CN104478093B - 废水处理 - Google Patents

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Abstract

本发明概括地涉及废水处理，还涉及控制气味和降解废水中所含有的化合物的方法，特别是通过向废水添加包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉的菌株的废水组合物。

Description

废水处理
本发明是基于申请日为2008年4月11日，申请号为“201210350312.6”，发明名称为“废水处理”的专利申请的分案申请。
对保藏材料的交叉引用
本申请涉及经保藏的微生物。本文中通过提及而完全收录经保藏微生物的内容。
发明领域
一般地，本发明涉及废水处理，且具体地，涉及控制气味、降低化学需氧量(COD)、和降解废水中所含有的化合物的方法。
发明背景
废水中的主要化合物是氮、磷、脂肪、油和油脂。
难闻的气味由通常存在于废水中的多种物质引起。这些包括硫和数种含硫化合物，包括氢硫酸、硫酸、硫醇(R-SH)，尤其包括甲基和二甲基硫醇、和二甲基二硫化物(DMDS)；多种有机酸，包括丙酸、乙酸、丁酸、异戊酸；氨；尿素；和多种萜烯，包括蒈烯、蒎烯、柠檬烯。这些物质在厌氧条件下最常导致可觉察的气味。
OctelGamlen已经出售了一种废水处理组合物，其包含冻土毛霉(Mucorhiemalis)、深绿木霉(Trichodermaatroviride)、宛氏拟青霉(Paecilomycesvariottii)、和黑曲霉(Aspergillusniger)之每一种的菌株。
美国专利号7,160,458披露了一种用于从煤油脱硫车间纯化工艺用水的方法，包括添加细菌物种。
本发明的一个目的是提供改善的废水处理组合物。
发明概述
本发明涉及：
1、一种用于处理废水的方法，包括向所述废水添加包含总状毛霉(Mucorracemosus)、淡紫色拟青霉(Paecilomyceslilacinus)、焦曲霉(Aspergillusustus)或非钩木霉(Trichodermainhamatum)菌株的废水处理组合物。
2、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉菌株。
3、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含淡紫色拟青霉菌株。
4、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含焦曲霉菌株。
5、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含非钩木霉菌株。
6、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉和淡紫色拟青霉的菌株。
7、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉和焦曲霉的菌株。
8、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉和非钩木霉的菌株。
9、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含淡紫色拟青霉和焦曲霉的菌株。
10、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含淡紫色拟青霉和非钩木霉的菌株。
11、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含焦曲霉和非钩木霉的菌株。
12、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、和焦曲霉的菌株。
13、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、和非钩木霉的菌株。
14、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含淡紫色拟青霉、焦曲霉和非钩木霉的菌株。
15、项1的方法，其中所述废水处理组合物包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉和非钩木霉的菌株。
16、项1的方法，其中所述废水处理组合物进一步包含选自下组的碳水化合物：阿拉伯聚糖、阿拉伯糖、纤维素、果糖、半乳聚糖、半乳糖、葡聚糖、葡萄糖、甘露聚糖、甘露糖、蔗糖、木聚糖、和木糖、或木纤维、木浆、或其它制浆副产物。
