一株三乙胺降解菌及其应用

摘要

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株三乙胺降解菌及其应用。本发明所述三乙胺降解菌T-5属于蜡状芽孢杆菌（Bacillus），保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2013年11月21日，保藏编号为CCTCC NO：M2013588。所述菌株能利用三乙胺作为碳源、氮源进行生长繁殖，能够在含有4000mg/L三乙胺的摇瓶中生长繁殖，对1500mg/L三乙胺72h内降解率为100%。在对含高浓度三乙胺工业废水的处理中，当三乙胺浓度小于2000mg/L时，对三乙胺的去除率达到100%，COD去除率提高30～40%。该菌株可应用于制药废水、农药加工废水的生物强化处理，应用前景广阔。

权利要求

1.一株三乙胺降解菌T-5，属于蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus），保藏于中国典型微生物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2013588。

2.如权利要求1所述三乙胺降解菌T-5，其特征在于，所述菌株T-5能利用三乙胺作为碳源和氮源进行生长繁殖。

3.如权利要求1或2所述三乙胺降解菌T-5在三乙胺降解中的应用。

4.如权利要求1或2所述三乙胺降解菌T-5在处理含有三乙胺的工业废水中的应用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述工业废水为制药废水或者农药加工废水。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述工业废水中的三乙胺浓度小于4000mg/L。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述工业废水中的三乙胺浓度小于2000mg/L。

8.如权利要求5所述的应用，其特征在于,采用生物强化方法处理含有三乙胺的工业废水。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述生物强化方法为向活性污泥系统中投加所述菌种T-5。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述投加方式为每两天投加一次，连续投加两个月。

11.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述活性污泥系统为CASS系统或SBR系统。

说明书

一株三乙胺降解菌及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于生物技术领域，具体涉及一株三乙胺降解菌及其应用。

背景技术

[0002] 三乙胺是有机溶剂和化工合成的重要原料，在合成树脂制造中作为聚碳酸醋光气的催化剂，四氟乙烯的阻聚剂和橡胶硫化促进剂；也可用作食品防腐剂、乳化剂；同时还是制造燃料、杀虫剂的原料。三乙胺是一种脂肪族胺，分子式(C2H5)3N，具有强烈度氨臭味、有刺激性、易燃、易挥发。

[0003] 三乙胺广泛存在于有机合成、农药、制药、燃料等生产废水中，目前对于含三乙胺废水的处理多采用物理化学方法。与物理化学方法相比，生物处理法具有处理量大，成本低，条件温和，不产生二次污染等特点，更符合构建环境友好型及资源节约型社会的要求。然而，传统的生物处理技术难以满足日益严格的环保要求。近年来，生物强化技术在不改变现有处理设施的基础上，通过特定功能微生物的添加，提高原有生物处理系统对目标污染物的去除效率，大大提高了污水处理能力。中国发明专利CN101935625A公开了一种三乙胺降解菌及其生产的菌剂，该菌仅用于实验室摇瓶中，未涉及实际工业应用。因此，从自然环境中筛选得到能够去除三乙胺的有效菌种并将其应用于工业废水的处理中具有重大的意义。

发明内容

[0004] 为了有效降解三乙胺，本发明公开了一株三乙胺降解菌，并成功将其应用于含有三乙胺的工业废水中。

[0005] 本发明的目的之一在于公开一株高效降解三乙胺的菌株T-5。

[0006] 本发明所述的三乙胺降解菌T-5属于蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus.Frankland T-5）保藏于中国典型培养物保藏中心(China Center for Type Culture Collection，简称CCTCC)，保藏编号CCTCC No：M2013588保藏日期2013年11月21日。

[0007] 本发明所述菌株T-5的16S rDNA序列为：

[0008]GATGGATTAAGAGCTTGCTCTTATGAAGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCATAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATAACATTTTGAACCGCATGGTTCGAAATTGAAAGGCGGCTTCGGCTGTCACTTATGGATGGACCCGCGTCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCAACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCTAGTTGAATAAGCTGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGAATTATTGGGCGTAAAGCGCGCGCAGGTGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCACGGCTCAACCGTGGAGGGTCATTGGAAACTGGGAGACTTGAGTGCAGAAGAGGAAAGTGGAATTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATATGGAGGAACACCAGTGGCGAAAGCGACTTTCTGGTCTGTAACTGACACTGAGGCGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAAAGGGTTTCCTGCCTTTAGTGCTGAAGTTAACGCATTAAGCACTCCGCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGCTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGCCCGCACAAGCGTGAG

