CN115232767A - 一种Parasphingorhabdu菌株制备生物絮凝剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Parasphingorhabdu菌株制备生物絮凝剂的方法，涉及微生物及生物废水处理领域。本发明提供了一种新型Parasphingorhabdu sp.M268菌株，通过醇沉、冻干的实验方式制备获取絮凝剂。其制备步骤是：将所述M268菌株，通过微生物发酵培养，在最适温度30℃、pH 7.0、0.5％海盐浓度的培养条件下培养24小时；培养结束之后将乙醇加入发酵液中进行分层沉淀，静置后离心得到絮凝剂粗制产品。本发明的生物絮凝剂可替代目前众多化学絮凝剂的使用，且该产品较于化学絮凝剂并不产生二次环境污染、且絮凝过程pH(7‑11)和盐浓度(0‑5.5％)适应性范围及广，可适应多种复杂的污水处理场景。

Description

一种Parasphingorhabdu菌株制备生物絮凝剂的方法
技术领域
本发明涉及一种Parasphingorhabdu菌株制备生物絮凝剂的方法，涉及微生物及生物废水处理领域。
背景技术
絮凝剂通过多聚体理论起作用，主要是带有电荷的基团和一些带有难以分离的电荷的粒子或水中的粒子靠得很近，降低了它们的电势，使它们变得不稳定。它们利用其聚合特性浓缩颗粒，并通过物理或化学方法将其分离。
常见的有机絮凝剂主要包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。目前广泛应用于污水处理中的絮凝剂主要有以氯化铝、聚合氯化铝为代表的无机高分子絮凝剂和以聚丙烯酰胺为代表的有机高分子絮凝剂。由于无机絮凝剂在使用过程中会对生态环境和生物体系造成严重污染和破坏，同时对人类健康也会造成一定的危害；虽然大部分有机高分子絮凝剂不具有毒性，但是其价格成本高昂而且处理工业污水后残留下的物质易造成二次污染。
目前，生物絮凝剂因其自身具有高效，廉价，无毒，易降解且成本低廉等优点，成为当下研究热点。微生物絮凝剂由具有微生物絮凝活性的代谢产物组成，这些生物大分子具有生物降解性，无害，绿色无污染等特点。生物絮凝剂主要由糖蛋白，多糖，蛋白质和DNA采用微生物技术组合而成，一般由微生物发酵和有机溶剂提取而成，是一种无毒高效的新型水处理剂，无二次污染。目前，未见有关本发明所用Parasphingorhabdu菌(Parasphingorhabdu sp.M268)生产微生物絮凝剂的相关报道，且在专利检索中未发现微生物絮凝剂在低盐浓度至高盐浓度(0-5.5％NaCl)情况下使用的专利。
发明内容
本发明的目的旨在制备一种Parasphingorhabdu菌培养后的菌液醇沉冻干后具备污水处理絮凝剂功效的方法，本发明中的絮凝剂成本低，适用范围广泛，在使用过程中不会产生二次污染，制备简单，易于推广。。
Parasphingorhabdu菌(Parasphingorhabdu sp.M268)是革兰氏染色阴性，兼性需氧并且具有单个极性鞭毛运动。菌落呈淡乳脂状，圆形，长1.7-1.9μm，宽0.7-0.8μm左右。过氧化氢酶和氧化酶阳性。生长发生在4-37℃(最佳，30℃)，pH 6.0–11.0(最佳，8.0)，海洋介质百分比为0-7％(w/v)(最佳3％).水解酪氨酸，七叶皂苷，淀粉，酪蛋白和吐温80但不水解吐温20。碱性磷酸酶，酯酶(C4)，酯酶脂肪酶(C8)，亮氨酸芳基酰胺酶，缬氨酸芳基酰胺酶，crystine芳基酰胺酶，胰蛋白酶，α-胰凝乳蛋白酶，酸性磷酸酶，萘酚作为双磷酸水解酶，精氨酸二水解酶和脲酶活性均为阳性。磷脂，磷脂酰乙醇胺，未鉴定的氨基磷脂作为的主要极性脂质。主要的细胞脂肪酸是C10:0，C16:0，C12:0 3-OH和总和特征3(C16:1ω7c/C16:1ω6c和/或C16:1ω6c/C16:1ω7c)。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
本发明中所使用的微生物菌株是Parasphingorhabdu sp.M268菌株，该菌株在2021年7月15日已保藏于韩国国家农业生物技术研究所农业微生物菌种保藏，保藏中心登记入册编号为KACC 22161。
为实现本发明目的，将该菌株通过摇床培养，得到菌株培养液；菌株培养基成分为微生物培养液组成成分:氯化镁8.8g/L,氟化钠2.4mg/L，蛋白胨5.0g/L,Na2SO3 3.24g/L,CaCl2 1.8g/L,酵母提取物1.0g,氯化钾0.55g/L,碳酸氢钠0.16g/L,柠檬酸铁0.1g/L,溴化钾0.08g/L,二氯化锶0.03g/L,硼酸三月桂酯0.02g,磷酸氢二钠8.0mg/L,硅酸钠4.0mg/L,二氯化锶0.03g/L,硝酸铵1.6mg/L，pH7.0±0.3。其中，培养液中氯化钠的浓度按盐浓度进行添加。菌株培养温度最优选为30℃。所述培养时间最优选为24h。摇床转速为160rpm/min。
Parasphingorhabdu菌絮凝剂的制备：培养24-36小时后的菌株培养液7500rpm离心，取上清液加入两倍体积的乙醇沉淀，4℃放置过夜，然后再9500rpm,15min离心后弃上清，将沉淀物进行冷冻风干，从而获得Parasphingorhabdu菌生物絮凝剂粗品。
