申请日2012.08.28
公开(公告)日2013.03.27
IPC分类号C12N1/14; C02F101/20; C12R1/645; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种能够去除或回收水中铜离子的真菌菌种LP-19-3及其菌剂，含有所述菌种或菌剂的铜离子处理剂以及处理含铜废水的方法。本发明真菌菌种LP-19-3具有比苔藓等植物大得多的比表面积，因此对含铜废水的处理效率明显提高;同时，本发明中的菌种是专门耐受高浓度铜离子的，对于铜具有专门性。
权利要求书
1.一种真菌LP-19-3(Peyronellaea pomorum)，保藏于中国微生物菌种保藏 管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏日期为2012年07月04日，保藏 号为CGMCC No.6338。
2.如权利要求1所述的真菌，其特征在于，所述真菌耐受水溶液中浓度 为50mg/L以下的铜离子，优选地耐受浓度为10mg/L以下的铜离子，更优选地 耐受浓度为5mg/L以下的铜离子。
3.一种菌剂，其特征在于，所述菌剂包含如权利要求1或2所述的真菌。
4.如权利要求3所述的菌剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
a)培养皿培养：将如权利要求1或2所述的真菌的菌种在无菌条件下分别 接种于固体培养基上，20-30℃，优选22-28℃，进一步优选25℃下培养4-6天， 优选4.4-5.5天，进一步优选5天;固体培养基具有以下组成：马铃薯浸粉 4-6g/L，优选4.5-5.5g/L，进一步优选5g/L;葡萄糖或者蔗糖15-25g/L，优选 17-23g/L，进一步优选20g/L;琼脂13-18g/L，优选14-17g/L，进一步优选16g/L; 氯霉素0.1g/L;
b)一级种子培养：将步骤a)培养的菌种在无菌条件下接种于液体培养 基，20-30℃，优选22-28℃，进一步优选25℃下培养5-7天，优选地5.5-6.5天， 更优选地6天，制得一级种子;液体培养基具有以下组成：马铃薯浸粉4-6g/L， 优选4.5-5.5g/L，进一步优选5g/L;葡萄糖或者蔗糖15-25g/L，优选17-23g/L， 进一步优选20g/L;氯霉素0.1g/L;
c)二级种子培养：按液体培养基的体积比为5-15%，优选8-12%，更优 选10%的接种量，将所述一级种子接种到发酵罐中，曝气，培养5-7天，优选 5.5-6.5天，进一步优选6天，制得二级种子;
d)混合发酵培养：按液体培养基的体积比为10-20%，优选12-18%，更 优选15%的接种量，将二级种子接种到发酵罐中，进行高密度发酵培养，获得 菌剂。
5.一种铜离子处理剂，其特征在于，所述铜离子处理剂包含如权利要求1 所述的真菌，优选地，所述处理为去除或回收。
6.一种处理含铜废水的方法，其特征在于，所述方法包括：
将如权利要求1或2所述的真菌、如权利要求3所述的菌剂或如权利要求 5所述的铜离子处理剂与所述含铜废水接触。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
(a)将含铜废水的pH值调节至5.0-8.0，优选5.5-7，进一步优选6.0;
(b)向水体中加入权利要求1或2所述的真菌、如权利要求3所述的菌剂 或如权利要求5所述的铜离子处理剂，于10-35℃，优选15-30℃，进一步优选 20℃，震荡4-8小时，优选5-7小时，进一步优选6小时，震荡速度150-220 rpm，优选160-200rpm，进一步优选180rpm;
(c)静置8-16小时，优选10-14小时，进一步优选12小时。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中所述含铜废水中铜离子的浓度为 50mg/L以下、优选为5-30mg/L，最优选浓度为10-20mg/L。
9.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述处理为去除或回收所 述含铜废水中的铜离子。
10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其中所述含铜废水来源于电 镀、冶炼、铸造、农药、采矿、染料、石油、电池、机械、化工、印染、电子 材料和/或染料行业排放的工业废水。
说明书
一种真菌菌种LP-19-3及其在含铜废水处理中的用途
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，特别是涉及一种能够去除水中铜离子的真菌菌种LP-19-3及其在含铜废水处理中的用途。
