本發(fā)明屬于環(huán)境微生物領(lǐng)域，具體涉及一種耐鹽的脫COD副球菌及其培養(yǎng)應(yīng)用，該菌株特別適用于高含鹽廢水中COD的高效去除。
背景技術(shù)：
來源于石油、化工、醫(yī)藥和化肥等行業(yè)的鹽含量高于1%的高含鹽廢水普遍含有較高的COD，廢水中污染物不斷排放到環(huán)境中會引起嚴(yán)重的污染問題。淡水資源的缺乏問題日益嚴(yán)重，廢水的處理及其回收利用更受到人們的重視。
物理或化學(xué)法處理高含鹽廢水中的COD，成本高并且可能會造成二次污染。傳統(tǒng)生物法在處理低鹽度廢水時(shí)有很大優(yōu)勢，但在高鹽、高酸堿、高溫或低溫逆環(huán)境中，微生物的降解能力就會受到抑制。耐鹽菌技術(shù)正是基于工程領(lǐng)域的問題和急需而產(chǎn)生，通過科學(xué)方法馴化出處理高含鹽廢水的優(yōu)勢耐鹽菌，該類菌體以其獨(dú)特的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成能夠在較高含鹽度的環(huán)境中生長。耐鹽菌處理高含鹽廢水具有普通活性污泥法無可比擬的優(yōu)勢，且比物理化學(xué)法成本低，會產(chǎn)生較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可以為相關(guān)廢水處理達(dá)標(biāo)排放提供技術(shù)支撐。
副球菌屬（Paracoccus sp.）在廢水處理領(lǐng)域可用于難降解有機(jī)物、化學(xué)需氧量、氨氮及總氮的降解脫除。在采用副球菌屬（Paracoccus sp.）處理廢水中氨氮及總氮技術(shù)領(lǐng)域：CN201310061522.8涉及一種噬氨副球菌（Paracoccus aminovorans）LH-N40，保藏號為CGMCC No.6971，該菌株不僅能夠在同一反應(yīng)器中有效脫除水體中的氨氮和總氮，同時(shí)對廢水中的酚類、胺類、雜環(huán)類、氰類、多環(huán)芳烴類等有毒物質(zhì)具有耐受性或降解能力，特別適用于含氮化工廢水，耐環(huán)境毒物沖擊。CN201410204027.2涉及一株具有異養(yǎng)硝化及好氧反硝化功能的孟加拉副球菌（Paracoccus bengalensis）N74-1，保藏號為CGMCC No.9148，該菌株具有異養(yǎng)硝化及好氧反硝化功能，能夠同時(shí)去除水體中的氨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，兼具硝化和反硝化雙重功能。CN201010536203.4涉及一株能利用硝酸鹽氮進(jìn)行好氧反硝化、也能利用氨氮進(jìn)行異養(yǎng)硝化-好氧反硝化的總氮高效脫除菌株脫氮副球菌（Paracoccu sdenitrificans）DN-3，保藏號為CGMCC No.3658。CN201210144543.1涉及一株同時(shí)具有異養(yǎng)反硝化、自養(yǎng)反硝化和鐵還原功能的脫氮副球菌ZGL1，保藏號為CCTCC M2012158。CN201310002744.2涉及一株具有異養(yǎng)硝化功能的脫氮副球菌（Paracoccus denitrificans）FJAT-14899，保藏號為CGMCC No.6388。
在采用副球菌屬（Paracoccus sp.）處理廢水中難降解有機(jī)物技術(shù)領(lǐng)域：CN201310016934.X涉及一株具有快速降解甲醛功能的耶氏副球菌（Paracoccus yeei）scuhtp-FD3，保藏號為CCTCC NO.M2012430。CN200610081490.8涉及一株對吡啶、苯、二甲苯、喹啉、氰化物等有機(jī)污染物具有較強(qiáng)降解能力的脫氮副球菌（Paracoccus denitrificans）W12，保藏號為CGMCCNo.1673。CN200810022333.9涉及一種對環(huán)境中的PAHs具有較好降解能力的噬氨副球菌（Paracoccus aminovorans）HPD-2，保藏號為CGMCC No.2568。CN201310083135.4涉及一株具有高效降解哌嗪性能的副球菌PQ-01。CN201310200737.3涉及一株可用于溴苯腈高效降解的副球菌屬M(fèi)XX-04。CN201010239621.7涉及副球菌屬（Paracoccus sp.）D17和副球菌屬（Paracoccus sp.）D24兩種具有耐低溫石油降解功能的菌株。CN200710303975.1涉及到一株可有效降解吡啶的副球菌（Paracoccus sp.）BW001，保藏號為CGMCC No.2225。CN200910027112.5涉及一種可有效降解噻嗪酮農(nóng)藥的副球菌（Paracoccus sp.）。