17、项1的方法，其中当所述碳水化合物是单糖时，所述废水处理组合物包含浓度为100至400mg/L的所述碳水化合物，且当所述碳水化合物是多糖时，所述废水处理组合物包含浓度为8,000至15,000mg/L的所述碳水化合物。
18、项1的方法，其中所述处理在有氧条件下进行。
19、项18的方法，其中所述处理在-200mV至200mV，优选在0mV至200mV的氧化还原电势进行。
20、项18的方法，其中溶解氧浓度为每升0.5至7.0毫克。
21、项1的方法，其中所述处理在4至10，更优选4.5至8.5的pH进行。
22、项1的方法，其中所述处理在20℃至45℃，优选30℃至35℃的温度进行。
23、项1的方法，其中将所述处理进行2小时至14天，优选2小时至5天。
24、项1的方法，其中所述处理是分批、半连续或连续处理。
25、项24的方法，其中所述处理在序列分批反应器中循环进行。
26、项25的方法，进一步包括在各循环之间添加碱。
27、项1的方法，其中所述废水处理包括1-5个循环，优选1个循环的用所述废水处理组合物进行的处理。
28、项27的方法，其中每个循环包括交替的有氧和厌氧处理。
29、项28的方法。其中第一次处理是厌氧的。
30、项1的方法，进一步包括向所述废水添加营养物。
31、项30的方法，其中所述营养物包含无机磷化合物，尤其是可溶性磷酸盐或正磷酸盐，优选磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、或磷酸三钠、或磷酸氢二铵。
32、项30的方法，其中所述营养物包含氨(NH3)或铵(NH4 +)盐，优选无水氨、氨水溶液、硝酸铵、或磷酸氢二铵。
33、项30的方法，其中所述营养物包含痕量金属，优选铝、锑、钡、硼、钙、钴、铜、铁、铅、镁、锰、钼、镍、锶、钛、锡、锌、或锆。
34、项1的方法，其中所述废水是纸浆造纸厂废水。
35、项34的方法，其中所述纸浆造纸厂废水是浓的或浓缩的纸浆厂废水、稀的黑液、酸性阶段漂白车间滤液、或碱性阶段漂白车间滤液。
36、项1的方法，包括使所述废水在厌氧条件经过木纤维，尤其是在填充的生物反应器或生物柱、人工湿地、或厌氧序列分批反应器(AnSR)中进行。
37、项1的方法，包括使所述废水经过包含来自纸浆造纸过程的废木纤维、石灰、和飞灰的团块。
38、项37的方法，其中所述废水以每千克湿木纤维团块0.05-1升废水/天的速率经过木纤维。
39、项37的方法，其中所述废水与纤维素纤维、塑料、粉状的或陶瓷的介质一起经过木纤维。
40、项1的方法，其中所述处理在电子受体存在下进行，尤其是在氯乙烷、氯仿、氯化木质素、氯代甲烷、氯酚、腐殖酸盐、木质素、奎宁、或磺化木质素存在下进行。
41、项1的方法，其中所述废水包含氯化有机化合物，尤其是氯仿、氯酚、氯代甲烷、或氯乙烷。
42、项1的方法，其中所述废水的化学需氧量是降低的。
43、一种废水处理组合物，其包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉的菌株。
44、一种用于减轻废水中气味的方法，其包括向所述废水添加总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉的菌株。
45、总状毛霉菌株NRRL50031的生物学纯培养物。
46、淡紫色拟青霉菌株NRRL50032的生物学纯培养物。
47、焦曲霉菌株NRRL50033的生物学纯培养物。
48、非钩木霉菌株NRRL50034的生物学纯培养物。
本发明涉及废水处理组合物，其包含总状毛霉(Mucorracemosus)、淡紫色拟青霉(Paecilomyceslilacinus)、焦曲霉(Aspergillusustus)或非钩木霉(Trichodermainhamatum)(无性型是胶质肉座菌(Hypocreagelatinosa))的菌株。
在另一个实施方案中，本发明涉及用于处理废水的方法，包括向废水添加总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉(无性型是胶质肉座菌(Hypocreagelatinosa))的菌株。
本发明还涉及一种降解废水中所含有的化合物的方法和一种或多种微生物菌株的生物学纯培养物。
发明详述
废水处理组合物
本发明涉及包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉菌株的废水处理组合物，并涉及用于处理废水的方法，包括向废水添加总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉的菌株。
