CN105647823B - 一种具有除磷脱氮功能的热带假丝酵母pny2013及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母及其应用。所述菌株为热带假丝酵母PNY2013（Candida Tropicalis PNY2013），所述菌株于2015年4月19日保藏在中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏编号为CCTCC M2015241，所述热带假丝酵母为革兰氏阳性菌，在YPD平板上菌斑近圆形，表面光滑，白色，不透明；本发明提供的热带假丝酵母在厌氧条件和好氧条件下均可以独立降解有机物、氨氮和磷酸盐，具有适应不同类型污水来源的能力。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种具有除磷脱氮功能的热带假丝酵母及其应用。
背景技术
全球经济飞速发展以及人类活动日益加剧的同时，由于水体中氮磷浓度过高所造成的水体富营养化现象已经是全球性的水污染问题。
目前国内外对除磷脱氮的微生物的研究主要集中在混合菌群的降解效果以及工艺的完善上，并没有分离出具有脱氮除磷功能的纯菌，因此除磷脱氮需要通过反应器的启动和混合菌群的驯化培养才可完成，时间较长；并且现有的除磷脱氮的生物工艺都需要进行厌氧/缺氧条件和好氧条件的时空转换，此种生物工艺占地面积较大；另外，现有的除磷脱氮系统工序较多，能耗和耗时较高；关于微生物厌氧除磷研究刚刚处于起步阶段，主要集中在推断自然界中吸附态磷化氢的过程及影响产生磷化氢的外界影响因素和微生物群落的关系，这种现状使得人们对厌氧除磷有较大的期待，但是也使其受到了很大限制。
因此，寻找新型便捷的同步除磷脱氮菌株，并研究其特性后开发相应的除磷脱氮工艺具有一定的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母PNY2013（Candida Tropicalis PNY2013），所述热带假丝酵母在厌氧条件和好氧条件下均可以独立降解有机物、氨氮和磷酸盐，具有适应不同类型污水来源的能力。
本发明的另一目的在于提供上述热带假丝酵母PNY2013在制备除磷脱氮功能的制剂中的应用。
本发明的另一目的在于提供上述具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母PNY2013在制备具有除磷脱氮去除有机物功能的制剂中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种具有除磷脱氮去除有机物功能的制剂。
本发明的另一目的在于提供一种降解水体中氨氮、磷酸盐和/或有机物的方法。
本发明的另一目的在于提供具有除磷脱氮功能的热带假丝酵母在同时降解氨氮和磷酸盐中的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有除磷脱氮功能的热带假丝酵母PNY2013，所述菌株于2015年4月19日保藏在中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏编号为CCTCC M2015241，保藏地点为中国湖北省武汉市武汉大学，保藏名称为假丝酵母PNY2013（Candida Tropicalis PNY2013）。
本发明通过从生物除磷脱氮系统中分离出一株在单独厌氧和好氧的条件下都具有除磷脱氮功能的热带假丝酵母菌株，该菌株可以单独适应厌氧和好氧环境，可以利用十几种有机物作为碳源进行脱氮除磷作用，利用该微生物作为种泥启动生物除磷脱氮工艺，可以适应复杂的污水进水条件；只需要单独的一个好氧或者厌氧反应器，占地面积小；达到高效经济的脱氮除磷效果。
所述热带假丝酵母在YPD平板上生长，菌斑近圆形，表面光滑，白色，不透明。经革兰氏染色，于显微镜下观察，其形态类似于酵母菌，以出芽的方式繁殖，并且革兰氏染色为阳性。对其26SrDNA 进行测序（在NCBI 中的序列号为KF569949），BLAST 比对的结果显示，PNY2013 的26S rDNA序列与热带假丝酵母菌（Candida tropicalis ）同源性高达99%。因此，我们可以判断，PNY2013属于热带假丝酵母。
