專利名稱：一株用于處理高濃度造紙黑液的菌株Cupriavidus sp. B-8及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高濃度造紙黑液的生物處理技術，特別涉及一株用于直接處理高濃 度、高堿度、高色度的堿法草漿造紙黑液的細菌及其應用。
背景技術：
造紙工業(yè)廢水約占全國工業(yè)總廢水量的10%，對我國的水資源環(huán)境造成的污染日 趨嚴重。制漿過程中產(chǎn)生的造紙黑液是造紙工業(yè)的重要污染源。草漿是中國造紙廠的主要 漿種，草漿堿法蒸煮黑液是造紙國內(nèi)造紙廠的主要污染物。堿回收法是現(xiàn)階段最成熟的造 紙黑液處理方法，但并不適用于草漿黑液的治理，且投資大、運行成本高，造成大多數(shù)造紙 企業(yè)將蒸煮黑液不治理或不完全治理排放，導致了嚴重的環(huán)境污染，成為制約造紙行業(yè)發(fā) 展的重大問題。目前對于造紙黑液的處理方法主要還有酸析法、堿析法、膜分離法、絮凝沉淀法， 它們各具優(yōu)缺點，但是都不能達到很好的效果，限制了在造紙黑液治理中的應用。生物處理 法是利用自然界大量存在的、依靠有機物生活的微生物氧化、分解黑液中的有機物，同時采 取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境，提高微生物氧化、分解有機物的 效率。近年來，國內(nèi)對草漿黑液生物處理技術進行了不少研究，也取得了一定的成績，某些 技術已經(jīng)通過中試。但這些傳統(tǒng)生物處理工藝應用于黑液治理普遍存在以下一些缺陷1、 黑液PH高，需要先調(diào)節(jié)PH后才能進入生物處理單元；2、黑液中一些高濃度的鹽離子對細菌 有毒害作用如Na+ ；3、黑液中含有單寧等對微生物有毒性的物質(zhì)，傳統(tǒng)生物法只能處理稀釋 或脫毒后的黑液；4、堿法蒸煮溶解的木質(zhì)素難以生物降解，大多數(shù)微生物不能降解和利用 木質(zhì)素；5、黑液可生化性差，污泥增長差。所以說常規(guī)的生物技術處理方法并不能很好地進 行黑液治理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一株用于處理高濃度造紙黑液的菌株Cupriavidus sp. B_8 及應用。一株用于處理高濃度造紙黑液的菌株Cupriavidus sp. B-8，所述菌株的保藏編號 為 CGMCC No.似40。所述菌株的培養(yǎng)基組成為堿木質(zhì)素3g，(NH4) 2S042g, K2HPO4Ig, MgSO4O. 2g， CaCl2O. lg, FeSO4O. 05，MnSO4O. 02g, KH2PO4Ig,瓊脂 15g,蒸餾水 IOOOmL, pH 為 7· 0 7· 4。所述菌株直接用于堿法草漿造紙黑液處理。本發(fā)明從造紙黑液微生物處理技術角度出發(fā)，通過采集、分離、馴化，得到一株能 直接用于處理高COD、高色度以及高pH造紙黑液的細菌。結合菌落菌體形態(tài)特征和基于細菌16S rDNA基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析，將該菌 鑒定為Cupriavidus菌，命名為Cupriavidus sp.B_8。該菌株已于2010年10月22日向中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)提交生物保藏，保藏號為CGMCC No. 4240。該菌可直接用于處理未經(jīng)任何物化預處理的高濃度堿法草漿造紙黑液。發(fā)明人根據(jù)湖南長沙簡牘博物館收藏的一批走馬樓出土的三國時期吳國竹簡，在 出土后保存過程中，暴發(fā)了竹簡蝕斑病，竹簡竹體被微生物侵蝕，其中的木質(zhì)素、纖維素被 某種或者某群微生物所降解，蝕斑中的竹簡竹體變?yōu)榘胪该髂钗镔|(zhì)，并且容易破裂脫落 的情況，從該批竹簡的浸泡液中分離，篩選出本發(fā)明菌株。本發(fā)明該菌株的分離、純化和篩選過程為將長沙簡牘博物館密封保藏的竹簡浸泡液分別接種豐富培養(yǎng)基進行富集培養(yǎng)。培 養(yǎng)物以稀釋平板法結合劃線分離法在相應的固體平板上進行分離，直至獲得各種微生物的 純培養(yǎng)。培養(yǎng)溫度為30°C。將分離得到的菌株純培養(yǎng)接種到以木質(zhì)素為唯一碳源的固體平 板篩選培養(yǎng)基上，放入生化培養(yǎng)箱中在30°C下恒溫靜置培養(yǎng)，每天觀察，根據(jù)平板上菌株的 生長情況，再劃線分離得到最終的純培養(yǎng)菌株。所述豐富培養(yǎng)基組成為胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，瓊脂15_20g，蒸 餾水lOOOmL，pH值為7. 0 7. 4。