出于专利目的，根据布达佩斯条约条款将总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉和非钩木霉株的菌株保藏于NRRLUSDA-ARS专利培养物保藏中心(NRRLUSDA-ARSPatentCultureCollection)(农业研究保藏中心),1815N.UniversityStreet,Peoria,Illinois61604。所述保藏由NovozymesBiologicalsInc.(诺维信生物股份有限公司)于2007年3月20日作出，并被给予如下保藏号：
在一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含淡紫色拟青霉菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含焦曲霉菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含非钩木霉菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉和淡紫色拟青霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉和焦曲霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉和非钩木霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含淡紫色拟青霉和焦曲霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含淡紫色拟青霉和非钩木霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含焦曲霉和非钩木霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、和焦曲霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、和非钩木霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含淡紫色拟青霉、焦曲霉和非钩木霉的菌株。
在另一个优选的实施方案中，所述废水组合物包含总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉和非钩木霉的菌株。
所述菌株可以是野生型或突变型菌株。
在一个优选的实施方案中，所述组合物包含1x102个至1x109个菌落形成单位(CFU)/mL，优选1x104个至1x109个菌落形成单位(CFU)/mL的浓度的微生物。在所述组合物含有超过一种微生物时，每种微生物以1x104个至0.5x109个菌落形成单位(CFU)/mL的浓度存在。
在另一个优选的实施方案中，所述组合物进一步包含供微生物用的营养物。例如，营养物可以是无机磷化合物，尤其是可溶性磷酸盐或正磷酸盐，优选磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、或磷酸三钠、或磷酸氢二铵。另外，营养物可以是氨(NH3)或铵(NH4 +)盐，优选无水氨、氨水溶液、硝酸铵、或磷酸氢二铵。营养物还可以是痕量金属，优选铝、锑、钡、硼、钙、钴、铜、铁、铅、镁、锰、钼、镍、锶、钛、锡、锌、和/或锆。
在另一个优选的实施方案中，所述组合物进一步包含选自下组的糖：阿拉伯聚糖、阿拉伯糖、纤维素、果糖、半乳聚糖、半乳糖、葡聚糖、葡萄糖、甘露聚糖、甘露糖、蔗糖、木聚糖、和木糖、或木纤维、木浆、或其它制浆副产物。优选地，当所述糖是单糖时，所述组合物包含浓度在100至400mg/L的糖，且当所述糖是多糖时，所述组合物包含浓度在8,000至15,000mg/L的糖。
要进行本发明方法的废水可以含有足够的营养物(例如氮和磷)，以在不需添加任何其它氮源或磷源的情况中进行培养。然而，在废水缺乏这些成分的情况中，可以向废水添加营养物。例如，如必要的话，可以通过添加磷源(诸如无机磷化合物，尤其是可溶性磷酸盐或正磷酸盐，优选磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、或磷酸三钠、或磷酸氢二铵)来补充磷，以在废水中达到每100BOD5约1ppm或更高的磷水平。类似地，可以添加氮源(诸如氨(NH3)、尿素、或铵盐，优选无水氨、氨水溶液、硝酸铵、或磷酸氢二铵)以达到每100BOD5至少约10ppm或更高的可用氮含量。