在高含鹽廢水處理領(lǐng)域，鹽含量是影響微生物處理廢水效率的一個(gè)關(guān)鍵性因素。信欣等（生物強(qiáng)化技術(shù)處理高含鹽有機(jī)廢水[J].水處理技術(shù)，2008(8)：66-70）采用生物強(qiáng)化技術(shù)處理高含鹽有機(jī)廢水，采用耐鹽菌生物強(qiáng)化的皂素廢水生物處理系統(tǒng)活性污泥的脫氫酶活性顯著提高，系統(tǒng)耐受氯離子濃度高達(dá)2.8%時(shí)，皂素廢水COD的去除率為84.41%。CN201210130657.0、CN201210130644.3、CN201010536065.X和CN201210130658.5涉及到采用沼澤考克氏菌（Kocuri apalustris）FSDN-A、科氏葡萄球菌（Staphylococcus cohnii）FSDN-C，節(jié)桿菌（Arthrobacter creatinolyticus）FDN-1、水氏黃桿菌（Flavobacterium mizutaii）FDN-2、脫氮副球菌（Paracoccus denitrificans）DN-3和甲基桿菌（Methylobacterium phyllosphaerae）SDN-3對含鹽廢水及催化裂化催化劑廢水中的氨氮、總氮及化學(xué)需氧量進(jìn)行生物處理的方法。該方法所述的單一菌株并不具有耐鹽性能，需要培養(yǎng)多種菌株進(jìn)行復(fù)配，制備過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。
目前，已知篩選獲得的副球菌存在不具有耐鹽性能或耐鹽性能不佳等問題，不適用于高含鹽廢水的處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種耐鹽的脫COD副球菌及其培養(yǎng)應(yīng)用。本發(fā)明提供的副球菌可以快速降解脫除高含鹽廢水中的COD，耐鹽能力強(qiáng)，處理效果好，不需要復(fù)配菌劑，極大地降低了耐鹽菌劑的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2，其分類命名為副球菌（Paracoccus sp.），已于2015年6月1日保藏于“中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心”，保藏編號為CGMCC No.10938。
本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2，主要形態(tài)特征為：菌落顏色為米黃色，菌株個(gè)體為球狀。生理生化特征表現(xiàn)為：革蘭氏染色為陰性，氧化酶陽性，接觸酶陰性，可分解利用多種碳源，具有硝酸鹽還原活性。
本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2能夠耐受林可霉素、利福霉素SV、萘啶酸、鹽酸胍等中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2的16SrRNA基因序列見序列表。
本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2在含鹽廢水脫除COD中的應(yīng)用。該菌株可應(yīng)用于鹽含量1.0wt%-8.0wt%的含鹽廢水中COD的高效脫除，而且能夠在40℃高溫下生長。
本發(fā)明中，所述含鹽廢水可以是經(jīng)過預(yù)處理的化工合成廢水、煤化工廢水，也可以是煉油工藝、煤化工工藝及化工合成工藝等產(chǎn)生的廢水經(jīng)過反滲透減量化單元產(chǎn)生的濃鹽水。所述含鹽廢水的鹽含量為0.5wt%-8.0wt%，優(yōu)選1.0wt%-5.0wt%，COD（Cr法，下同）含量為200-20000mg/L。
本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2的培養(yǎng)方法，包括菌株活化、液體種子液培養(yǎng)、曝氣培養(yǎng)等三個(gè)階段，具體步驟為：
（1）菌株活化：將副球菌FSTB-2接種到FSTB固體培養(yǎng)基的斜面或者平板中，25-40℃培養(yǎng)24-48小時(shí)，然后保存于4℃冰箱中。
（2）液體種子液培養(yǎng)：配制FSTB液體培養(yǎng)基，分裝于三角瓶中，滅菌并冷卻至室溫后，無菌環(huán)境下挑取斜面或平板中活化的菌株接種到三角瓶中，25-40℃培養(yǎng)24-72h。所述FSTB液體培養(yǎng)基為：FeSO4?7H2O 25mg/L，NH4NO3 286mg/L，KCl 929mg/L，CaCl2 2769mg/L，NaCl 21008mg/L，牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，pH值為6.0-8.5，優(yōu)選為6.5-8.0；所述FSTB固體培養(yǎng)基是在液體培養(yǎng)基中加入20g/L瓊脂。
