一種巴氏葡萄球菌及其制備方法和在處理污水中的應用
【專利說明】一種巴氏葡萄球菌及其制備方法和在處理污水中的應用 發(fā)明領域
[0001] 本發(fā)明涉及高級氧化結合生物工程對可生化性差廢水的處理工藝，具體地說是表 達紫外結合臭氧聯合表達PheB巴氏葡萄球菌劑處理可生化性差污水的處理工藝，還有其 在可生化性差污水處理領域中的應用。
【背景技術】
[0002] 目前，全球淡水資源短缺，水環(huán)境的質量持續(xù)惡化，廢水回用是解決水資源危機， 滿足日益嚴格的水環(huán)境要求的有效方法。廢水的可生化性是廢水重要特征指標之一，也是 廢水回用處理工藝中的重要參數之一，準確判斷廢水的可生化性對于處理工藝的設計十分 重要。廢水的可生化性也稱廢水的生物可降解性，即廢水中有機污染物被生物降解的難易 程度，是廢水的重要特性之一。可生化性差的工業(yè)污水的生物需氧量很低，一般小于500mg/ L，其具有難處理、所含物質不易降解等特點。
[0003] 高級氧化工藝通過產生羥基自由基來對污水中不能被普通氧化劑氧化的污染物 進行氧化降解的過程。高級氧化工藝一般涉及到發(fā)生和利用游離羥基（HO ·)作為強氧化 劑破壞常規(guī)氧化不能氧化的化合物。高級氧化工藝與其他處理工藝聯合處理生化性差污水 是現在污水處理工藝的一個新的處理方案。經過高級氧化處理后，廢水中的化合物被降解 而并非濃縮或轉移到其他相中，這樣直接減少了污水處理系統中的難降解物質。同時高級 氧化過程中不會產生二次廢物，所以不需要后續(xù)廢物處置或再生設施。
[0004] 污水生物處理技術是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理應用中最 廣泛的方法之一，也是以后治理水污染的重要解決方案。應用基因工程手段對微生物進行 特定的改造和馴化提高微生物對污水中含氮有機物的利用，對污水的氨氮和苯系物的處理 效果。使經過工程菌處理過的生活污水中總氮和氨氮符合國家對污水處理廠污染物排放標 準。本專利還涉及對特定的工程菌進行定向基因敲入，實現對生化性差的污水的個性化治 理，提高經過高級氧化后的可生化性差污水的處理效果，提高了出水質量。
[0005] 綜上所述，通過高級氧化工藝結合巴氏葡萄球菌可達到對生化性差污水的良好處 理效果，有效減少了系統中難降解物質的含量。

【發(fā)明內容】

[0006] 鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種巴氏葡萄球菌及其制備方法和在處理污 水處理中的應用。具體技術方案如下：
[0007] 一種巴氏葡萄球菌，所述巴氏葡萄球菌是重組巴氏葡萄球菌，拉丁文學名為 Staphylococcus pasteuri，命名為 Biode nonbiodegradable 菌株；保藏單位：中國微生物 菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地點：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號中國科 學院微生物研宄所，保藏時間：2014年12月29日，保藏編號CGMCC No. 10255。
[0008] 所述巴氏葡萄球菌中轉化的外源基因鄰苯二酚2, 3-雙加氧酶基因（PheB)的核苷 酸序列如序列編號1所示。
[0009] 所述巴氏葡萄球菌的鄰苯二酚2, 3-雙加氧酶基因的氨基酸序列如序列編號2所 不O
[0010] 所述巴氏葡萄球菌的鄰苯二酚2, 3-雙加氧酶基因前帶有分泌型信號肽，其中信 號肽的氨基酸序列如編號3所示。
[0011] 所述巴氏葡萄球菌的分類為放線菌屬。
[0012] 上述任一所述的巴氏葡萄球菌的制備方法，包括如下步驟：
[0013] (1)利用細菌分離技術分離具有氨氮去除效果的硝化細菌基因組；
[0014] (2)利用PCR技術克隆鄰苯二酚2, 3-雙加氧酶基因（pheB)，與pSIM6載體連接后 重組到硝化細菌基因組特定位點中；
[0015] (3)利用基因工程技術篩選出表達pheB基因的硝化細菌；
[0016] (4)利用發(fā)酵技術將步驟（3)的表達pheB基因的硝化細菌進行擴增，得到所述巴 氏葡萄球菌。
[0017] 上述任一所述的巴氏葡萄球菌的應用，將高級氧化反應系統與所述巴氏葡萄球菌 聯合，在不同條件下去除污水中的氨氮、腐殖酸及苯系物；
[0018] 所述高級氧化反應系統為紫外和臭氧聯合作用的高級氧化反應器；所述高級氧化 反應器內安裝有旋流曝氣器，該旋流曝氣器的曝氣氣流能帶動系統中水流進行內循環(huán)，可 以實現臭氧對難生化化合物的有效氧化，同時，也可有效地使臭氧均勻分布在系統中，增加 了氧化效果；
[0019] 所述污水是可生化性差的污水，其COD值> 20000、BOD值< 2000。
[0020] 所述污水中氨氮的去除率為96. 46?99. 68%。
[0021] 所述污水中COD去除率為96. 88?99. 46%，總氮去除率為97. 45?99. 98%，BOD 去除率為96. 47?99. 84%。
[0022] 所述污水包括生活污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾液或其濃縮液。
[0023] 本發(fā)明通過應用基因工程操作技術，構建了高效去除苯系物的硝化細菌，即巴氏 葡萄球菌。實驗表明重組到基因組的外源基因沒有影響硝化細菌的復制。污水處理實驗研 宄結果表明重組硝化細菌可以有效去除工業(yè)廢水、垃圾滲濾液中的氨氮和苯系物，使出水 質量達到國家要求標準。
【附圖說明】
[0024] 圖1是重組載體構建圖、重組基因檢測、表達以及硝化細菌的生長曲線圖；其中A 為重組載體構建圖、B為重組基因檢測圖，C為重組硝化細菌（巴氏葡萄球菌）生長曲線圖；
[0025] 圖2是高級氧化工藝處理可生化性差污水的示意圖；A為腐殖酸含量的變化，B為 COD變化，C為氨氮變化，D為總氮變化；
[0026] 圖3是重組硝化菌處理經過高級氧化處理后的可生化性污水的效果圖；A為腐殖 酸含量的變化，B為COD變化，C為氨氮變化，D為總氮變化。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而 更為清楚。但