在另一个实施方案中，营养物包含痕量金属，优选铝、锑、钡、硼、钙、钴、铜、铁、铅、镁、锰、钼、锡、或锌。
用于处理废水的方法
本发明还涉及用本发明的废水处理组合物处理废水的方法。
本发明的废水处理方法可以减轻气味，以及降解废水中所含有的化合物诸如丁酸、2-甲酚、庚酸、壬酸、5-溴噻吩-2-甲酰胺(5-bromothiophene-2-carboxamide)、异唑烷(isoxazolidine)和2-甲基-1-硝基丙烷。
可由本发明的废水处理化合物降解的其它致臭化合物(odor-causingcompounds)是硫化氢、三甲胺、甲硫醇、丁酸、3-甲基丁酸、戊酸、4-甲酚、二甲基硫醚、二甲基二硫化物、丙酸、乙酸、2-甲基丙酸、吲哚、和3-甲基-1H-吲哚。
废水处理化合物还可以降低废水的化学需氧量(COD)。
可以使用分批方法、半连续方法或连续方法将本发明中所使用的菌株在来自例如纸浆造纸厂(pulpandpapermill)的废水中培养，并且这被培养的时间足以降解废水中所存在的化合物，并除去它们或将它们分解成能够由通常在生物学废水处理系统中存在的其它生物体所降解的成分。
可以在离子交换树脂处理系统中、滴滤池系统中、碳吸附系统中、活化污泥处理系统中、室外塘或池(outdoorlagoonsandpools)等中采用本发明的微生物菌株。
基本上，所必须的全部是将所述微生物置于与从纸浆或造纸厂流出的废水接触的情境中。为了降解废水中所存在的物质，用所述生物体在15℃至45℃，优选20℃至45℃，更优选18℃至37℃，且最优选30℃至35℃的温度处理废水。期望的是，将pH维持4至10，优选4.5至8.5的范围内。可以通过监测系统并添加合适的pH调节物质来控制pH以达到这种pH范围。
一般而言，进行所述处理的时间足以实现想要的气味减轻或化合物降解，且一般而言，约24小时至约8周或更长，虽然这会取决于培养温度、要处理的液体浓度和体积和其它因素。在一个优选的实施方案中，用所述微生物处理废水2小时到14天，优选2小时到5天。
可以在有氧或厌氧条件下实施所述处理。在使用有氧条件时，在每升0.5至7.0毫克的溶解氧浓度进行所述处理。这些条件可以以本领域中常规的并适合于所采用的处理系统设计的任何方式简单地实现。例如，可以使空气以气泡充入(bubbleinto)该系统中，可以搅动该系统，可以采用滴流系统(tricklingsystem)，等等。在有氧方法中，所述处理在-200mV至200mV，优选在0mV至200mV的氧化还原电势(REDOXpotential)进行。在使用厌氧条件时，所述处理在-550mV至-200mV的氧化还原电势进行。
通常，采取有氧措施以降低废水中的色料和生化需氧量(BOD)。有氧技术包括滴滤池、活性污泥、旋转生物接触器(rotatingbiologicalcontactor)、氧化沟(oxidationditch)、序列分批反应器(sequencingbatchreactor)，甚至受控的湿地(controlledwetland)。
也可使用厌氧型或厌氧友好型技术来处理废水。目前可用的厌氧技术是高速系统，包括连续流罐式搅拌反应器(continuous-flowstirredtankreactor)、接触反应器、上流污泥层(upflowsludgeblanket)、厌氧滤池(上流和下流)、膨胀床(expandedbed)或流化床(fluidizedbed)及分开厌氧方法的酸形成阶段和甲烷形成阶段的两阶段系统。
有氧和厌氧方法可以组合成一种处理系统。可以使用厌氧处理来除去高浓度流中的有机物，而有氧处理可以对较低浓度流使用或者作为抛光步骤使用以从废水进一步除去剩余的有机物和营养物。
在一个优选的实施方案中，废水处理包括1-5个循环，优选1个或2个循环的用所述微生物进行的处理。优选地，每个循环包括交替有氧和厌氧处理。更优选地，第一次循环在有氧条件下进行。在一个优选的实施方案中，循环在序列分批反应器中进行。在另一个优选的实施方案中，所述方法进一步包括在各循环之间添加碱。
优选地，废水是纸浆造纸厂废水，诸如浓的或浓缩的纸浆厂废水、稀的黑液(weakblackliquor)、酸性阶段漂白车间滤液、或碱性阶段漂白车间滤液。可以进行处理的其它形式的废水包括清洁洗衣废水、食物加工废水、和工业过程用水(industrialprocesswater)，诸如植物油提取物(vegetableoilextraction)或具有含纤维副产物的废料。
该方法还可用于处理来自废水处理(包括重力澄清器(gravityclarifier)、空气浮选单元(gasflotationunit))中或者过滤方法(诸如膜方法)中通常使用的化学色分离方法(chemicalcolorseparationprocess)的废料。
