專利名稱：一株應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物瀝浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌z3的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一株 應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物浙浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌Z3，是一項利用異養(yǎng)菌與自養(yǎng)菌互作進(jìn)行生物浙浸處理的技術(shù)，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國每年產(chǎn)生約700多萬噸(干物質(zhì)計)各類城市污泥，以及數(shù)量更多的工業(yè)污泥和畜禽糞污等有機固體廢物。這些固體有機廢物都存在濃度不等種類不同的重金屬，因為城市污水處理廠往往會接納部分工業(yè)廢水，而養(yǎng)殖場則在飼料中會添加一些金屬鹽作為添加劑，使得糞污中重金屬也明顯提高。此外，這些污泥或糞污還存在難于脫水的難題。例如，我國城市污泥采用加絮凝劑PAM再行機械脫水，其脫水后污泥含水率仍高達(dá)85% 左右，這些污泥很難處置。因此，實現(xiàn)污泥深度脫水和從污泥中去除有害重金屬，是實現(xiàn)污泥合理處置和資源化利用的重要前提，也是化解污泥處置難題的重要技術(shù)措施。近年來，研究發(fā)現(xiàn)利用生物浙浸技術(shù)(Bioleaching)預(yù)處理液態(tài)污泥或畜禽糞污具有促進(jìn)其脫水和溶出重金屬的功效。本課題組通過10多年的研究和摸索，于2010年8 月24日在江蘇無錫市建立了國際上第一個城市污泥生物浙浸處理工廠，規(guī)模為日處理5萬噸污水所產(chǎn)生的污泥。處理后污泥在不加任何絮凝劑的條件下直接通過機械脫水，可使污泥含水率達(dá)到55%左右，而且該技術(shù)還可使重金屬脫出率達(dá)到80%以上，惡臭消除，病原物也被殺滅，展現(xiàn)出良好的產(chǎn)業(yè)化前景。本課題組曾公開了兩種高效作用于污泥的自養(yǎng)型生物浙浸微生物的專利 (ZL02112924. X，ZL02137921. 1)，即嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌LX5和氧化硫硫桿菌TS6。但在實際運行中，必須配合耐酸性異養(yǎng)菌，才能保持長久的活性。這是因為這兩種硫桿菌都是專性化能自養(yǎng)菌，對污泥水溶性有機物有一定的敏感性，而污泥中水溶性有機物含量往往超過了它的致毒水平，需要異養(yǎng)菌分解這些對硫桿菌有毒的物質(zhì)。本課題組于2004年 5月31日發(fā)明了一種耐酸性紅酵母菌及其用于污泥中重金屬的生物脫除的方法的專利 (ZL200410044843. 8)，通過在污泥中同時接種以水溶性有機物為能量來源和碳源的紅酵母菌R30，以大幅度降低這些有毒的小分子在污泥中的濃度，大大提高了硫桿菌在污泥生物浙浸中的活性，使污泥生物浙浸處理效率和穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提高。這說明在污泥生物浙浸系統(tǒng)中，耐酸性異養(yǎng)菌的加入是非常有益的。試驗證明，在污泥生物浙浸系統(tǒng)中，微生物多樣性越豐富，生物浙浸效果越好。繼R30菌之后，我們又發(fā)現(xiàn)了一種新的耐酸性異養(yǎng)菌 D13(專利申請?zhí)?201010225268. 7)，它們都能在酸性環(huán)境下正常生長。鑒于上述兩株異養(yǎng)菌均為酵母屬的真菌，為尋找更高效不同種類的異養(yǎng)菌，使污泥生物浙浸系統(tǒng)的微生物多樣性更豐富，我們從生物浙浸的畜禽糞污中分離到一株新的異養(yǎng)菌，并發(fā)現(xiàn)它能在污泥和畜禽糞污生物浙浸中揮發(fā)很好的作用。
三、發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種耐酸性異養(yǎng)菌以消除污泥生物浙浸處理中對硫桿菌生長有影響的小分子有機物，從而提高生物浙浸效率和長期運行的穩(wěn)定性。技術(shù)方案下面為本發(fā)明的主要內(nèi)容本發(fā)明提供的一株在污泥和畜禽糞污生物浙浸中耐酸性的異養(yǎng)菌菌株Z3，分離自生物浙浸酸化的畜禽糞污，經(jīng)過鑒定確認(rèn)為地霉屬(Galactomyces geotrichum) Z3。該菌株于2010年11月5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(中國科學(xué)院微生物研究所，中國北京)，其保藏編號為CGMCC No. 4298。菌株經(jīng)PCR擴(kuò)增后，18S rRNA部分基因、ITSl區(qū)域、5. 8S rRNA、ITS2、28S rRNA部分基因序列在核酸數(shù)據(jù)庫GenBank(NCBI) (http //www. ncbi. nlm. nih. gov/)登錄號為 HM566199。