（3）曝氣培養(yǎng)：在設(shè)有曝氣裝置的密閉反應(yīng)器中加入FSTB-2液體培養(yǎng)基，按照反應(yīng)器體積比0.5%-25%的比例接種液體種子液，pH值控制在6.0-8.5，曝氣培養(yǎng)48-96小時(shí)，之后進(jìn)行周期性的補(bǔ)料和排料操作，排料量占反應(yīng)器體積的5%-90%，補(bǔ)料量占反應(yīng)器體積的5%-90%，也可補(bǔ)加少量的碳源、氮源和微量元素物質(zhì)，培養(yǎng)24-48小時(shí)為1個(gè)培養(yǎng)周期，之后按照上述比例排出對應(yīng)體積的培養(yǎng)液，由此得到含有較高濃度副球菌的濃菌液產(chǎn)品。
本發(fā)明中，培養(yǎng)結(jié)束后，采集培養(yǎng)完畢的濃菌液產(chǎn)品，稀釋后涂布到含有FSTB固體培養(yǎng)基的平板中，對長出的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)并統(tǒng)計(jì)與FSTB-2相似菌落的百分比。在封閉式培養(yǎng)環(huán)境下，副球菌為純菌株，相似百分比達(dá)到95%以上。
本發(fā)明還提供一種脫COD的耐鹽菌劑，該菌劑中包括副球菌（Paracoccus sp.）FSTB-2。所述的耐鹽菌劑可以是只采用副球菌FSTB-2菌液制得的耐鹽菌劑，也可以與其他耐鹽菌劑復(fù)配，如可以與現(xiàn)有的具有脫氮、除磷及降解難降解有機(jī)物的微生物菌劑結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更好的廢水處理效果。
本發(fā)明提供的耐鹽副球菌FSTB-2是一株在高含鹽水體中具有較好COD脫除性能的菌株，耐鹽能力強(qiáng)，處理效果好，可以直接用于含鹽廢水的處理，也可以投加到現(xiàn)有含鹽廢水處理系統(tǒng)中，提高廢水處理效果。本發(fā)明提供的副球菌FSTB-2的培養(yǎng)方法，可直接利用污水處理廠含鹽廢水（根據(jù)水質(zhì)條件補(bǔ)加少量天然培養(yǎng)基和化學(xué)合成培養(yǎng)基）進(jìn)行優(yōu)勢菌株培養(yǎng)富集增濃工作，極大的維持耐鹽菌劑的生長特性和耐受特性，并降低耐鹽菌劑的培養(yǎng)成本。
生物材料保藏說明
本發(fā)明提供的副球菌（Paracoccus sp.）FSTB-2菌株，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（CGMCC）；地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號中國科學(xué)院微生物研究所；保藏編號：CGMCC No.10938；保藏日期：2015年6月1日。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的副球菌（Paracoccus sp.）FSTB-2是2014年6月從取自湖南省岳陽市某石化企業(yè)用于處理環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)廢水的活性污泥中分離篩選得到的，其生理生化試驗(yàn)結(jié)果見表1。
表1副球菌FSTB-2的生理生化試驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)“中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心”鑒定，該菌株屬于副球菌菌株（Paracoccus sp.），命名為FSTB-2。
實(shí)施例2篩選和分離純化
采用逐漸提高培養(yǎng)液中鹽濃度的方法對取自湖南省岳陽市某石化企業(yè)用于處理環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)廢水的活性污泥進(jìn)行馴化培養(yǎng)15天。
取上述馴化好的活性污泥，采用稀釋涂布的方法在富集培養(yǎng)基中進(jìn)行初步分離，由此得到15個(gè)生長狀態(tài)良好且性狀各異的菌落。所采用的富集培養(yǎng)基含有的主要成分為：COD為1000mg/L，鈣離子濃度為1000mg/L，全鹽量為10000mg/L，所采用的固體培養(yǎng)基中瓊脂含量為2.0%。
然后采用平板劃線的方法對得到的菌落進(jìn)行轉(zhuǎn)接，劃線轉(zhuǎn)接到篩選培養(yǎng)基中，進(jìn)行進(jìn)一步的分離和篩選。采用的篩選培養(yǎng)基含有的主要成分為：COD為1000mg/L，鈣離子濃度為4000mg/L，全鹽量為25000mg/L，所采用的固體培養(yǎng)基中瓊脂含量為2.0%。
由上述操作得到10株純菌株，其中一株即為副球菌（Paracoccus sp.）FSTB-2。
實(shí)施例3副球菌FSTB-2耐鹽能力的考察
本發(fā)明所述的副球菌FSTB-2的培養(yǎng)方法包括：菌株活化、液體種子液培養(yǎng)、曝氣培養(yǎng)，具體過程如下：