在另一个优选的实施方案中，固体与液体废料的比率在1:50至10:1，优选1:10至5:1。
在另一个优选的实施方案中，废水在厌氧条件经过木纤维，尤其在填充的生物反应器或生物柱(packedbiologicalreactororcolumn)、人工湿地、或厌氧序列分批反应器(AnSR)中进行。或者，使废水经过包含来自纸浆造纸过程的废木纤维、石灰、和飞灰的团块。优选地，废水与纤维素纤维、塑料、粉状的或陶瓷的介质一起经过木纤维。优选地，废水速率是每千克湿木纤维团块0.05-1升废水/天。
在一个最优选的实施方案中，木纤维在厌氧条件作为生物培养基使用，包括一项或多项以下步骤：(a)序列分批反应器，(b)兼性塘或稳定化池，(c)活性污泥系统，(d)凝固和絮凝，接着进行沉降，和(e)过滤。
可以在电子受体，尤其是氯乙烷、氯仿、氯化木质素、氯代甲烷、氯酚、腐殖酸盐、木质素、奎宁、或磺化木质素的存在下用所述微生物处理废水。
本发明的微生物可以单独使用，或者可以与用于处理废水的常规手段联合使用，例如化学方法(例如明矾、含铁物(ferric)、石灰或聚电解质)、生物学方法(例如白腐真菌(whiterotfungus))、和物理方法(例如超滤、离子交换和碳吸附)。
在上文的方式中，可以有利地处理此类废水流中所存在的有机化合物以提供适于在任何额外的常规加工(诸如沉降、氯化等)后排放入河流中的经处理废水。
配制剂
上文所记录的单个真菌菌株或混合物可以在用于培养所述菌株的原始培养基物质上提供，或者可以通过多种物理机制来将它们从原始生长底物中取出，并在单独的底物或添加物上重混合以实现针对给定应用的想要浓度。例如，可以如下取出真菌孢子或其它离散的(discreet)繁殖体，即进行声处理、清洗、或者底物分解、接着进行浓缩步骤，诸如筛分、离心、或本领域技术人员熟悉的其它大小排阻技术。此类分开的和/或浓缩的繁殖体可以直接混合并应用，或者可以放置在分开的底物上进行应用。这样，原始生长底物的非期望物理性质(诸如溶解度缺乏、或较差的液体泵送特性)可以得到改善，而且产物可以更便捷地、更容易地、或更经济地加以利用。在一个优选的实施方案中，可以通过声处理来从生长培养基中取出总状毛霉菌株的真菌孢子、通过筛分和离心来浓缩、然后与一种或多种其它菌株进行组合，以提供这样一种液体浓缩悬浮液，其可以通过泵送自动递送至想要的废水反应区。可以添加多种悬浮剂和/或表面活性剂来帮助泵送或者减少浓缩真菌繁殖体混合物的沉降。
培养物
本发明还涉及总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉或非钩木霉菌株的生物学纯培养物。
下列实施例作为本发明的例示给出，而不意图限制本发明。除非本文中另有指明，所有份数、百分比、比率等按重量计。
实施例
实施例1
材料和方法：
培养基和底物：
纸浆造纸厂废液流：实验室研究中所使用的废水自美国和法国的多个纸浆造纸厂获得。通过添加基于SSC的营养物(N&P)修改后培养基(nutrient(N&P)amendedmedia)(参见下表)来将废液流材料成为pH7.8。
工业废液流：废液流如本研究中所接受的那样使用，除指明的情况之外。废液流来自产生建筑和功能涂层和塑料添加剂(抗冲改性剂和加工助剂)的地点，并具有关于胶乳的常见问题。发现废液流的pH为8.9，而且还发现其含有许多原生动物。可溶性COD为477+/-8mg/L。据报道，废液流具有1400mg/L的平均流入COD及400mg/L的流出COD。所接受的废液流具有低COD，这不是由于转运过程中的COD损失，而是由于废液流在收集时的低COD。废料的显微检查揭示样品中所存在的原生动物。
洗衣废液流：洗衣废液流如所接受的那样使用，并且来自具有0.2％AquazymeUltras1200L的斜纹粗棉布纺织厂(denimfabricfactory)。此废液流的初始pH为5.6。
废液流准备：在指明的情况中，通过过滤实现废液流灭菌。首先以12,000XG将废液流离心60分钟。然后将此材料以100-150mL等分试样经过Whatman934-AH滤纸，接着经由WhatmanGF/F滤纸进行过滤，接着经由GelmanSciences0.45微米Metricel膜滤器进行过滤。通过经由装备有0.22微米膜滤器的预先灭菌的Nalgene过滤单元进行过滤来实现最后的灭菌。
营养添加物：营养培养基的成分列于下表中。这些以10倍浓缩物制备，并添加至废液流以给出下表中所列出的最终浓度。
