一株吡啶降解噬染料菌及其在含吡啶廢水處理中的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一株吡啶降解噬染料菌及其在含吡啶廢水處理中的應(yīng)用。本發(fā)明從用于去除吡啶的SBR反應(yīng)器中取出的成熟好氧顆粒污泥直接篩選，并以吡啶為唯一碳源、氮源的篩選培養(yǎng)基進行分離，得到了吡啶降解特效菌株，經(jīng)分子生物學(xué)鑒定為噬染料菌Pigmentiphaga sp.，命名為Pigmentiphaga sp.NJUST35，保藏編號為CCTCC NO：M2016013。本發(fā)明的吡啶降解噬染料菌，可以以吡啶為唯一碳源和氮源進行生長。在吡啶工業(yè)廢水中加入Pigmentiphaga sp.NJUST35進行處理，吡啶降解率、COD去除率和氨氮轉(zhuǎn)化率分別為100％、76.3％和35.61％。該菌株具有高效的吡啶降解能力、高礦化能力以及對吡啶的毒性具有很好的適應(yīng)能力及耐受性能，在高濃度吡啶廢水的處理中具有良好的應(yīng)用前景。CCTCC NO：M 201601320160106
【專利說明】
-株p比暗降解隘染料菌及其在含p比暗廢水處理中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境有機污染物生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一株化晚降解隧染料菌 及其在含化晚工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 化晚，作為一種重要的化工原料，可生產(chǎn)合成多種化合物，包括殺蟲劑、除草劑、藥 品、消毒劑、染料等，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等行業(yè)?；硭苄詮?，易在±壤和地下水 之間轉(zhuǎn)移;結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有生物毒性、致崎和致癌特性。因此，修復(fù)受化晚類雜環(huán)化合物污染 的±壤和水環(huán)境，已成為目前環(huán)境治理領(lǐng)域的重要課題之一。
[0003] 目前，化晚廢水的處理技術(shù)主要為吸附、焚燒和氧化等物理化學(xué)處理技術(shù)。然而， 物化處理技術(shù)成本普遍偏高，只適用于高濃度化晚廢水的處理，而且處理后的廢水中化晚 仍可能大量殘余，難W實現(xiàn)達標(biāo)排放。相比于物理化學(xué)方法，生物降解法具有經(jīng)濟、高效且 無二次污染等優(yōu)點，可實現(xiàn)全無害化治理，是應(yīng)用最廣的廢水處理技術(shù)。但是，由于化晚的 生物毒性，化晚的生化處理具有很大的技術(shù)難度，需要在特定條件下、利用特定微生物方可 實現(xiàn)。目前已報導(dǎo)的化晚降解特效菌屬包括Arthrobacter，Rhodococcus opacus， Pseudomonas，Shine1la，Bac i1lus，Paracoccus，Streptomyces，Shewane1la，Nocardiodes 等，但大部分化晚降解菌對化晚的耐受濃度低(小于lOOOmg/L)，降解性能受到限制，難W滿 足實際工程應(yīng)用的要求。
[0004] 因此，篩選降解效率高、耐受濃度高、適應(yīng)真實環(huán)境的化晚降解菌，對于解決化晚 廢水污染問題，具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一株化晚降解隧染料菌Pigmenti地aga SP.NJUST35,能夠 克服現(xiàn)有的化晚降解菌株數(shù)量有限，而且對化晚耐受濃度低，處理效率低，菌株種類較為單 一的不足。
[0006] 發(fā)明人從實驗室中已經(jīng)運行兩年的用于去除化晚的SBR反應(yīng)器中取出的成熟好氧 顆粒污泥直接篩選，并W化晚為唯一碳源、氮源的篩選培養(yǎng)基進行分離，得到了化晚降解特 效菌株NJUST35,經(jīng)分子生物學(xué)鑒定為隧染料菌Pigmenti地aga sp.，命名為Pigmenti地aga sp .NJUST35，GenBank登錄號為KU051387。該菌株已于2016年1月6日在中國典型培養(yǎng)物保藏 中屯、(CCTCC)保藏，保藏編號為CCTCC NO:M 2016013。
[0007] 本發(fā)明還提供上述隧染料菌Pigmenti地aga SP.NJUST35在含化晚廢水處理中的 應(yīng)用，該菌株為首株可用于化晚廢水處理的隧染料菌Pigmenti地aga sp.。
