申请日2013.11.13
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号C12N1/20; C02F3/34; C02F103/16; C12R1/40; C12R1/38; C12R1/01
摘要
本发明公开了一种用于降解电镀废水的复合菌群及其制备方法，包括如下步骤：分别挑取土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，杆状菌(Bacillus sp.)，恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida.)，施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)接种培养;按体积百分比计，分别取15～17%土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，3～17%杆状菌(Bacillus sp.)，23～32%恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和34～59%施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)活化后，混合投入到废水中。本发明通过菌种间的协调作用，能有效提高微生物处理电镀废水的降解效率。
权利要求书
1.一种用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)四种细菌对数生长期细胞的制备：
分别挑取土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，杆状菌(Bacillus sp.)，恶臭假单胞菌 (Pseudomonas putida.)，施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)四种菌1～2环，将其分别 转移到含20～30mL营养液中，每种细菌在27～35℃的条件下培养1～2天;再将培养后的四 种菌按菌体与增殖培养基体积比分别以1:9～1:12的比例接种至含300～500mL增殖培养基的 容器中，采用不同的增殖培养基培育，其中，土壤杆菌和杆状菌的营养培养基为牛肉膏 3.0～4.0g/L，胰蛋白胨4.0～5.0g/L，其余为水;恶臭假单胞菌营养培养基为牛肉膏1.5g～2.0/L， 葡萄糖1.0～2.0g/L，胰蛋白胨6.0～7.0g/L，酵母粉3.0～4.0g/L，其余为水;施氏假单胞菌 营养培养基为新鲜马铃薯汁800～1000mL，葡萄糖16～20g，其余为水;然后在27～35℃的 条件下培养1～2天，以6000～7000rpm的速度离心10～15min后，分别获得上述四种菌体 的对数生长期细胞;以浓度计，所述营养液的主要成分为牛肉膏1.5～2.0g/L，葡萄糖1.0～2.0 g/L，胰蛋白胨5.5～6.5g/L，酵母粉3.0～4.0g/L;pH6.5～7.5，其余为水;
(2)四种菌体的混合菌群的复配：将四种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲 液洗涤2～3次，然后按体积百分比计，分别取9～17%土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，3～ 17%杆状菌(Bacillus sp.)，23～32%恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和34～59%施氏 假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)混合，得用于降解电镀废水的复合菌群。
2.根据权利要求1所述的用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，其特征在于，所 述复合菌群降解含电镀废水时，取复合菌群的混合菌液以1:15～1:30的体积比例投加到营养 液中进行培养6～12h，使复合菌群活化后直接投入到电镀废水中，每1升电镀废水加入混 合菌液1～2mL;曝气处理24～48h，曝气量为2～4L/h。
3.根据权利要求2所述的用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，其特征在于，所 述营养液主要成分为牛肉膏1.5～2.0g/L，葡萄糖1.0～2.0g/L，胰蛋白胨5.5～6.5g/L，酵母粉 3.0～4.0g/L，pH 6.5～7.5，其余为水。
4.根据权利要求1所述的用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，其特征在于，按 体积百分比计，所述磷酸盐缓冲液的成分为氯化钠8.0～9.0g/L，氯化钾0.2～0.3g/L，磷酸氢 二钾1.1～1.2g/L和磷酸二氢钾0.2～0.3g/L，其余为水。
5.根据权利要求1所述的用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，其特征在于，所 述磷酸盐缓冲液的洗涤次数为2～3次。
6.根据权利要求1所述的用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，其特征在于，所 述新鲜马铃薯汁通过如下方法制备：取去皮新鲜马铃薯160～200克，切成小块，加去离子水 800～1000mL，煮沸20‐40分钟，滤去马铃薯块，用去离子水将滤液补足至800～1000mL。
7.一种用于降解电镀废水的复合菌群，其特征在于，由权利要求1、4、5或6所述制 备方法制得。
说明书
一种用于降解电镀废水的复合菌群及其制备方法
技术领域
本发明涉及电镀废水处理领域，具体是涉及一种用于降解电镀废水的复合菌群及其制备 方法。
背景技术
由于重金属离子不可生物降解性、生物富集性，作为重金属污染的重点行业，电镀已是 当今世界最严重的污染工业之一，所产生的重金属废水的治理问题已成为环保领域关注的焦 点。传统上处理重金属废水的方法主要是物理化学法，如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、 膜分离法、氧化还原法等。但这些方法都具有二次污染严重，处理成本高等问题。
电镀废水的生物处理过程，主要是通过生物体对金属的自然吸附、生物体代谢产物对金 属的沉淀作用，生物体内的蛋白与金属的结合，以及重金属在生物体内酶作用下的转化等作 用将废水中的重金属污染物质分解、吸收，从而达到治理污染的目的。生物处理法与其他方 法相比，其成本低，效率高，而且容易操作，最重要的是没有二次污染，因此，在废水处理 中得到了广泛的应用。