所述木質(zhì)素為唯一碳源的培養(yǎng)基組成為堿木質(zhì)素3g， (NH4) 2S042g, K2HPO4Ig, MgSO4O. 2g, CaCl2O. lg，F(xiàn)eSO4O. 05，MnSO4O. 02g，KH2PO4Ig,瓊脂 15g，蒸 餾水 IOOOmL, pH 為 7. 0 7. 4。本發(fā)明彌補了常規(guī)微生物不能用于直接處理高濃度造紙黑液低的不足。本發(fā)明所 述菌株Cupriavidus sp. B-8可直接投入pH = 11，COD高達30000mg/L，色度為8500的高 濃度造紙黑液中進行處理，經(jīng)過5天的生物處理，可使黑液的COD下降41. 8%。目前為止， 國內(nèi)外尚未有關于Cupriavidus屬的菌株應用于造紙黑液處理的報道，本發(fā)明為造紙黑液 的生物處理技術提供了一種新的微生物資源。


圖1 本發(fā)明菌株的菌落形態(tài)圖；圖2 本發(fā)明菌株的菌體掃描電鏡圖；圖3 本發(fā)明菌株處理高濃度造紙黑液的COD去除率及菌體生長情況。
具體實施例方式以下結合實施例旨在進一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。實施例1 菌株的生物學鑒定1.菌株形態(tài)特征(1)菌落形態(tài)特征菌落黃綠色，表面光滑，菌落大而隆起成水珠狀，圓形且邊緣 整齊，見圖1。(2)菌體形態(tài)特征對菌株進行革蘭氏染色，利用光學顯微鏡觀測，顯示該菌株為 短桿狀革蘭氏陰性菌；并利用掃描電子顯微鏡觀察菌株，菌株掃描電鏡照片見圖2。2.菌株 16S rDNA 分析采用細菌基因組DNA提取試劑盒，抽提菌株基因組DNA，以菌株基因組DNA為模 板，引物為細菌16S rDNA通用引物(27F，1492R)，擴增菌株的16SrDNA片段，將得到的細 菌16S rDNA序列與NCBI中的核酸數(shù)據(jù)庫進行Blast同源性比對(www.ncbi.nlm.nih.gov/Blast)，與數(shù)據(jù)庫中已知細菌Cupriavidus sp. WBF7的16S rDNA序列的相似性達到了 99%，將該菌株鑒定為 Cupriavidus 屬，命名為 Cupriavidus sp. B-8。實施例2 菌株對高濃度造紙黑液的處理效果將細菌在液體的豐富培養(yǎng)基(胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，蒸餾水 1000mL，pH值為7. 0 7. 4)中培養(yǎng)至對數(shù)期，按(V/V)的接種量接種到初始pH = 11， COD為30000mg/L，色度為8500的高濃度堿法草漿造紙黑液中，在30°C，120r/mm下振蕩培 養(yǎng)5天，每天取樣一次，樣品經(jīng)12000r/min離心6min，沉淀用無菌水洗滌兩次后，重復離心 操作，80°C烘干，稱重，得到菌體干重，用于測定菌株生長情況；測定上清液C0D，用于檢測 菌株對造紙黑液的COD去除率，結果見圖3。
權利要求
1.一株用于處理高濃度造紙黑液的菌株Cupriavidus sp. B-8，其特征在于，所述菌株 的保藏編號為CGMCC No. 4240。
2.一種培養(yǎng)權利要求1所述的菌株的培養(yǎng)基，其特征在于，組成為堿木質(zhì)素3g， (NH4) 2S042g, K2HPO4Ig, MgSO4O. 2g, CaCl2O. lg，F(xiàn)eSO4O. 05，MnSO4O. 02g，KH2PO4Ig,瓊脂 15g，蒸 餾水 IOOOmL, pH 為 7. 0 7. 4。
3.權利要求1所述的菌株應用于處理造紙黑液。
4.根據(jù)權利要求3所述的應用，其特征在于，將所述菌株直接接種到堿法草漿造紙黑 液中進行處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一株直接用于高濃度造紙黑液處理的細菌Cupriavidus sp.B-8，保藏號為CGMCC No.4240。發(fā)明人采集長沙簡牘博物館收藏的爆發(fā)了蝕斑病的三國時期吳國竹簡浸泡液為原料，經(jīng)過富集培養(yǎng)、分離純化和篩選，得到一株能夠在堿木質(zhì)素為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長的菌株。該菌可直接用于處理未經(jīng)任何物化預處理的高濃度堿法草漿造紙黑液，能使初始pH＝11，COD為30000mg/L，色度為8500的高濃度堿法草漿造紙黑液在五天時間內(nèi)COD降低41.8％。
文檔編號C12N1/20GK102093971SQ20101057860
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權日2010年12月8日
發(fā)明者張歡, 彭兵, 楊衛(wèi)春, 楊志輝, 柴立元, 王海鷹, 鄭玉, 閔小波, 陳躍輝 申請人:中南大學