上述菌株Z3經(jīng)鑒定，具有如下生物學(xué)特征(1)菌株的形態(tài)特征單細(xì)胞呈圓筒形，節(jié)孢子大小為6-12 μ mX 3-6 μ m，菌落呈平面擴(kuò)散，生長快，扁平，中心突起，白色，短絨狀，液體培養(yǎng)渾濁，沉淀物疏松，繁殖方式為裂殖，形成的節(jié)孢子單個或連接成鏈。(2)菌株的生理生化特征該菌株在25 35°C條件下生長良好，易于常溫下培養(yǎng)， 其最適生長溫度為28°C。在pH2 9均能生長，最適pH為2. 5 6，當(dāng)pH > 7時生長受到一定影響，當(dāng)pH < 2. 5時生長受較大抑制。試驗發(fā)現(xiàn)在豬糞糞污生物浙浸的后期pH達(dá)到 2.0時，仍能夠檢測到菌株Z3，說明它對酸性環(huán)境的耐受能力很強。菌株Z3能發(fā)酵葡萄糖、 果糖、而不發(fā)酵乳糖，微弱發(fā)酵蔗糖，能同化KNO3和(NH4)2SO4,不能利用肌醇、異丙醇作為唯一碳源，不形成類淀粉化合物。(3)菌株的分子生物鑒定結(jié)果菌株Z3的18S rRNA部分基因、ITSl區(qū)域、 5. 8S rRNA、ITS2、28S rRNA部分基因共測出325個堿基對，在核酸數(shù)據(jù)庫GenBank(NCBI) (http://www. ncbi. nlm. nih. gov/)登錄號為 HM566199。18S rRNA-ITSl-5. 8S rRNA-ITS2-28S rRNA 的序列如下gggcttgcat ttcagtattt gtgatttacc
aaaataattaaaacttttaa caatggatct cttggttctc gtatcgatga agaacgcagc gaaacgcgat atttcttgtgaattgcagaa gtgaatcatc agtttttgaa cgcacattgc actttggggt atcccccaaa gtatacttgtttgagcgttg tttctctctt ggaattgctt tgctcttcta aaatttcgaa tcaaattcgt ttgaaaaacaacactattca acctcagatc aagtaggatt acccgctgaa cttaa菌株Z3 與 Galactomyces geotrichum strain YFOlf 相似性最高，同源性達(dá)到 99. 69%，因此，鑒定為Galactomyces sp. Z3，結(jié)合生理生化特征將其歸類為地霉屬。有益效果該菌株與已有的同類菌株相比具有明顯優(yōu)點在豬糞糞污和污泥生物浙浸系統(tǒng)中，能耐受pH2的酸性環(huán)境，在pH2. 5時能很好生長，因此，在生物浙浸中能保持較長久的活力而不需要經(jīng)常添加。該菌能快速利用豬糞糞污和污泥生物浙浸系統(tǒng)中溶解性有機物(DOM)，減少DOM 對硫桿菌的毒害。該菌在利用DOM或小分子有機酸時，會迅速產(chǎn)生較高濃度的溶解性CO2，大大促進(jìn)以CO2為碳源的硫桿菌生長。因此，在豬糞糞污和污泥生物浙浸中，接種Galactomyces sp. Z3可使豬糞糞污和污泥生物浙浸時間縮短，重金屬溶出率提高，且處理后豬糞糞污和污泥脫水性能明顯得到提尚。
具體實施例方式
下面敘述本發(fā)明的實施例。1、菌株Z3的分離與擴(kuò)大培養(yǎng)配制PDA培養(yǎng)基，成分馬鈴薯200g，蔗糖或葡萄糖20g，水lOOOmL，pH自然， 12rC，30min滅菌。用于分離耐酸性異養(yǎng)菌的樣品取自于先前完成的豬糞糞污生物浙浸處理后的酸化豬糞糞污(PH值為2.0左右)。用接種環(huán)取酸化豬糞糞污液一環(huán)，在PDA平板上劃線分離，將上述接種有酸化豬糞糞污懸液的平板于28°C下倒置培養(yǎng)3 4d，至生長出菌落。在PDA平板上分離生長較好的有代表性的單菌落做涂布鏡檢，若有不純，則進(jìn)一步挑取此菌落反復(fù)劃線，直至獲得目的菌株的純菌，并轉(zhuǎn)移斜面保存?zhèn)溆谩Ｒ后w培養(yǎng)條件從斜面上取Z3菌苔，接種于PDA液體培養(yǎng)基中，28-300C，于ISOrpm往復(fù)式搖床培養(yǎng)2 天，菌數(shù)達(dá)IO7個/mL。形態(tài)觀察和顯微鏡檢發(fā)現(xiàn)，該菌株單細(xì)胞呈圓筒形，節(jié)孢子大小為 6-12 μ mX 3-6 μ m。菌落呈平面擴(kuò)散，生長快，扁平，中心突起，白色，短絨狀，液體培養(yǎng)渾濁， 沉淀物疏松，繁殖方式為裂殖，形成的節(jié)孢子單個或連接成鏈。菌株進(jìn)一步經(jīng)生理生化鑒定和分子生物學(xué)鑒定后確定為地霉屬菌株，命名為Galactomyces sp. Z3。