CN104450591B - 一种假黄单孢菌株kyli‑01及其培养与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种假黄单孢菌株KYLI‑01，保藏号为CGMCC No.10174，所述假黄单孢菌株KYLI‑01在好氧的条件下能够降解造纸污水中的木质素，以达到降低污水COD的目的。与物理、化学方法相比具有成本低、无二次污染的特点，在造纸污水处理领域有广泛的应用前景。

Description

一种假黄单孢菌株KYLI-01及其培养与应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其是一种假黄单孢菌株KYLI-01及其培养与应用。
背景技术
造纸工业污水排放量大，污水中又含有大量的纤维素、木质素、无机碱以及树脂、单宁、蛋白质等，致使污水色度深、碱度大，难降解有机物含量高、耗氧量大，属于典型的综合性高浓度有机污水。我国的造纸工业污染尤为严重。造纸工业对水环境的污染已经严重威胁环境安全和人类的身体健康，在世界范围内受到广泛关注，因此解决造纸污水的污染成为当务之急。
普通微生物和活性污泥都很难实现木质素的有效降解。因此，目前针对造纸污水中木质素的处理方法多集中于Fenton试剂处理法等化学氧化方法。但是，化学方法需要投加大量的药剂，成本较高，还容易造成二次污染。因此，通过筛选降解菌，用生物法来处理木质素成为了最佳选择。所述假黄单孢菌株KYLI-01在好氧条件下能够有效的降解木质素，实现降低水体COD的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种假黄单孢菌株KYLI-01，可有效降解污水中木质素。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供用于上述假黄单孢菌株KYLI-01的培养基及其培养方法。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述假黄单孢菌株KYLI-01的应用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
提供一种假黄单孢菌株(Pseudoxanthomonas.Sp)KYLI-01，其保藏号为CGMCCNo.10174(保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号、保藏日期：2014年12月15日，保藏编号：CGMCC No.10174)。
优选的，上述假黄单孢菌株KYLI-01，由制浆车间泥土中筛选出来，其菌落在培养平板上呈透明圆形细小颗粒状，革兰氏染色呈阴性，通过16SrDNA测序鉴定为假黄单孢菌，16SrDNA序列如SEQ ID No.1所示。
优选的，上述假黄单孢菌株KYLI-01，具有较强的可溶性木质素降解能力。优选的，可降解污水中的木质素含量为≦1500mg/L，更优选木质素含量200-570mg/L，更优选250-570mg/L。
本发明还提供一种用于上述假黄单孢菌株KYLI-01的培养基，每1L水中，含有：
优选的，上述培养基，是由下述方法制备得到的：上述各组分按组方称量好后用水溶解制成备用培养基，于121℃，102kpa下灭菌20-30min。
本发明还提供一种假黄单孢菌株KYLI-01的培养方法，用上述培养基进行培养。
本发明还提供一种假黄单孢菌株KYLI-01在制备污水处理菌剂中的用途。
本发明还提供一种菌剂，其中，该菌剂包括上述分离的KYLI-01菌株。
本发明还提供一种菌剂的制备方法，其中，该菌剂由包括上述分离的KYLI-01菌株制备而来。其制备方法可以是本领域技术人员公知的任一方法。
优选的，所述制备方法包括：(1)发酵KYLI-01菌株，至发酵液中菌浓约为105-108/ml；(2)干燥发酵液，控制水分在15-20％。
本发明还提供一种上述KYLI-01菌株或者所述菌剂在污水处理中的应用。
本发明还提供一种污水处理方法，包括在水体中投放上述KYLI-01菌株或者上述菌剂。
优选的，所述污水是富含木质素的污水，更优选的，所述污水是造纸污水。优选的，所述菌株或者菌剂培养至菌浓度约为105-108/ml时，优选105-106/ml时，以5-15％的接种量投入。
优选的，所述假黄单孢菌株KYLI-01或其菌剂投放至含有木质素的污水中。优选的，污水中的木质素含量≦1500mg/L，更优选木质素含量200-570mg/L，更优选250-570mg/L。
优选的，在好氧条件下，实现其降解木质素的作用。
本发明的有益效果是：
本发明提供了假黄单孢菌株KYLI-01(保藏号为CGMCC No.10174)，在好氧的条件下可以降解污水中的木质素，从而降低污水的COD，并且降解起效时间短，在第2天降解率就能达到大约15％。与物理、化学方法相比具有成本低、无二次污染等优点，在造纸污水处理领域有广泛的应用前景。
保藏信息
分类名词：假黄单孢菌(Pseudoxanthomonas.Sp)
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期：2014年12月15日，
保藏号：CGMCC No.10174