本发明提供的热带假丝酵母PNY2013在利用葡萄糖作为碳源的条件下，在好氧和厌氧条件下PNY2013均能以39.5013带假丝-1·1-1的速率降解葡萄糖；并且PNY2013同步生物降解氨氮的速度分别达到好氧的9.6和厌氧的5.9的降解氨氮的速度-1·1-1，而且过程中均无亚硝酸及硝酸盐的产生并且其生物降解1mmol的HN4 +-N均能产生0.32mmol的N2-N；
同时，PNY2013同步生物降解磷酸盐的速度分别可达好氧的0.9和厌氧的0.5的降解磷酸盐的速-1·1-1，包括微生物在内的混合液总磷均随着磷酸盐的生物降解持续下降。PNY2013同步好氧及厌氧生物降解磷酸盐能力的进一步评价也显示，其生物降解1mmol的PO4 3--P均产生了0.33mmol的气态磷化合物，这种反应方式具有新型的脱氮除磷途径表现；本发明提供的所述热带假丝酵母能同时去除有机物、降解氨氮和磷酸盐。
本发明提供的热带假丝酵母除了可以降解典型有机物葡萄糖外，还可以降解麦芽糖、果糖、蔗糖、乙酸、丙酸、丁酸、柠檬酸、丙酮酸、乳酸、乙醇、丙醇、丁醇等十几种常见有机物，并且降解这些有机物的同时完成一定的脱氮除磷效果，具有适应不同类型污水来源的能力。
上述具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母PNY2013在降解氨氮、磷酸盐和/或有机物中的应用，所述应用为PNY2013在降解水体中的氨氮、磷酸盐和/或有机物中的应用。
上述具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母PNY2013在制备具有除磷脱氮去除有机物功能的制剂中的应用。
一种具有除磷脱氮去除有机物功能的制剂，所述制剂含有上述热带假丝酵母PNY2013。
一种降解水体中氨氮、磷酸盐和/或有机物的方法，利用上述热带假丝酵母PNY2013对水体进行处理。
利用热带假丝酵母PNY2013对水体进行处理的条件如下：pH、温度、接菌量。
发明人经过众多尝试之后发现上述热带假丝酵母脱氮除磷的最优条件为培养温度为30℃左右， pH为8.0，在其他条件不变的情况下，初始接菌量为OD600=0.3。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的具有除磷脱氮功能的热带假丝酵母，在厌氧条件和好氧条件均可以独立完成脱氮除磷去除有机物的作用；本发明提供的菌株可以利用十几种有机物作为碳源进行脱氮除磷作用，利用该微生物作为种泥启动生物除磷脱氮工艺，可以适应复杂的污水进水条件，具有适应不同类型污水来源的能力；只需要单独的一个好氧或者厌氧反应器，占地面积小，本发明提供的热带假丝酵母能够达到高效经济的脱氮除磷效果。
附图说明
图1 为PNY2013电镜扫描图；
图2 为VSS与OD600的线性关系；
图 3 为PNY2013的系统发育树；
图4为 PNY2013对葡萄糖、氮和磷的厌氧、好氧降解特性；
图5 为PNY2013对NH4 +-N和PO4 3--P的降解特性；
图6 为pH值对PNY2013降解葡萄糖的影响；
图7 为pH值对PNY2013降解氨氮影响；
图8 为pH值对PNY2013降解PO4 3--P的影响；
图9为温度对PNY2013降解葡萄糖的影响；
图10 为温度对PNY2013降解氨氮的影响；
图11 为温度对PNY2013降解PO4 3--P的影响；
图12为接菌量对PNY2013降解葡萄糖的影响；
图13为接菌量对PNY2013降解氨氮的影响；
图14 为接菌量对PNY2013降解PO4 3--P的影响。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例来进一步详细阐述本发明。本发明以下实施例为本发明较佳的实施方式，本发明主要阐述所述菌株以及基于所述菌株的应用思想，实施方式中简单参数的替换不能一一在实施例中赘述，但并不因此限制本发明的保护范围，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，应被视为等效的置换方式，包含在本发明的保护范围之内。
实施例1 菌株PNY2013的分离与鉴定
1.菌种的分离与富集