培养条件：在含有10mL经过滤灭菌的废料的150mL无菌血清瓶中实施纸浆厂废料的温育。用“蒸汽纸”(“steampaper”)覆盖小瓶顶部以容许氧传递。于30℃实施温育。在具有50或100mL经过滤灭菌的废料的250mL摇瓶中实施与洗衣废料和工业废料的反应。
接种物制备：对于牵涉配制的样品A、样品B、或NZB-C样品产物的实验，向0.1-1克产物添加无菌的磷酸盐缓冲液以给出0.11克产物/ml缓冲液的最终浓度。然后将这个在手动振荡器(wristactionshaker)上振荡30分钟。除非指明，将产物添加至1克/300mL废液流的终浓度。
干产物生成：本研究中所使用的干产物具有下表中所列的特性。如下制备样品产物，即首先在由50克稻壳、50克麸皮和10克淀粉组成的培养基上以110克批量(lot)培养分离的真菌。为了潮湿，向此材料添加100mL50％马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)。对该材料进行高压灭菌，并用来自预培养的PDA平板的真菌菌丝体和孢子接种。除黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium)之外，所有的温育最初都在经湿润的生长室中在190X100mm玻璃皿中于25℃进行7-10天。黄孢原毛平革菌最初于39℃培养。初始温育结束时，从经湿润的生长室取出培养物，并容许于室温再风干5-7天。在冷冻干燥器中在减压下实现最终的干燥。
然后将原料进行水合，并连续稀释以使用标准的实验室规程来测定繁殖体的数目/克。除黄孢原毛平革菌之外，所有的真菌都具有1.0X109个至1.0X107个繁殖体/克的产率。黄孢原毛平革菌产生4.0X103个繁殖体/克。
COD测定法：在指示的时间，通过方法5220C(标准方法)来测定可溶性COD。以13,000XG离心所有的材料20分钟以除去颗粒。所有数据表示可溶性COD和(除非指明)三次测定的均值+/-1个标准偏差单位。
结果：
用纯培养物进行的实验：为了评估单个真菌的作用，将纯的且混合的真菌培养物与来自纸浆造纸厂“浓池”(“strongpond”)的废料一起温育。每种真菌的种和浓度列于下表中。重要的是，注意到对于真菌联合物(consortia)，以较大的浓度添加竞争真菌。
表1中显示了对来自纸浆造纸厂初级澄清池(primaryclarifier)的废料的降解。NZB-C样品表明比竞争样品更好地除去COD。
实施例2
对于本实验，使用总共60个150ml血清瓶，并用丁基化橡皮塞盖住。每种样品制成一式三份。然后通过高压灭菌在121℃对小瓶灭菌30分钟。
废水自法国获得。由于大量颗粒材料悬浮于该样品中，过滤中部和出口废水。如下实现过滤，即使用逐渐变小的滤纸尺寸，直至最终的滤纸大小为0.2微米。首先使用Whatman934-AH滤纸(1.5微米)来除去样品中的大颗粒物质。然后相继使用Fisherbrand0.45微米膜MCE滤膜(产品编号09-719-2E)和Fisherbrand0.2微米膜MCE滤膜(产品编号09-719-2B)以实现想要的过滤大小。
对中部和出口废料进行过滤灭菌后，将10ml体积的废水在层流通风橱(laminarflowhood)下添加至每个小瓶。对每个小瓶补充1xSSC以帮助真菌生长。
如下制备1xSSC营养培养基：
将1xSSC添加至每个血清瓶。为了制备来自两种干产物(NZB-C，即保藏于NRRL且分别授予保藏号NRRL50031、NRRL50032、NRRL50033、和NRRL50034的总状毛霉、淡紫色拟青霉、焦曲霉、和非钩木霉菌株的联合物，和Bi-Chem1005PP，即一种来自NovozymesBiologicals的细菌产物)的接种物，将2.5g产物添加至无菌试管中25ml的无菌磷酸盐缓冲液，然后在手动振荡器上振荡15分钟。为了从单一真菌菌株培养物制备接种物，获得每个菌株的平板，并用无菌棉拭子(cottonswab)从平板表面刮下孢子和菌丝体的混合物。然后将该拭子浸没于99ml具有2mMMgCl2的0.3mM磷酸盐缓冲液，pH7.4中，并用力搅动15分钟以将孢子/菌丝体释放入缓冲液中。由于棉头拭子的吸收特性，损失了一些体积的磷酸盐缓冲液。完成对平板的拭取后使体积恢复至10ml。在毛霉的情况中，将两块在PDA上培养的毛霉平板切割成8个部分，并添加至99ml磷酸盐缓冲液。搅动后，使接种物(干的混合物或自单个培养物刮下的)放置10分钟，让颗粒物质沉降，然后取出100微升的每种悬浮液，并用于接种含有废水和1xSSC的相应血清瓶。然后将小瓶于35℃温育14天。
对来自Norampac的经处理废水使用SPME的GC/MS分析