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：菌株筛选
假黄单孢菌的富集分离培养基，组分如下，每升水中：
该富集分离培养基的制备方法为：按组方称量好后水溶解，于121℃，102kpa下灭菌20-30min。
取制浆车间泥土(天津市星河纸业制浆车间泥土)样品1g溶于配好的富集分离培养基中，在30℃恒温箱中180r/min的条件下培养5天，然后培养产物离心沉淀，将沉淀物转接到新的培养基中继续培养，反复3次，最后将培养产物按梯度稀释，10-1、10-2…直至稀释到10-7，每个浓度下涂平板，挑取单菌落接入斜面上；得到菌株KYLI-01，KYLI-02，KYLI-03和KYLI-04，进行木质素降解实验，其中，以KYLI-01的降解效果最好。
对菌株KYLI-01进行16SrDNA测序鉴定，确定为假黄单孢菌株KYLI-01，该假黄单孢菌测序的16SrDNA序列如下：
SEQ ID No.1：
GGCAGCGCCCTCCCGAAGGTTAAGCTACCTGCTTCTGGTGCAACAAACTCCCATGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGCAGCAATGCTGATCTGCGATTACTAGCGATTCCGACTTCATGGAGTCGAGTTGCAGACTCCAATCCGGACTGAGATAGGGTTTCTGGGATTGGCTCACCCTCGCGGGTTTGCAGCCCTCTGTCCCCACCATTGTAGTACGTGTGTAGCCCTGGTCGTAAGGGCCATGATGACTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCGGTCTCCTTAGAGTTCCCACCATTACGTGCTGGCAACTAAGGACAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAGCCATGCAGCACCTGTCTCACGGTTCCCGAAGGCACCAATCCATCTCTGGAAAGTTCCGTGGATGTCAAGACCAGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCATCGAATTAAACCACATACTCCACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAGTCTTGCGACCGTACTCCCCAGGCGGCGAACTTAACGCGTTAGCTTCGATACTGGGTGCCAAGTTGCACCCAACATCCAGTTCGCATCGTTTAGGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGTGCCTCAGTGTCAGTGTTGGCCCAGGATGCCGCCTTCGCCACGGATGTTCCTTCTGATCTCTACGCATTTCACTGCTACACCAGAAATTCCGCATCCCTCTACCACACTCTAGTGATCCAGTATCCACTGCAATTCCCAGGTTGAGCCCAGGGCTTTCACAGCAGACTTAAACCACCACCTACGCACGCTTTACGCCCAGTAATTCCGAGTAACGCTTGCACCCTTCGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGAAGTTAGCCGGTGCTTATTCTTTGGGTACCGTCATCCCCACCGAGTATTAATCGACAGGATTTCTTTCCCAACAAAAGGGCTTTACAACCCGAAGGCCTTCTTCACCCACGCGGTATGGCTGGATCAGGCTTGCGCCCATTGTCCAATATTCCCCACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGACCGTGTCTCAGTTCCAGTGTGGCTGATCATCCTCTCAGACCAGCTACCGATCGTCGCCTTGGTGGGCCATTACCCCGCCAACTAGCTAATCGGACATCGGCTCATCTAATCGCGTGAGGCCTTGCGGTCCCCCACTTTCACCCGTAGGTCGTATGCGGTATTAGCGTAAGTTTCCCTACGTTATCCCCCACGAAAAGGTAGATTCCGATGTATTCCTCACCCGTCCGCCACTCGCCACCCAGAGAGCAAGCTCTCCTGTGCTGCCGTCGACTGCATGGT。
实施例2假黄单孢菌株KYLI-01降解木质素
实施方法：
1、将所述假黄单孢菌株KYLI-01接入培养基中培养，其中培养基的组成为：MgSO40.5g，K2HPO40.5g，NaCl 0.5g，KNO31.0g，木质素磺酸盐0.5g,培养2天至菌浓约为105-106/ml；
2、以5％的接种量，天津市星河纸业造纸污水处理厂和宁河纸业造纸污水处理厂的好氧段出水为实验对象，将每处污水100ml装入500ml三角瓶中(编号为1和2)，以硅胶塞封住三角瓶口，在180r/min，30℃下培养2天。
3、分别取样，离心后用紫外分光光度法测上清液中木质素含量。