从实验室中培养2年的厌氧除磷脱氮反应器中取出厌氧污泥，将纯化的微生物接于营养液中在30℃培养3d。3500转离心5min后，用0.9%的生理盐水冲洗，之后悬浮于生理盐水中使A600为0.6。经稀释101、102、103、104、105、106 倍后涂于固体培养基平板上培养，挑取单菌落用液体培养基扩大培养。
2.菌种的驯化
当液体培养基中的菌经培养达到对数生长期后，将菌液接入标准液体培养基中，具体见下表1，并以适应最高浓度的菌液的菌株作为菌种保存备用。
表1：培养基
3. 菌株鉴定
（1）菌株形态观察：通过电子扫描电镜与观察上述菌株的形态特征，具体可参看说明书附图1。
（2）分子标记鉴定
分别PCR 扩增上述菌株的26S rDNA序列，然后进行BLAST 比对，再用MEGA4 软件构建系统发育树，得到该菌株的系统发育关系树。
所述PCR扩增的条件如下：
通用引物： NL1：5'-GCA TAT CAA TAA GCG GAG GAA AAG-3'（正向）
NL4: 5'-GGT CCG TGT TTC AAG ACG G-3'（反向）
扩增体系： DNA模板 1TG（约10～100 ng）
引物NL1 （10） 1
引物NL4（10） 1
dNTPs （each 2.5 mmol/L） 1mm
10×PCR buffer 5μL
Taq DNA Polymerase（5 U/q ） 1 D
ddH2O补至 50
PCR扩增反应条件：
①94℃ 1min
②94℃ 30s 30个循环
③55℃ 1min
④72℃ 3min
⑤72℃ 10min。
对其26SrDNA 进行测序（在NCBI 中的序列号为KF569949），BLAST 比对的结果显示，该菌株的26S rDNA序列与热带假丝酵母菌（Candida tropicalis ）同源性高达99%。因此，我们可以判断，该菌株属于热带假丝酵母，命名为假丝酵母PNY2013，并于2015年4月19日保藏在中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏编号为CCTCC M2015241，保藏地点为中国湖北省武汉市武汉大学，保藏名称为假丝酵母PNY2013（Candida Tropicalis PNY2013）。
驯化后得到的菌株经过革兰氏染色法显微镜观察，革兰氏染色呈阳性，主要以出芽（部分发生裂殖增长）的方式增殖，该菌经26S rDNA 及ITS 测序鉴定，经BLAST 比对并用MEGA4.0 软件构建其系统进化关系树可参看说明书附图3，鉴定其为热带假丝酵母菌。
（3）菌株的生理生化特性
所述热带假丝酵母在YPD平板上生长，菌斑近圆形，表面光滑，白色，不透明。经革兰氏染色，于显微镜下观察，其形态类似于酵母菌，以出芽的方式繁殖，并且革兰氏染色为阳性。
4. 菌株生长量的测定
用紫外可见分光光度计测量600nm波长下培养液的光密度值，OD600的值与VSS对应可参看说明书附图2。
实施例2 菌株PNY2013在厌氧和好氧条件下除磷脱氮的试验
1、对分离纯化的PNY2013设计厌氧和好氧血清瓶实验（每个实验设置三个平行），每1～2d取样，检测产气量，葡萄糖、OD600nm、氨氮、正磷酸盐、总磷、总氮、CO2、H2、N2和pH的变化。确定降解产物及除磷脱氮的降解特性。
2、经过试验后发明人发现本发明提供的菌株PNY2013可以在上表1中的液体培养基中繁殖并且在48小时内将其中的葡萄糖和氨氮降解完全并且达到对正磷酸盐的30%降解率；发明人对PNY2013进行了厌氧和好氧条件下的血清瓶活性实验，结果见说明书附图4。如图4所示，在典型有机物－葡萄糖、氨氮及磷酸盐共同存在的好氧及厌氧条件下，PNY2013均显示出了同步生物降解葡萄糖、氨氮及磷酸盐的能力。首先，PNY2013均能以39.5μmol50-1·1-1的速度好氧及厌氧生物降解葡萄糖，其细胞量均随着葡萄糖的生物降解而增加，与厌氧相比好氧细胞量增长相对较多。其次，PNY2013同步生物降解氨氮的速度分别达到好氧的9.6和厌氧的5.9μmol-N氮的-1·1-1，过程中均无亚硝酸及硝酸盐的产生仅产生了氮气，与厌氧相比好氧氮气的产生相对较多。并且，PNY2013同步生物降解磷酸盐的速度分别可达好氧的0.9和厌氧的0.5μmol-P酸盐-1·1-1，包括微生物在内的混合液总磷均随着磷酸盐的生物降解持续下降。这种混合液中总磷的亏损只能表明磷酸盐的生物降解过程中产生了气态磷化合物，因为不管降解的磷酸盐是被合成到微生物体内还是产生了其它非气态的磷化合物，都不会带来混合液中总磷的亏损。