将方案3中的粗品研磨成200nm-50μm的粉末进行1000倍稀释后制得Parasphingorhabdu微生物絮凝剂。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明中的絮凝剂在制备过程中所使用的材料及产生的物质均不会造成二次污染，使用安全，易于推广。
该絮凝剂制作过程简单，材料成本低廉，便于制备和操作，且适用于从低盐浓度到高盐浓度的环境条件，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例不同pH值范围对絮凝率的影响。在图1中，横坐标为pH值范围，纵坐标为絮凝率(％)
图2为本发明实施例为不同盐浓度下对絮凝率的影响。在图2中，横坐标为盐浓度(w/v)，纵坐标为絮凝率(％)。
具体实施方式:
实施例1
Parasphingorhabdu菌株制备生物絮凝剂的制备
将Parasphingorhabdu菌(Parasphingorhabdu sp.M268)按1：100的比例接种到Parasphingorhabdu菌培养液的玻璃培养瓶中，置于30℃、150rpm/min的摇床中培养24h。发酵培养基为：氯化镁8.8g/L,蛋白胨5.0g/L,Na2SO3 3.24g/L,CaCl2 1.8g/L,酵母提取物1.0g,氯化钾0.55g/L,碳酸氢钠0.16g/L,柠檬酸铁0.1g/L,溴化钾0.08g/L,二氯化锶0.03g/L,硼酸三月桂酯0.02g,磷酸氢二钠8.0mg/L硅酸钠4.0mg/L,氟化钠2.4mg/L,硝酸铵1.6mg/L,pH7.0±0.3。其中，培养液中氯化钠的浓度按盐浓度进行添加。该专利实施方案中涉及的所有菌株培养基均在121℃下灭菌15min，冷却至室温后使用。
将培养24小时后获得的培养液经7500rpm离心30分钟，收集菌培上清液。向上清液中添加两倍体积的乙醇进行沉淀，24℃条件下静置12h，经9000rpm离心15分钟后，得到Parasphingorhabdu菌生物絮凝剂粗制品。
Parasphingorhabdu菌株生物絮凝剂沉降白色塑料垃圾场土壤悬浊液
按1：1000的终浓度比例将Parasphingorhabdu菌絮凝剂和白色塑料垃圾场土壤悬浊液进行混合，置于30℃摇床中，250rpm，5min。静置15min后，检测絮凝率，絮凝结果达到97.12％。说明Parasphingorhabdu菌制备的生物絮凝剂是一种高效的絮凝剂，在较低用量的条件下便可实现较好的絮凝效果。
Parasphingorhabdu菌株生物絮凝剂在不同pH值范围沉降白色塑料垃圾场土壤悬浊液
将Parasphingorhabdu菌絮凝剂1mL，加入到1L的白色塑料垃圾场土壤悬浊液中，在pH条件0-12的范围内，置于30℃，250rpm，摇床上震荡5分钟，分别测定样品的絮凝率。图1表明Parasphingorhabdu微生物絮凝剂对pH在7.0-11.0范围内的污水有较好的处理效果。
Parasphingorhabdu菌株生物絮凝剂在不同盐浓度下沉降白色塑料垃圾场土壤悬浊液
将含有Parasphingorhabdu菌的絮凝剂1mL，加入到1L的白色塑料垃圾场土壤悬浊液中，在条件盐浓度0-8％(w/v)，置于30℃，250rpm，摇床上震荡5分钟，分别测定样品的絮凝率。图2表明Parasphingorhabdu微生物絮凝剂对盐浓度0-5.5％(w/v)范围内的污水有较好的处理效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种Parasphingorhabdu菌株M268，其特征在于，保藏中心登记入册编号为KACC22161。
2.一种Parasphingorhabdu微生物絮凝剂，其特征在于，制备原料权利要求1所述菌株KACC 22161。
3.权利要求2所述微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：于发酵培养基中接种所述菌株M268的活化种子液，摇床培养后，将培养液上清与无水乙醇混合过夜，离心分离沉淀，得絮凝剂粗制品；
所述发酵培养基包括以下浓度的组分：氯化镁8.8g/L，氟化钠2.4mg/L，蛋白胨5.0g/L，Na2SO3 3.24g/L，CaCl2 1.8g/L，酵母提取物1.0g，氯化钾0.55g/L，碳酸氢钠0.16g/L，柠檬酸铁0.1g/L，溴化钾0.08g/L，二氯化锶0.03g/L，硼酸三月桂酯0.02g，磷酸氢二钠8.0mg/L，硅酸钠4.0mg/L，二氯化锶0.03g/L和硝酸铵1.6mg/L，pH7.0±0.3。
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，在温度30℃，pH 7.0，0.5％海盐浓度培养条件下进行摇床培养，所述摇床培养的时间为24～36小时。
5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，对摇床培养后得到的培养液进行离心处理，所述离心处理的转速为7500rpm，离心时间为30min。
6.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述离心分离沉淀，包括经90500rpm离心15分钟。
7.权利要求2所述微生物絮凝剂在处理污水废水中的应用，所述污水废水的盐浓度为0-5.5％。
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