实施例3：假黄单孢菌株KYLI-01降解木质素
使用的培养基含量以及接种的量和实施例2不同，污水编号3和4
实施方法：
1、将所述假黄单孢菌株KYLI-01接入培养基中培养，其中培养基的组成为：MgSO40.5g，K2HPO40.5g，NaCl 0.5g，KNO31.0g，木质素磺酸盐1.0g,培养2天至菌浓约为105-106/ml；
2、以10％的接种量，天津市星河纸业造纸污水处理厂和宁河纸业造纸污水处理厂的好氧段出水为实验对象，将每处污水100ml装入500ml三角瓶中(编号为3和4)，以硅胶塞封住三角瓶口，在180r/min，30℃下培养2天。
3、分别取样，离心后用紫外分光光度法测上清液中木质素含量。
实施例4：假黄单孢菌株KYLI-01降解木质素
使用的培养基含量以及接种的量和实施例2和3不同，污水编号5和6实施方法
1、将所述假黄单孢菌株KYLI-01接入培养基中培养，其中培养基的组成为：MgSO40.5g，K2HPO40.5g，NaCl 0.5g，KNO31.0g，木质素磺酸盐1.5g,培养2天至菌浓约为105-106/ml；
2、以15％的接种量，天津市星河纸业造纸污水处理厂和宁河纸业造纸污水处理厂的好氧段出水为实验对象，将每处污水100ml装入500ml三角瓶中(编号为5和6)，以硅胶塞封住三角瓶口，在180r/min，30℃下培养2天。
3、分别取样，离心后用紫外分光光度法测上清液中木质素含量。
结果如表1：
木质素的测定方法：分别配制浓度为20,40,60,40,100,120(mg/L)的木质素磺酸盐溶液。使用紫外分光光度法，调节波长为276nm，测其吸光度。然后根据测量结果绘制标准曲线。取污水样品5ml，在5000rpm下离心10min。取上清液稀释至5-10倍，使得木质素含量在20-120mg/L范围内。使用紫外分光光度法，测定样品的吸光值，再根据标准曲线和稀释倍数，计算得到样品中木质素的含量。
降解率的计算方法：降解率＝(处理前木质素含量-处理后木质素含量)/处理前木质素含量
结果显示：假黄单孢菌株KYLI-01对于星河纸业和宁河纸业造纸废水中的木质素有显著的降解能力，即便是污水中木质素含量高达565mg/L，降解率也能达到15％左右，并且降解效果稳定，重复多次，降解效果基本一致。
实施例5假黄单孢菌株KYLI-01降解COD
实施方法：
1、将所述假黄单孢菌株KYLI-01接种至LB培养基，30℃振荡培养至菌浓约为107-108/ml；
2、以10％接种量接种于50L曝气池中，室温(22-27℃)下曝气运行4天，维持溶氧为4ppm；
3、系统停止曝气，沉淀取上清，按照《重铬酸盐法(GB11914-89)》测定COD。
处理对象为实施例2-4中二处不同造纸污水处理厂的好氧段出水，分别编号为1和2，主要污染物为木质素及其降解产物。
结果如表2：
降解率的计算方法：降解率＝(处理前COD-处理后COD)/处理前COD
结果显示：假黄单孢菌株KYLI-01可以有效的降解星河纸业和宁和纸业造纸污水的COD，其效果和去除木质素的效果一致。
实施例6：制备含假黄单孢菌株KYLI-01的菌剂
将干燥的麦麸使用粉碎机进行粉碎，然后使用网孔尺寸为0.42mm的分样筛进行筛分，制备成菌剂载体。将上述KYLI-01菌株接种到LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓约为107-108/ml。然后将菌液与载体按照1:1进行混合发酵，1天后将发酵产物放入电热恒温干燥箱中干燥2天，控制水分含量在18％以内。
上述参照实施例对该一种假黄单孢菌株KYLI-01及其培养基与应用进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种假黄单孢菌株(Pseudoxanthomonas.Sp)KYLI-01，其特征在于：其保藏号为CGMCC No.10174。
2.根据权利要求1所述的假黄单孢菌株KYLI-01，其特征在于：由制浆车间泥土中筛选出来，其菌落在培养平板上呈透明圆形细小颗粒状，革兰氏染色呈阴性，通过16SrDNA测序鉴定为假黄单孢菌，16SrDNA序列如SEQ ID No.1所示。
3.根据权利要求1所述的假黄单孢菌株KYLI-01，其特征在于：具有较强的降解水溶性木质素的能力。
4.权利要求1-3任一所述的假黄单孢菌株KYLI-01的培养方法，其特征在于用以下培养基进行培养，所述培养基每1L水中，
5.权利要求1-3任一所述的假黄单孢菌株KYLI-01在制备污水处理菌剂中的用途。
6.一种菌剂，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述的假黄单孢菌株KYLI-01。
7.一种菌剂的制备方法，其特征在于，由包括权利要求1-3任一所述的假黄单孢菌株KYLI-01制备而来。
8.权利要求1-3任一所述的假黄单孢菌株KYLI-01或者权利要求6所述菌剂在污水处理中的应用，所述污水是富含木质素的污水。
9.一种污水处理方法，包括在污水中投放权利要求1-3任一所述的假黄单孢菌株KYLI-01或者权利要求6所述的菌剂，所述污水是富含木质素的污水。
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