通过计算，得出PNY2013同步生物降解氨氮能力的进一步评价显示，尽管好氧及厌氧生物降解速度不同，但其生物降解1mmol的HN4 +-N均能产生0.32mmol的N2-N，具体可参看说明书附图5。
实施例3 温度、pH、不同碳源以及初始接菌量对氮磷降解的影响
发明人还分别探讨了温度、pH、不同碳源以及初始接菌量对氮磷降解的影响，分别设置不同条件下的梯度试验，比较其对氨氮和正磷酸盐降解效率的影响，确定最适降解条件下的最适范围或最适比例。
1、pH对降解的影响：
将菌种投入已添加微量元素的营养液当中（葡萄糖、NH4 +-N和PO4 3--P浓度分别为1000、50和10mg/L），调节初始OD600值为0.1节初始添加微，装入125mL标准血清瓶后调节pH值为4、5、6、7、8、9为血清瓶后，加胶塞铝盖密封后曝氩气/氧气15分钟，在35℃、150r/min的条件下振荡反应并定期取样，取出混匀的菌液离心取上清液测定葡萄糖、NH4 +-N和PO4 3--P的浓度，结果如说明书附图6、7和8所示。从图6可看出，在好氧条件下，初始pH值为7～9时，葡萄糖的降解速度很快，虽然pH=9的时候降解速度最快但是三者之间并没有明显差别；pH值降低后葡萄糖的降解率也随之降低。在厌氧条件下，初始pH值为6～9时，葡萄糖的降解速度都比较快。从图7可以看出，好氧条件下，氨氮的去除率随着初始pH值的增高而增加，初始pH=9时的氨氮降解率最高，pH值为7～8时稍慢，然后随着pH值的下降，氨氮的去除效果下降比较明显，初始pH值=4时氨氮的去除效率最低。而在厌氧条件下，初始pH值为6～9时，氨氮的降解效率差异较小，pH值=5时效率明显下降，初始pH=4的时候效果最差。从说明书附图8中可以看出，好氧条件下，随着pH值的下降，PO4 3--P的去除率也随之下降，初始pH值为8和9时PO4 3--P的去除率最高并且几乎没有差别。在厌氧条件下的降解趋势与好氧条件下类似，初始pH值在6～9之间是PO4 3--P的去除效率一直较好，其中pH=4的时候PO4 3--P的降解效果最差。好氧和厌氧条件下反应末尾都出现了少量的PO4 3--P浓度回升。因此，在好氧和厌氧条件下PNY2013的最适初始pH值都为7～9。
2、温度对降解的影响：
本实验设置了4个温度梯度来研究PNY2013的适宜生长温度，分别为在10℃、20℃、30℃和40℃的条件下进行活性试验。具体结果如图9、10和11所示。由图9可以看出，在好氧条件下，随着反应温度的升高，葡萄糖的降解速度也逐渐加快，其中40℃的降解速度最快，达到99%，而反应温度为10℃时的葡萄糖降解率下降到只有42%左右。在厌氧条件下，反应温度为10℃时葡萄糖的降解效果明显最差，20℃时反应初期速度较慢，但是反应结束后也完成了97%的降解率，30和40℃时，葡萄糖的降解率都达到了98%以上。由图10可以看出，好氧条件下，反应温度为20℃氨氮的降解速度最快，其次是30和40℃时，反应温度为10℃时的降解率最低。而在厌氧情况下，20℃时氨氮的去除效率明显高于其他情况，同样也是10℃时效率最差。从图11可以看出，好氧和厌氧条件下在反应温度为30℃时的PO4 3--P去除率最高。因此PNY2013最适宜的反应温度为30℃。
3、PNY2013对不同碳源的降解：
见下表2，本实验通过设置同样的TOC浓度（400mg/L），以对照（葡萄糖为碳源）条件下PNY2013对葡萄糖、氨氮和正磷酸盐的降解率作为1，分别将其他有机物为碳源的条件下对相应碳源、氨氮和正磷酸盐的降解率与CK组进行比率计算，得出PNY2013除葡萄糖外还能生物降解多种污水中常见的糖、酸及醇类并同步发生氨氮及磷酸盐的生物降解，这说明PNY2013同步生物降解有机物、氨氮及磷酸盐的特性具有相当的普遍性，适应能力相当好，具有良好的应用前景。
表 2 不同碳源在厌氧和好氧条件下PNY2013对葡萄糖、氨氮和PO4 3--P的降解率比值
。
4、初始接菌量对降解的影响：