[000引上述化晚降解隧染料菌Pigmenti地aga sp.NJUST35在含化晚廢水處理中的應(yīng)用， 具體方法為:將化晚降解隧染料菌Pigmenti曲aga sp.NJUST35種子液接種到含化晚廢水中 培養(yǎng)，培養(yǎng)的溫度為25°C~35°C，含化晚廢水的抑為中性。
[0009] 上述的化晚降解隧染料菌Pigmenti地aga sp.NJUST35在含化晚廢水處理中的應(yīng) 用中，培養(yǎng)的溫度優(yōu)選為30°C。
[0010] 本發(fā)明的Pigmenti地aga SP.NJUST35,可WWli比晚為唯一碳源和氮源進行生長。 在化晚工業(yè)廢水中加入Pigmenti地aga SP.NJUST35進行處理，化晚降解率、COD去除率和氨 氮轉(zhuǎn)化率分別為100 %、76.3%和35.61 %。該菌株具有高效的化晚降解能力、高礦化能力W 及對化晚的毒性具有很好的適應(yīng)能力及耐受性能，在高濃度化晚廢水的處理中具有良好的 應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明菌株P(guān)igmenti地aga SP.NJUST35的透射電鏡圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明菌株P(guān)igmenti地aga SP.NJUST35在化晚初始濃度為lOOOmg/L的MSM 中對化晚的降解和降解過程中氨氮的釋放情況結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面的實施例可W使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不W任何方式限制 本發(fā)明。
[0014] 實施例1
[0015] Pi卵enti地aga SP.NJUST35的篩選分離及鑒定。
[0016] (1)菌株的篩選及分離
[0017] 從現(xiàn)有的用于處理化晚廢水的SBR反應(yīng)器中取出成熟好氧顆粒污泥，用研鉢充分 研碎之后用無菌水采用梯度稀釋法分別稀釋至l〇4-l〇w倍。制備LB固體培養(yǎng)基，滅菌后趁熱 倒入同樣滅過菌90X90cm的培養(yǎng)皿中，待冷卻凝固后分別涂布20化先前稀釋的樣品，置于 生化培養(yǎng)箱中在30°C的條件下培養(yǎng)3d。挑選培養(yǎng)皿上菌落特征具有明顯差異的菌株，采用 平板劃線分離的方法進行純化，連續(xù)純化=次后，得到單一菌株，并進行斜面保存。挑取分 離所得到的單菌落，分別接入含化晚為唯一碳源和氮源的無機鹽培養(yǎng)基MSM中，放入全溫振 蕩培養(yǎng)箱中在30°C，180r/min條件下培養(yǎng)，監(jiān)測化晚的濃度值。選取使得培養(yǎng)基內(nèi)化晚發(fā) 生明顯降解的菌株，命名為NJUST35,將其進行斜面保存和-80°C的低溫保存W待進一步研 究。
[001引無機鹽培養(yǎng)基MSM的組成如下：Na2冊04 ? 12出0(1.529g/L)，K出P04(0.372g/L)， MgS04 ? 7出0(0.1 g/L)，CaCl2(0.05g/L)，微量元素溶液化-4( lOmL/L)。微量元素化-4組成： 抓TA(0.5g/L)，F(xiàn)eS04 ? 7出0(0.2g/L)，微量元素化-6(100mL/L)。微量元素化-6組成： ZnS04 ? 7H20(0.01g/L)，MnCl2 ? 4H20(0.03g/L)，曲B04(0.3g/L)，CoCl2 ?細20(0.2g/L)， CuCl2 ? 2出0(0.01g/L)，NiCl2 ? 6出0(0.02g/L)，化2Mo04. 2出0(0.03g/L)。
[0019] (2)菌株的鑒定
[0020] 對細菌進行形態(tài)學(xué)、生理生化測試。測定菌株的16S rDNA序列，將菌株的16S rDNA 基因序列與國際GenBank數(shù)據(jù)庫中的序列進行網(wǎng)上同源性比較，最終從分子水平上確定該 菌的種屬。
[0021 ]①形態(tài)特征:NJUST35菌落表面光滑透明，邊緣整齊，在液體培養(yǎng)基中呈擴散性混 濁。該菌株細胞呈桿狀，表面光滑。尺寸為l.ll-1.20wIlX561-616nm。圖l為細菌的透射電鏡 照片。
[0022] ②生理生化特征:革蘭氏陰性，脈酶陰性，氨基酸脫簇酶陰性，精氨酸雙水解酶陰 性，接觸酶陽性，氧化酶陽性，能利用巧樣酸，能利用蘋果酸，能利用己二酸，能水解屯葉巧， 不能明膠液化，不能還原硝酸鹽，不能水解酪素，不能水解淀粉，不能水解酪氨酸，好氧。
