CN108753648B - 一株促进污泥堆肥过程中氨同化作用的耐高温细菌 - Google Patents

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Abstract

一株促进污泥堆肥过程中氨同化作用的耐高温细菌，其为莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCC NO.14980。该菌株能够同化污泥中的铵根离子，降低污泥中氨气的生成量和挥发量，减轻污泥堆肥对环境的污染；而且，该菌株能够耐受65℃的高温。

Description

一株促进污泥堆肥过程中氨同化作用的耐高温细菌
技术领域
本发明涉及一株耐高温细菌。
背景技术
随着我国城镇化建设的快速发展和污水处理能力的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量与日俱增。污泥堆肥是污泥稳定化处置的主流技术之一，但污泥堆肥过程中大量氮元素以氨气的形式离开物料系统进入大气，不仅导致堆肥过程中氮素损失，降低了堆肥产品的质量，还影响了生产车间以及厂区周边环境空气质量，所以氨气挥发限制了污泥堆肥的应用和推广。
发明内容
本发明提供了一株促进污泥堆肥过程中氨同化作用的耐高温细菌，该菌株能够同化污泥中的铵根离子，降低污泥中氨气的生成量和挥发量，减轻污泥堆肥对环境的污染。
本发明促进污泥堆肥过程中氨同化作用的耐高温细菌为莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2，属于芽孢杆菌属(Bacillus)，为革兰氏阳性菌，菌株个体呈直杆状，长为1.78～2.02μm，宽为0.77～0.98μm，常以成对或链状排列，具圆端(如图2所示)，芽孢中生，莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2芽孢呈椭圆形，长0.79～0.99μm，宽07.0～0.88μm(如图3所示)；菌落偏平呈圆形，边缘整齐，淡黄色，不透明，无光泽，有时表面有突起(突起培养48h之后才会出现)，不透明(如图1所示)。
本发明莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2革兰氏阳性，好氧，葡萄糖、蔗糖，阿拉伯糖、木糖发酵均为阳性，甲基红试验阳性，可以水解淀粉、明胶和酪蛋白，硝酸盐还原呈阳性，卵磷脂酶和接触酶试验呈阴性，吲哚试验呈阴性，利用柠檬酸盐，利用甘露醇产酸不产气。
莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2能够耐受65℃的高温，环境温度超过65℃莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2的生长繁殖受到抑制。
莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2属于芽孢杆菌属(Bacillus)，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，保藏地址是中国北京，北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号为保藏号为CGMCC NO.14980，保藏日期为2017年12月1日。
附图说明
图1是莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2菌落照片；
图2是莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2菌株电镜照片；
图3是莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2菌株芽孢经孔雀绿染色的照片；
图4是实施例1和2堆肥发酵过程中累积氨气挥发量检测结果图；
图5是实施例1和2堆肥发酵过程中堆肥内谷氨酸脱氢酶的活性检测结果图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2分离自哈尔滨文昌污水厂的污水处理污泥。
分离、纯化莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2：
取污水厂污泥堆肥高温期样品1.0g，置于100mL无菌水中，加玻璃珠充分摇匀，取上清液做依次稀释，然后分别取10-6、10-7、10-8稀释液100μL涂布于分离培养基平板上，50℃恒温箱培养72小时，待出现肉眼可见菌落后，挑取单菌落做进一步纯化；
挑去纯化后的单菌落，接入污泥浸提液培养基中，检测对氨氮的同化能力，选择氨同化能力最强的菌株标记为P2。(相同接种量、相同培养时间不同菌株对培养基中NH4 +的消耗速度表示菌株的氨同化能力强弱，以此为指标筛选功能较强的菌株。)
其中，分离筛选培养基平板中包括0.25％的乙酸钠、0.05％的硝酸铵、0.025％的柠檬酸铁氨、0.1％的氯化钠、0.25％的磷酸氢二钾、0.05％的磷酸氢二钾、0.025％的硫酸镁、0.005％的硫酸锰和1.8％的琼脂粉。
污泥浸提液培养基：取新鲜污泥100g，溶于1000mL蒸馏水中，8000rpm离心5分钟，取上清液，溶解3g的氯化铵于上述上清液，121℃湿热灭菌20分钟即得污泥浸提液培养基。
将分离获得的P2菌株接种于分离筛选培养基上，置于50℃环境中培养24h，肉眼可见呈圆形，偏平，边缘整齐，淡黄色，不透明，无光泽，不透明菌落。
经过16S rDNA序列比对发现，P2与GenBank数据库Bacillus mojavensis(KF156784)相似性为99％，结合P2生理生化实验结果，可以确定P2菌株为莫海威芽孢杆菌Bacillus mojavensis。
本发明莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2可耐受温度为65℃，超过65℃莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2的生长繁殖受到抑制。
实施例1
堆肥：
一、将莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2接菌至试管内的液体培养基A(液体培养基A包括0.25％的乙酸钠、0.05％的硝酸铵、0.025％的柠檬酸铁氨、0.1％的氯化钠、0.25％的磷酸氢二钾、0.05％的磷酸氢二钾、0.025％的硫酸镁和0.005％的硫酸锰)中培养24h，然后以1％的接种量接入三角瓶中继续扩大培养24h，形成菌悬液。
其中，三角瓶扩大培养所有培养基为液体培养基A。
二、向湿度为80％的哈尔滨文昌污水处理厂新鲜污泥(取自2016年7月4日)中加入新鲜污泥质量50％的浮石，混合均匀后堆肥发酵并强制通风，通风率为0.25L/min·L，发酵48±2h、按0.5％～1％的接菌量加入步骤一扩大培养的莫海威芽孢杆菌(Bacillusmojavensis)P2，发酵20天完成堆肥腐熟发酵。
其中，步骤二堆肥发酵48±2h进入堆肥高温期，此时堆体内温度已超过50℃。
实施例2
堆肥：
向湿度为80％的哈尔滨文昌污水处理厂新鲜污泥(取自2016年7月4日)中加入新鲜污泥质量质量50％的浮石，混合均匀后堆肥发酵并强制通风，通风率为0.25L/min·L，发酵20天完成堆肥腐熟发酵。
实验对比：
1、实施例1和2堆肥发酵过程中，采用纳氏试剂法检测氨气挥发量，氨气累积挥发量如图1所示。堆肥过程中用2M的氢氧化钠溶液吸收堆肥尾气中的氨气分子，然后采用纳氏试剂法滴定收集液里面的铵根离子，最后换算成堆肥尾气里氨气的浓度。
2、实施例1和2堆肥发酵过程中，用Sigma试剂盒(产品号：MAK099)检测堆肥中谷氨酸脱氢酶活性，堆肥中谷氨酸脱氢酶活性如图2所示。
实验结论：
1、添加本发明莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2在堆肥发酵过程中可以明显的降低氨气的挥发量，实施例1比2氨气挥发量减少了28.35％。2、谷氨酸脱氢酶为氨同化作用指标酶，本发明莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2能够大幅度的提升堆体中谷氨酸脱氢酶活性，证明莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2在污泥堆肥应用方面具有优异的氨同化能力。

Claims (1)

1.一株促进污泥堆肥过程中氨同化作用的耐高温细菌，其为莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)P2，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCCNO.14980。
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