[0009] 上述16SrDNA部分基因序列（即SEQ ID NO.1）与GenBank登录号为KF877717中已发表的蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）的16SrDNA序列进行同源性比较，相似度达99%，命名为蜡状芽孢杆菌T-5（Bacillus cereus.Frankland T-5）。

[0010] 本发明所述的三乙胺降解菌T-5还具有下述性质：

[0011] 所述菌株T-5为革兰氏阳性菌；

[0012] 所述菌株T-5经过培养所得的菌落为粉红色，边缘整齐，呈圆形，光滑湿润，中心凸起；

[0013] 所述菌株T-5生长的适宜温度为25～35℃、适宜pH为5.5～7.5。

[0014] 本领域技术人员可以按照常规方法培养本发明所述的三乙胺降解菌T-5即可，但是更为优选的培养方法为：将菌株T-5接种于一定体积增殖培养基中，25～35℃、pH为5.5～7.5的条件下摇床振荡3天，得到T-5菌悬液，菌体数量为109个/mL；将T-5菌悬液接种于增殖培养基进行扩大培养，培养条件同上；将T-5菌悬液涂布于固体培养基平板，待菌落长出后，作为菌种置于4℃条件下保存。上述所述的增殖培养基组成是：KH2PO4，0.09；K2HPO4，0.22；
NaH2PO4，0.26；MgSO4·7H2O，0.23；CaCl2，0.28；FeCl3，0.003；三乙胺，1.5（单位：g/L）。所述的固体培养基组成是：KH2PO4，0.09；K2HPO4，0.22；NaH2PO4，0.26；MgSO4·7H2O，0.23；CaCl2，
0.28；FeCl3，0.003；三乙胺，1.0；琼脂，15～20。（单位：g/L）。

[0015] 本发明所述菌株T-5能以三乙胺作为碳源和氮源进行生长繁殖并将其降解：

[0016] 在固体培养基中，KH2PO4、K2HPO4、NaH2PO4、MgSO4·7H2O、CaCl2、FeCl3等无机盐成分用于维持菌株生长所需的渗透压，琼脂仅作为菌株生长的载体，三乙胺为菌株生长繁殖提供碳源和氮源。

[0017] 将T-5菌悬液涂布于三乙胺浓度为4000mg/L的固体培养基平板，可见菌落生长繁殖。见图1。将T-5菌悬液按1%的接种量接种于200mL三乙胺浓度为1500mg/L的增殖培养基中，25～35℃恒温培养，pH为5.5～7.5，转速为150rpm，该菌在72h内将其完全降解。检测结果见图2和图3。

[0018] 本发明的目的之二在于将该菌株T-5用于处理含有三乙胺的工业废水。

[0019] 本发明中三乙胺的测定方法为气相色谱法（GB/T23964-2009），所述COD测定方法为重铬酸钾法（GB11914-89）。

[0020] 将T-5菌悬液按1%的接种量接种于200mL三乙胺浓度为1500mg/L的废水中，25～35℃恒温培养，pH为5.5～7.5，转速为150rpm，该菌在72h内将其完全降解。

[0021] 将T-5菌悬液按不同投加量投加到活性污泥系统内进行生物强化，运行条件：pH为5.5～7.5，温度为25～35℃，溶解氧为3.0～4.0mg/L，三乙胺浓度为1400～2000mg/L，运行方式：进水，曝气，停曝气沉淀，排水为一个运行周期，水力停留时间2～3天，每2天投加菌悬液1次，投加2个月待出水水质稳定后停止投加，系统持续运行。同时设置对照组，对照组不投加菌悬液，其他运行方式与生物强化组相同，定期测定出水三乙胺含量和COD。

[0022] 本发明与现有技术相比，具有如下突出的技术效果：

[0023] 本发明所述菌株可以利用三乙胺作为碳源和氮源进行生长繁殖，能够在含有4000mg/L三乙胺的实验室摇瓶中生长繁殖，在实验室摇瓶条件下对1500mg/L三乙胺72h内降解率为100%。在对含高浓度三乙胺工业废水的处理中，当三乙胺浓度小于2000mg/L时，对三乙胺的去除率达到100%，COD去除率提高30～40%。