（1）菌株活化：將副球菌（Paracoccus sp.）FSTB-2接種到含有FSTB固體培養(yǎng)基的平板中，35℃環(huán)境下培養(yǎng)48小時(shí)，然后保存于4℃冰箱中待用。所述FSTB固體培養(yǎng)基為：FeSO4?7H2O 25mg/L，NH4NO3 286mg/L，KCl 929mg/L，CaCl2 2769mg/L，NaCl 21008mg/L，牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，瓊脂20g/L，pH值7.8。
（2）液體種子液培養(yǎng)：配制FSTB液體培養(yǎng)基，分裝于三角瓶中，滅菌并冷卻至室溫后，無菌環(huán)境下用接種環(huán)挑取平板中活化后的菌株接種到三角瓶中，35℃條件下培養(yǎng)48小時(shí)。所述FSTB液體培養(yǎng)基為：FeSO4?7H2O 25mg/L，NH4NO3 286mg/L，KCl 929mg/L，CaCl2 2769mg/L，NaCl 21008mg/L，牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，pH值7.8。
（3）曝氣培養(yǎng)：采用密閉的反應(yīng)器進(jìn)行培養(yǎng)，所采用反應(yīng)器及各種器具均需要滅菌完全，進(jìn)氣和排氣位置需安裝細(xì)菌過濾裝置，培養(yǎng)液、酸堿調(diào)節(jié)劑及微量元素溶液均需要滅菌后按照無菌操作規(guī)程投加，發(fā)酵罐需配備曝氣裝置，并可進(jìn)行進(jìn)水、調(diào)酸、調(diào)堿、補(bǔ)料和排水排料操作，在該反應(yīng)器中放入滅菌后的FSTB液體培養(yǎng)基，按照體積百分比10%的比例接種液體種子液，開啟培養(yǎng)過程后，培養(yǎng)過程中采用酸堿自動控制系統(tǒng)將培養(yǎng)液pH值范圍控制在6.0-8.5，曝氣培養(yǎng)72小時(shí)之后進(jìn)行周期性的補(bǔ)料和排料操作，排料為反應(yīng)器體積的25%的培養(yǎng)液，補(bǔ)料為反應(yīng)器體積25%的FSTB液體培養(yǎng)基，也可同時(shí)通過無菌投料裝置補(bǔ)加少量的碳源、氮源和微量元素物質(zhì)，培養(yǎng)24小時(shí)為1個(gè)培養(yǎng)周期，之后按照上述比例排出對應(yīng)體積的培養(yǎng)液，由此得到含有純副球菌的濃菌液產(chǎn)品。
采集上述培養(yǎng)完畢的濃菌液，稀釋后涂布到含有FSTB固體培養(yǎng)基的平板中，對長出的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)并統(tǒng)計(jì)與FSTB-2相似菌落的百分比，相似百分比達(dá)到95%以上，即認(rèn)定該副球菌為純菌株。
采用上述培養(yǎng)得到的副球菌FSTB-2處理含鹽廢水。本實(shí)施例以經(jīng)過預(yù)處理的環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝含鹽廢水為例，所處理含鹽廢水的水質(zhì)為：COD濃度為800-2000mg/L，鹽含量為1wt%-8wt%，處理溫度30-40℃。處理效果如表2所示。
表2 副球菌FSTB-2處理含鹽廢水的效果
由表2可知，副球菌FSTB-2能夠耐受的鹽含量為1wt%-8wt%，能夠在40℃高溫下生長，可以高效脫除含鹽廢水中的COD。
本發(fā)明所述副球菌FSTB-2對實(shí)際含鹽廢水的適應(yīng)性和處理效果非常好，具有較強(qiáng)的COD降解功能，可單獨(dú)采用該純菌株處理含鹽廢水，也可單獨(dú)放大培養(yǎng)后作為外源功能微生物投加到現(xiàn)有工藝流程，有針對性地對實(shí)際工藝狀況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，解決高鹽環(huán)境下活性污泥處理效果差且易退化的問題。采用耐鹽菌處理高含鹽廢水比物理化學(xué)法成本低，直接應(yīng)用會產(chǎn)生較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可為高含鹽相關(guān)廢水處理達(dá)標(biāo)排放提供技術(shù)支撐。
SEQUENCE LISTING
<110> 中國石油化工股份有限公司
中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
<120> 一種副球菌及其培養(yǎng)應(yīng)用
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1295
<212> DNA
<213> Paracoccus sp.
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