[0023] ③分子生物學(xué)鑒定：WNJUST35菌的核DNA為模板，W16S rRNA基因的PCR擴增的通 用引物為引物，進行PCR擴增，測定其全序列，該菌株的16S rDNA基因序列見序列表。將菌株 的16S rDNA基因序列提交至GenBank數(shù)據(jù)庫（GenBank登陸號為KU051387)，與GenBank數(shù)據(jù) 庫中的序列進行網(wǎng)上同源性比較，結(jié)果表明，NJUST35與Pigmentiphaga sp.Zn-d-2和 Pigmenti地aga sp.NDS-1的序列相似度高達99% W上。
[0024] 根據(jù)NJUST35的形態(tài)學(xué)、生理生化測試W及分子生物學(xué)分析，NJUST35鑒定為 Pigmentiphaga sp.，命名為Pigmentiphaga sp.NJUST35。
[0025] 實施例2
[00%] Pigmenti地aga SP.NJUST35菌株對化晚的降解性能研究。
[0027] 將化晚降解菌株NJUST35接種至添加 lOOOmg/L化晚的LB培養(yǎng)基，30°C條件下W 18化/min的轉(zhuǎn)速搖床培養(yǎng)，進行NJUST35的富集培養(yǎng)，待菌體進入對數(shù)生長期后期（約3d)， 將所得菌體用SOOOrpm的轉(zhuǎn)速離屯、15分鐘，撇去上清液，采用滿旋震蕩的方法將菌體重新懸 浮于無菌液體MSM，離屯、。重復(fù)洗涂過程S次后，將菌體重新懸浮于無菌液體MSM(調(diào)節(jié)加入 的MSM量，控制菌懸浮液OD600約為1.0)，得到種子液。本發(fā)明采用的LB培養(yǎng)基為本技術(shù)領(lǐng)域 常規(guī)使用的培養(yǎng)基。
[00%]配制含有l(wèi)OOOmg/L化晚的液體MSM作為模擬廢水，將上述種子液加入模擬化晚廢 水中，接種量為5%，30°C條件下W18化/min的轉(zhuǎn)速搖床培養(yǎng)，觀測降解過程中廢水中化晚 濃度、氨氮濃度W及降解終點時的TO切農(nóng)度。設(shè)立未接種NJUST3 5的空白對照。實驗結(jié)果如圖 2所示。由圖2可知，lOOOmg/L化晚可于14化內(nèi)完全降解;郵晚降解過程中，化晚結(jié)構(gòu)中的氮 W氨氮的形式釋放出來，化晚降解結(jié)束后氨氮的轉(zhuǎn)化率約為36.68% ;T0C顯著降低，去除率 可高達85.70% ;而在未接種NJUST35的對照樣中，化晚未得到明顯降解。
[0029] 本實施例說明分離得到的Pigmenti地aga SP.NJUST35可W利用化晚為唯一碳源 和氮源進行生長繁殖，并可實現(xiàn)化晚的礦化。
[0030] 實施例3
[0031] Pigmenti地aga SP.NJUST35對含化晚工業(yè)廢水的處理。
[0032] 將Pigmenti地aga sp.NJUST35種子液W5%的接種量接入含化晚的實際工業(yè)廢水 (含化晚989mg/L，C0D1328mg/L，總憐55mg/L)，在30°C條件下W 180r/min的轉(zhuǎn)速搖床培養(yǎng)。 監(jiān)測廢水處理前后COD值、化晚W及氨氮濃度。
[0033] 由表1可知，含化晚工業(yè)廢水經(jīng)菌株P(guān)i卵enti地aga SP.NJUST35處理108h后，實現(xiàn) 了化晚的完全降解，COD值降為314.67mg/L，氨氮釋放量為63.1 Img/L?；斫到饴省OD去除 率和氨氮轉(zhuǎn)化率分別為100 %、76.3 %和35.61 %。
[0034] 本實施例說明分離得到的Pigmenti地aga SP.NJUST35可成功應(yīng)用于含化晚工業(yè) 廢水的生化處理，實現(xiàn)含化晚工業(yè)廢水中化晚和COD的高效去除。
[0035] 表1含化晚工業(yè)廢水處理前后各項指標(biāo)的變化情況
[0036]
[0037]
【主權(quán)項】
1 · 一株吡啶降解噬染料菌，為噬染料菌Pigmentiphaga sp ·NJUST35，保藏編號為CCTCC NO：M 2016013〇2. 如權(quán)利要求1所述的吡啶降解噬染料菌在含吡啶廢水處理中的應(yīng)用。3. 如權(quán)利要求2所述的吡啶降解噬染料菌在含吡啶廢水處理中的應(yīng)用，其特征在于，具 體方法為:將吡啶降解噬染料菌Pigmentiphaga Sp.NJUST35種子液接種到含吡啶廢水中培 養(yǎng)，培養(yǎng)的溫度為25°C~35°C，含吡啶廢水的pH為中性。4. 如權(quán)利要求3所述的吡啶降解噬染料菌在含吡啶廢水處理中的應(yīng)用，其特征在于，所 述的培養(yǎng)溫度為30 °C。
【文檔編號】C12R1/01GK106047746SQ201610319899
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】沈錦優(yōu), 李旺, 王連軍, 劉曉東, 張德錦, 侯成, 孫秀云, 李健生, 韓衛(wèi)清
【申請人】南京理工大學(xué)