背景技术
我国铜矿分布广泛，铜矿开采活动极为频繁，由此造成的水和土壤的污染也非常严重。除了铜矿开采以外，铜金属的冶炼和加工、电镀、印染、电子材料漂洗废水、化工、染料生产等多种工业活动也都会产生含铜废水。目前我国相关地区对此类污染缺乏有效先进的治理措施，现有的治理措施技术落后、治理效果差强人意、成本昂贵、无法负荷全国大面积的污染以及快速出现的污染新区域。这一系列复杂多变的铜矿污染问题使得铜矿区含铜废水污染问题成为了环境污染治理领域一大亟待解决的难题。
传统的治理含铜废水的方法大都属于物理化学范畴，包括化学沉淀法、电解法、物理化学吸附、离子螯合、离子交换等。但这些方法存在着产生污泥的二次污染、能耗高、成本昂贵、处理量受限等的缺点，大多应用并不广泛。
近年来，生物方法尤其是微生物的方法在治理重金属污染领域逐步被人们所认识和接受。微生物方法具有成本低廉、操作运行简便、处理效率高、无二次污染、易于回收重金属等传统方法不具备的优势。目前，微生物处理技术已经成为世界各国重金属污染治理研究和应用领域的一大热点。但是到目前为止，国内外利用微生物菌种来吸附处理水中铜离子污染的专利技术还非常少见。
美国US5578547(A)-1996-11-26(Summers,Jr.et al)公开了一种利用泥炭藓和 其他一些植物体制成小珠，将大量的小珠放入污染水体中进行对重金属离子的吸附。该发明并没有利用微生物菌种，而是一些苔藓植物;同时该发明并未针对铜离子，其处理铜离子的效果未知;而且该发明技术仅限于含重金属离子浓度较低的水体。
中国200910027229.3(陈雁等)公开了一种利用鸭拓草及微生物菌剂混合的形式治理含铜污水。鸭拓草是目前发现的一种铜超积累植物，对铜具有耐受和积累的能力。虽然该发明涉及了微生物菌株的使用，但其中添加的菌剂(包括细菌类和真菌类)是起益生菌作用，即促进鸭拓草的生长以及鸭拓草对于铜离子的修复作用，但菌剂本身并不具有吸附处理铜离子的能力。因此，该发明实质上是利用植物修复的方法来治理含铜污水，并没有使用微生物修复技术。
因此，本领域中存在对于处理含铜污水效果良好并且能够进行大规模工业应用的菌种的需要。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种真菌菌种(Peyronellaea pomorum)。
本发明的第二个目的在于提供了一种包含真菌的菌剂。
本发明的第三个目的在于提供了菌剂的制备方法。
本发明的第四个目的在于提供了一种铜离子处理剂。
本发明的第五个目的在于提供了一种处理含铜废水的方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
在第一个方面，本发明提供了一种真菌LP-19-3(Peyronellaea pomorum)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，100101，保藏日期为2012年07月04日，其 保藏号为CGMCC No.6338。
本发明的真菌可耐受水溶液中浓度为50mg/L以下的铜离子，优选地耐受浓 度为10mg/L以下的铜离子，更优选地耐受浓度为5mg/L以下的铜离子。
在第二个方面，本发明提供了一种菌剂，所述菌剂包含第一方面中所述的真菌。
在第三个方面，本发明提供了如第二方面所述的菌剂的制备方法，所述方法包括：
a)培养皿培养：将如第一方面所述的真菌的菌种在无菌条件下分别接种于固体培养基上，20-30℃，优选22-28℃，进一步优选25℃下培养4-6天，优选4.4-5.5天，进一步优选5天;固体培养基具有以下组成：马铃薯浸粉4-6g/L，优选4.5-5.5g/L，进一步优选5g/L;葡萄糖或者蔗糖15-25g/L，优选17-23g/L，进一步优选20g/L;琼脂13-18g/L，优选14-17g/L，进一步优选16g/L;氯霉素0.1g/L;
b)一级种子培养：将步骤a)培养的菌种在无菌条件下接种于液体培养基，20-30℃，优选22-28℃，进一步优选25℃下培养5-7天，优选地5.5-6.5天，更优选地6天，制得一级种子;液体培养基具有以下组成：马铃薯浸粉4-6g/L，优选4.5-5.5g/L，进一步优选5g/L;葡萄糖或者蔗糖15-25g/L，优选17-23g/L，进一步优选20g/L;氯霉素0.1g/L;
c)二级种子培养：按液体培养基的体积比为5-15%，优选8-12%，更优选10%的接种量，将所述一级种子接种到发酵罐中，曝气，培养5-7天，优选5.5-6.5天，进一步优选6天，制得二级种子;
d)混合发酵培养：按液体培养基的体积比为10-20%，优选12-18%，更优选15%的接种量，将二级种子接种到发酵罐中，进行高密度发酵培养，获得菌剂。