随着经济的发展，废水的成分日益复杂，尤其当废水中含有有毒、难降解的有机污染物 时，由于对该类有机物具有专项降解能力的微生物在环境中的种类、数量较少，同时它在种 间竞争中处于劣势，因此，传统的生物处理技术面临极大挑战。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种降解效率高，费用低的用于降解电镀 废水的复合菌群及其制备方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种用于降解电镀废水的复合菌群的制备方法，包括如下步骤：
(1)四种细菌对数生长期细胞的制备：
分别挑取土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，杆状菌(Bacillus sp.)，恶臭假单胞菌 (Pseudomonas putida.)，施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)四种菌1～2环，将其分别 转移到含20～30mL营养液中，每种细菌在27～35℃的条件下培养1～2天;再将培养后的四 种菌按菌体与增殖培养基体积比分别以1:9～1:12的比例接种至含300～500mL增殖培养基的 容器中，采用不同的增殖培养基培育，其中，土壤杆菌和杆状菌的营养培养基为牛肉膏3.0～4.0 g/L，胰蛋白胨4.0～5.0g/L，其余为水;恶臭假单胞菌营养培养基为牛肉膏1.5g～2.0/L，葡萄 糖1.0～2.0g/L，胰蛋白胨6.0～7.0g/L，酵母粉3.0～4.0g/L，其余为水;施氏假单胞菌营养 培养基为新鲜马铃薯汁800～1000mL，葡萄糖16～20g，其余为水;然后在27～35℃的条件下 培养1～2天，以6000～7000rpm的速度离心10～15min后，分别获得上述四种菌体的对数生 长期细胞;以浓度计，所述营养液的主要成分为牛肉膏1.5～2.0g/L，葡萄糖1.0～2.0g/L，胰 蛋白胨5.5～6.5g/L，酵母粉3.0～4.0g/L;pH 6.5～7.5，其余为水;
(2)四种菌体的混合菌群的复配：将四种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲 液洗涤2～3次，然后按体积百分比计，分别取9～17%土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，3～17% 杆状菌(Bacillus sp.)，23～32%恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和34～59%施氏假单 胞菌(Pseudomonas stutzeri.)混合，得用于降解电镀废水的复合菌群。
进一步地，所述复合菌群降解含电镀废水时，取复合菌群的混合菌液以1:15～1:30的体 积比例投加到营养液中进行培养6～12h，使复合菌群活化后直接投入到电镀废水中，每1升 电镀废水加入混合菌液1～2mL;曝气处理24～48h，曝气量为2～4L/h。所述营养液主要成分 为牛肉膏1.5～2.0g/L，葡萄糖1.0～2.0g/L，胰蛋白胨5.5～6.5g/L，酵母粉3.0～4.0g/L，pH 6.5～7.5， 其余为水。
按体积百分比计，所述磷酸盐缓冲液的成分为氯化钠8.0～9.0g/L，氯化钾0.2～0.3g/L，磷 酸氢二钾1.1～1.2g/L和磷酸二氢钾0.2～0.3g/L，其余为水。所述磷酸盐缓冲液的洗涤次数为2～3 次。
所述新鲜马铃薯汁通过如下方法制备：取去皮新鲜马铃薯160～200克，切成小块，加去 离子水800～1000mL煮沸20‐40分钟，滤去马铃薯块，用去离子水将滤液补足至800～1000mL。
一种用于降解电镀废水的复合菌群，由上述制备方法制得。
本发明在传统的生物处理体系中投加具有特定功能的微生物或某些基质，增强它对特定 污染物的降解能力，从而改善整个污水处理体系的处理效果，这种技术称为生物强化技术。
本发明具有如下优点：
1)本发明提供的利用土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，杆状菌(Bacillus sp.)，恶臭假单 胞菌(Pseudomonas putida.)，施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)四种菌按一定比例组 成优势复合菌群投加进行废水的生物强化处理：恶臭假单胞菌经常被用于废水处理，它有降 解芳香烃类例如甲苯和苯酚的能力，这些都是城市废水中的常见污染物，此外不少研究者通 过研究发现恶臭假单胞菌对铅、镉、铜等数十种金属离子具有很强耐受性，并对这些重金属 具有一定的降解作用;杆状菌是一种常见的土壤细菌并能使芳香烃产生二次降解;土壤杆菌 对铜、铬、镉和镍等多种重金属具有良好的吸附作用;施氏假单胞菌对水中的菲、五氯酚及 含硫有机物具有良好的降解效果。本发明发现复合菌群的降解效果远高于任何一株单一菌 株，说明不同微生物之间产生一定的相互作用。这是由于不少生物活动是单株微生物所不 能完成或只能微弱进行的，必须借助两种或多种微生物在同一环境中的相互作用来实现。采 用单一菌群和基因工程菌进行污染物降解过程中，常常由于抑制性中间代谢产物的生成或中 间产物进入截止式代谢产物途径(end product pathways)而抑制了污染物降解酶活性，使得污 染物降解效率不高或降解不彻底。利用微生物间有益的相互作用，将微生物混合培养与驯化， 将细菌对污染物的中间代谢产物流向进行某些改进，使抑制性中间产物不生成或尽快转化， 从而提高污染物降解效率。因此，利用微生物相互作用，在微生物的实际应用中所采用的混 合细菌微生物培养驯化法更具有重要意义。
2)本发明发现这几株菌他们各自对电镀废水的不同组分具有一定的降解能力，如恶臭 假单胞菌和施氏假单胞菌能产生木质均二苯代乙稀‐α,β‐加双氧酶等过氧化物酶。这些酶能够 同时攻击木素结构中的醚键、C‐C键和Cα‐Cβ双键，使木素结构迅速得到破坏，进而变成小分 子有机物。而土壤杆菌和杆状菌则能利用废水中大分子有机物降解生成的小分子有机物作为 碳源进行生长代谢，进而进一步将其降解成二氧化碳和水等无机物。同时大量繁殖的土壤杆 菌和杆状菌会分泌大量的具有絮凝作用的多糖类物质和蛋白质类物质。这些分泌物能够沉淀 和吸附水中的重金属离子，再加上微生物本身对重金属具有一定吸附作用，从而达到去除废 水中重金属的目的。它们的生长底物之间没有竞争性，所以能很好的协同生长。由于各不同 的菌株降解不同的有机物，它们联合作用就对电镀废水的污染物具有很高的降解率。