gelidibacter、pseudomonas或marinobacter中的一种或多种。3.如权利要求2所述的复合菌群，其特征在于，所述盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11和所述微生物菌群的活菌数比为1:(1～2.5)；所述盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11的活菌数为109cfu/ml。4.如权利要求2和3所述复合菌群的制备方法，其特征在于：取所述盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11和所述微生物菌群混合后，获得所述复合菌群。5.微生物菌剂，其特征在于，包括如权利要求1所述的盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11、如权利要求2或3所述的复合菌群和/或如权利要求4所述制备方法制得的复合菌群以及可接受的助剂。6.如权利要求1所述的盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11、如权利要求2或3所述的复合菌群、如权利要求4所述制备方法制得的复合菌群和/或如权利要求5所述的微生物菌剂在处理废水中的应用。7.如权利要求1所述的盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11、如权利要求2或3所述的复合菌群、如权利要求4所述制备方法制得的复合菌群和/或如权利要求5所述的微生物菌剂包括以下任意应用：(i)在去除和/或降解废水中尿素和/或cod中的应用；(ii)在高盐废水中的应用；(iii)在去除废水中氨氮中的应用。8.处理废水的方法，其特征在于，取如权利要求1所述的盐单胞菌株(halomonasvenusta)j1-11、如权利要求2或3所述的复合菌群、如权利要求4所述制备方法制得的复合菌群和/或如权利要求5所述的微生物菌剂接种于所述废水中培养。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述废水中盐的浓度不小于30g/l；尿素的浓度不小于1g/l；cod的浓度不小于1.5g/l。

技术总结
本发明涉及微生物处理废水领域，尤其涉及盐单胞菌株、复合菌群和微生物菌剂的制备方法和应用。本发明提供了盐单胞菌(Halomonas venusta)J1-11，其保藏编号为CCTCC NO:M20221934。本发明通过组合复配不同来源的微生物，得到一个能有效处理高盐高尿素高COD废水的复合菌群，不仅能耐受高盐度(100g/L)，还能高效去除尿素和COD，且可以实现同步去除尿素降解产生的高浓度氨氮。素降解产生的高浓度氨氮。


技术研发人员：王玉光 周洪波 陈辉 陈祝 程海娜
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/10/7