2、Z3最適生長的pH測定將一定體積的PDA液體培養(yǎng)基按照每瓶50mL分裝于一系列150mL三角瓶中。用 4N H2SO4 將培養(yǎng)基 pH 值分別調(diào)節(jié)至 1. 5，2. 0，2. 5，3. 0，4. 0，5. 0，6. 0，7. 0，8. 0 和 8. 5 的 10 個梯度，隨后于121°C下滅菌15min。待冷卻后分別取一環(huán)Galactomyces sp. Z3斜面菌苔接種于上述培養(yǎng)基中，置于轉(zhuǎn)速為180r/min搖床中28°C恒溫培養(yǎng)48h。其生長用培養(yǎng)液在 600nm處的吸光值(OD)來表征，每個pH處理均設(shè)3個重復(fù)，結(jié)果見表1。表IGalactomyces sp. Z3在不同pH培養(yǎng)基中生長狀況
權(quán)利要求
1.一株應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物浙浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌Z3，命名地霉屬 Z3 (Galactomycesgeotrichum Z3)，2010年11月5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. 4298。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物浙浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌Z3，其特征在于所述的地霉屬Z3可在pH2. 5的極端酸性環(huán)境中正常生長，最適pH為2. 5_6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物浙浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌Z3， 其特征在于所述的地霉屬Z3的GenBank注冊號為HM566199，它的18S rRNA-ITSl-5. 8S rRNA-ITS2-28S rRNA 的序列如下gggcttgcat ttcagtattt gtgatttacc acagcaaaca aaaatcatac aatcaaaaca aaaataattaaaacttttaa caatggatct cttggttctc gtatcgatga agaacgcagc gaaacgcgat atttcttgtgaattgcagaa gtgaatcatc agtttttgaa cgcacattgc actttggggt atcccccaaa gtatacttgtttgagcgttg tttctctctt ggaattgctt tgctcttcta aaatttcgaa tcaaattcgt ttgaaaaacaacactattca acctcagatc aagtaggatt acccgctgaa cttaa
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物浙浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌Z3，其特征在于所述的地霉屬Z3接種在畜禽糞污和污泥生物浙浸系統(tǒng)中反應(yīng)2天可使它們的脫水性分別提高48 %和80 %，重金屬溶出率提高到90 %以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一株應(yīng)用于污泥和畜禽糞污生物瀝浸處理的耐酸性異養(yǎng)菌Z3，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。單細(xì)胞呈圓筒形，節(jié)孢子大小為6-12μm×3-6μm，菌落呈平面擴(kuò)散，生長快，扁平，中心突起，白色，短絨狀，液體培養(yǎng)渾濁，沉淀物疏松，繁殖方式為裂殖，形成的節(jié)孢子單個或連接成鏈。能在pH＝2.5的極端酸性環(huán)境下正常生長，最適pH為2.5-6，經(jīng)形態(tài)、生理生化特性以及分子生物學(xué)鑒定，該菌株屬于地霉屬(Galactomyces geotrichum)，保藏編號為CGMCC No.4298。該菌株在豬糞糞污和城市污泥生物瀝浸環(huán)境中可快速利用水溶性小分子有機物或簡單有機酸作碳源和能源，從而促進(jìn)了生物瀝浸效率，使豬糞糞污和城市污泥重金屬脫出率達(dá)到90％以上，脫水性分別提高48％和80％。
文檔編號C02F11/02GK102250776SQ20111015868
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者周俊, 周立祥 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)