本实验分别设置初始OD600值为0.1、0.3、0.5和0.8时进行厌氧和好氧血清瓶活性试验，结果如图12、13和14所示。结果表明，OD600nm为0.3～0.8时厌氧和好氧条件下PNY2013对葡萄糖、氨氮和正磷酸盐的降解率都在增加，OD600nm=0.8的降解污染物的初始速率最快，然而后期，初始OD600nm为0.5和0.3的降解速度正逐渐接近并超过0.8，最终差别不大。虽然接菌量高PNY2013对污染物降解速度较快，但是通过性价比对比，过高的微生物浓度对于培养基的大量消耗，也会直接导致经济成本的大大增加，在实际的应用中，我们可以考虑把效率最高的接种量作为实际接种量，因此本实验室得出的最适PNY2013初始加入量为起始OD600=0.3。
综上，发明人最终确定本发明提供的上述热带假丝酵母脱氮除磷的最优条件为培养温度为30℃左右， pH为8.0，在其他条件不变的情况下，初始接菌量为OD600=0.3。当在此条件下时，菌株具有较好的脱氮除磷的效果。
Claims (7)
1.一株具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母(Candida Tropicalis)PNY2013，其特征在于，该菌株于2015年4月19日保藏在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏编号为CCTCC M2015241。
2.权利要求1所述具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母(CandidaTropicalis)PNY2013在降解氨氮、磷酸盐和/或有机物中的应用。
3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述应用为PNY2013在降解水体中的氨氮、磷酸盐和/或有机物中的应用。
4.权利要求1所述具有除磷脱氮去除有机物功能的热带假丝酵母(CandidaTropicalis)PNY2013在制备具有除磷脱氮去除有机物功能的制剂中的应用。
5.一种具有除磷脱氮去除有机物功能的制剂，其特征在于，所述制剂含有权利要求1所述热带假丝酵母(Candida Tropicalis)PNY2013。
6.一种降解水体中氨氮、磷酸盐和/或有机物的方法，其特征在于，利用权利要求1所述热带假丝酵母(Candida Tropicalis)PNY2013对水体进行处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用热带假丝酵母(Candida Tropicalis)PNY2013对水体进行处理的条件如下：pH为8.0、温度为30℃、接菌量为OD600＝0.3。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1513978A (zh) * | 2002-12-31 | 2004-07-21 | 中国科学院生态环境研究中心 | 产锰依赖过氧化物酶的脱色酵母菌及其应用 |
| CN102433266A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-05-02 | 武汉工业学院 | 热带假丝酵母菌、其组合物和应用 |
| CN102815795A (zh) * | 2012-09-12 | 2012-12-12 | 广西民族大学 | 一种淀粉废水的处理方法及其产物和应用 |
| CN105039194A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-11-11 | 甘肃明德伟业生物科技有限公司 | 酵母融合菌混菌剂及其发酵有机废水制备液体肥的方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1513978A (zh) * | 2002-12-31 | 2004-07-21 | 中国科学院生态环境研究中心 | 产锰依赖过氧化物酶的脱色酵母菌及其应用 |
| CN102433266A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-05-02 | 武汉工业学院 | 热带假丝酵母菌、其组合物和应用 |
| CN102815795A (zh) * | 2012-09-12 | 2012-12-12 | 广西民族大学 | 一种淀粉废水的处理方法及其产物和应用 |
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