为了检测废水中所存在的特定化合物，使用SPME(固相微量提取)进行对样品的GC/MS(气相层析/质谱术)分析。对每种样品进行COD分析后，将样品的剩余部分(约9ml)添加至20ml顶空瓶(headspacevial)。选择二乙烯基苯/Carboxen/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)纤维(灰色的支持物(greyholder))。将样品加热至60℃达5分钟，同时以320rpm搅动5秒并关闭30秒以帮助挥发。然后于60℃对样品进行30分钟提取，同时如之前所规定的那样进行搅动。于250℃使样品解除吸附达1分钟。将分流比设置至1:2，并将隔垫吹扫(septumpurge)设置于2.5ml/min。在SPB-1硫柱上对样品进行分析，因为认为致臭的含硫化合物会存在于该样品中。解除吸附后，将该柱于40℃保持3分钟。然后将温度以4℃/min的速率升高至125℃。这继之以25℃/min更快速地斜线上升至200℃。新近调谐后，将质谱仪设置成自45amu扫描至1000amu。
对来自Norampac试验2的经处理废水使用SPME进行的GC/MS分析
在确认化合物可以使用采用SPME进行的GC/MS检测后，建立第二次试验以显示废水中未知化合物的降解能力。假设若NZB-C能够降解，则其会在自未处理的样品相对于经处理的样品所产生的层析图中出现。例如，未处理样品中具有16.382分钟的保留时间的峰在理论上应当在经处理样品中的16.382分钟出现。可以分析这些峰的面积，并得出关于真菌产物降解能力的结论。对于这项具体的研究，将来自Norampac的出口水经由0.2微米无菌滤纸过滤，然后添加至每个各20ml的顶空瓶。这以一式三份进行。将SSC添加至每个小瓶以使SSC浓度变成1x。对此使用下列配方：
在下表中显示了SSC的10倍浓缩物的培养基成分。会形成白色的沉淀物，且是正常的。振荡10X培养基，然后在使用前在蒸馏水中稀释10倍。可以对最终的培养基进行高温灭菌，但是优选过滤灭菌。
为了制备经处理的样品，使用向50ml试管中所包含的25ml无菌磷酸盐缓冲液添加的2.5gNZB-C干产物来制备10％NZB-C溶液。将该管搅动15分钟。一旦完成搅动且让麸皮沉降至底部，便自麸皮上方的液体层取出100微升。这被用于接种各经处理小瓶之每一个。然后给小瓶加盖，并于30℃温育14天，然后使用先前题目为“对来自Norampac的经处理废水使用SPME进行的GC/MS分析”的部分中所规定的GC/MS方案进行读数。
对来自Norampac试验2的经处理废水使用SPME的GC/MS分析
在确认某些化合物可以使用采用SPME的GC/MS顶空分析来检测之后，通过处理的和未处理的样品之间简单的峰比较进行化合物降解的比较。对于此比较研究分离出3个峰。通过所使用的ShimadzuGC/MS系统(GCMS-QC2010S)的内部化合物文库来提供这些峰的身份(identity)。表2中提供了该结果。明显的是，NZB-C能够降解这些检出的化合物。
表2.使用采用SPME的GC/MS对NZB-C针对纸浆造纸厂中部和出口废水中的废化合物的活性的评估。
结果显示了NZB-C降解5-溴噻吩-2-甲酰胺、异唑烷和2-甲基-1-硝基丙烷。
实施例3
在法国Bonduelle的纸浆造纸厂塘处理设施中进行对NZB-C真菌联合物降低致臭的和某些顽固的废化合物的能力的场地评估(fieldassessment)。以每1.0Kg存在的总COD1.5gNZB-C的比例将NZB-C材料(如上文所述的那样制备的)添加入处理塘中，其中流速为7,500m3/天。一个类似的但分开的实地塘不用NZB-C进行处理，并充当对照。在实验启动时(第0天)和第23天在该塘出口处采集样品。这些使用实施例1中所描述的使用SPME的GC/MS分析方法来评估。表3中提供了结果，并指明这段时间内存在某些与气味相关化合物可观且显著的减少。
表3.使用采用SPME的GC/MS对NZB-C针对纸浆和造纸厂出口废水中与气味相关的化合物的活性的场地评估

Claims (1)

1.焦曲霉(Aspergillusustus)SF7009菌株的生物学培养物，所述焦曲霉(Aspergillusustus)SF7009于2007年3月20日在农业研究保藏中心(AgriculturalResearchCultureCollection，NRRL)保藏，保藏单位地址为美国1815N.UniversityStreet,Peoria,Illinois61604，保藏号为NRRL50033。
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