培养皿培养中，培养温度可以为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃;培养时间可以为4天、4.5天、110小时、5天、130小时、5.5天或6天;所用的固体培养基中马铃薯浸粉可以为4g/L、4.2g/L、4.5g/L、4.7g/L、4.9g/L、5g/L、5.1g/L、5.3g/L、5.5g/L、5.8g/L或6g/L，葡萄糖或者蔗糖可以为15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L或25g/L，琼脂可以为13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L或18g/L。
一级种子培养中，培养温度可以为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃;培养时间可以为5天、5.5天、140小时、6天、150小时、6.5天或7天;所用的液体培养基中马铃薯浸粉可以为4g/L、4.2g/L、4.5g/L、4.7g/L、4.9g/L、5g/L、5.1g/L、5.3g/L、5.5g/L、5.8g/L或6g/L，葡萄糖或者蔗糖可以为15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L或25g/L。
二级种子培养中，接种量按液体培养基的体积比可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%;发酵罐容积可以为1L、1.5L、2L、2.5L、3L、3.5L、4L、4.5L或5L;培养时间可以为5天、5.5天、140小时、6天、150小时、6.5天或7天。
混合发酵培养中，接种量按液体培养基的体积比可以为10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。
在第四个方面，本发明提供了一种铜离子处理剂，所述铜离子处理剂包含如第一方面所述的真菌，优选地，所述处理为去除或回收。
在第五个方面，本发明提供了一种处理含铜废水的方法，所述方法包括：
将如第一方面所述的真菌、如第二方面所述的菌剂或如第四方面所述的铜 离子处理剂与所述含铜废水接触。
本发明的处理含铜废水的方法可包括：
(a)将含铜废水的pH值调节至5.0-8.0，优选5.5-7.0，进一步优选6.0;
(b)向水体中加入第一方面所述的真菌、如第二方面所述的菌剂或如第四方面所述的铅离子处理剂，于10-35℃，优选15-30℃，进一步优选20℃，震荡4-8小时，优选5-7小时，进一步优选6小时，震荡速度150-220rpm，优选地160-200rpm，最优选地180rpm;
(c)静置8-16小时，优选地10-14小时，最优选地12小时。
在本发明的处理含铜废水的方法中，含铜废水的pH值可以为5.0、5.5、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.5、7.0、7.5或8.0;处理温度可以为10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃;震荡时间可以为4小时、4.5小时、5小时、5.5小时、6小时、6.5小时、7小时、7.5小时或8小时;震荡速度可以为150rpm、160rpm、170rpm、180rpm、190rpm、200rpm、210rpm或220rpm;静置时间可以为8小时、8.5小时、9小时、9.5小时、10小时、10.5小时、11小时、11.5小时、12小时、12.5小时、13小时、13.5小时或14小时。
在本发明的处理含铜废水的方法中，所述含铜废水中铜离子的浓度可为50mg/L以下、优选地为5-30mg/L，最优选地浓度为10-20mg/L，包括5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L、35mg/L、40mg/L、45mg/L和50mg/L。
在本发明的处理含铜废水的方法中，所述处理可为去除或回收所述含铜废水中的铜离子。
在本发明的处理含铜废水的方法中，所述含铜废水可来源于电镀、冶炼、铸造、农药、采矿、染料、石油、电池、机械、化工、印染、电子材料、染料行业排放的工业废水。
在本文中，“高密度培养”又称高密度发酵，一般指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养10倍以上时的生长。
本发明的优点：
本发明利用真菌菌种处理含铜废水，因为真菌具有比苔藓等植物大得多的比表面积，因此处理效率明显提高;同时，本发明中的菌种是专门耐受高浓度铜离子的，对于铜具有专门性。