[0024] 所述菌株可应用于制药废水、农药加工废水的生物强化处理，通过本发明实施例的验证可知：检测生物强化组系统持续运行4个月的出水检测结果为对三乙胺的去除率达到100%，COD去除率达到90%。

[0025] 所述菌株投加到活性污泥系统中可达到生物强化效果，目前工业废水处理中应用最广泛的活性污泥系统运行工艺是序批式活性污泥法（简称SBR）和循环式活性污泥法（简称CASS）。SBR工艺具有污泥沉淀效果好、产量少，不需设置二沉池，适应水质水量变化等优点，CASS工艺增加了生物选择区，加大了对难降解有机物的水解作用。将所述菌株投加到上述两种活性污泥系统中具有菌种投加量少、耐受三乙胺浓度高等优点，适合含三乙胺的工业废水的处理。

[0026] 另外，本发明所述的生物处理法具有处理量大，成本低，条件温和，不产生二次污染等特点，尤其适合构建环境友好型及资源节约型社会的要求，应用前景非常广阔。

附图说明

[0027] 图1.T-5在4000mg/L三乙胺浓度的固体培养基菌落形态；

[0028] 图2.原始增殖培养基中三乙胺含量；

[0029] 图3.经T-5处理72h后增殖培养基中三乙胺含量。

具体实施方式

[0030] 现通过以下实施例来进一步描述本发明的有益效果，实施例仅用于例证的目的，不限制本发明的范围，同时本领域普通技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。

[0031] 实施例1：三乙胺降解菌T-5的培养方法

[0032] 将本发明所述菌T-5接种于10mL增殖培养基中，在25℃、pH为7.5的条件下，置于恒温振荡摇床中振荡3天，得到T-5菌悬液，菌体数量为109个/mL。将T-5菌悬液涂布于固体培养基平板，待菌落长出后，作为菌种置于4℃条件下保存。

[0033] 其中，所述的增殖培养基组成是：KH2PO4，0.09；K2HPO4，0.22；NaH2PO4，0.26；MgSO4·7H2O，0.23；CaCl2，0.28；FeCl3，0.003；三乙胺，1.5（单位：g/L）。

[0034] 所述的固体培养基组成是：KH2PO4，0.09；K2HPO4，0.22；NaH2PO4，0.26；MgSO4·7H2O，0.23；CaCl2，0.28；FeCl3，0.003；三乙胺，1.0；琼脂，15～20。（单位：g/L）。

[0035] 实施例2：三乙胺降解菌T-5的扩大培养方法

[0036] 取实施例1中的T-5菌悬液2mL接种于200mL增殖培养基中扩大培养，在35℃、pH为5.5的条件下，置于恒温振荡摇床中振荡3天，得到T-5菌悬液，菌体数量为109个/mL。取上述T-5菌悬液20mL接种于2000mL增殖培养基中扩大培养，在30℃、pH为7.0的条件下，置于恒温
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振荡摇床中振荡3天，得到T-5菌悬液，菌体数量达到10个/mL。

[0037] 实施例3：T-5对1500mg/L废水的摇瓶实验

[0038] 取实施例1培养好的T-5菌悬液2mL接种于200mL三乙胺浓度为1500mg/L的废水中，30℃恒温培养，pH为7.0，反应72小时。取10mL菌悬液3000rpm离心5min后取上清液测定，未检出三乙胺。

[0039] 实施例4：T-5对农药废水的生物强化

[0040] 取山东某农药厂生产废水，废水水质为：三乙胺96354mg/L，COD84432mg/L。将上述废水稀释至三乙胺浓度为1400mg/L、COD浓度为1200mg/L后，取30L加入到40L的以SBR工艺运行的活性污泥系统中，取实施例2培养好的T-5菌悬液150mL投加到上述活性污泥系统中进行生物强化。运行条件：pH为5.5，温度为35℃，溶解氧为3.0mg/L，运行方式：进水，1h，曝气12h，沉淀4h，排水1h为一个周期，水力停留时间2天，每2天投加菌悬液1次，每次投加150mL，2个月后停止投加。同时设置对照组，不投加菌悬液，其他运行方式与生物强化组相同，检测生物强化组和对照组三乙胺和COD的去除率，系统持续运行4个月的出水检测结果如表1。

[0041] 表1采用生物强化方法对高浓三乙胺废水处理效果

[0042]

[0043] 实施例5：T-5对制药废水的生物强化

[0044] 取山东某制药厂生产废水，废水水质为：三乙胺68316mg/L，COD51432mg/L。将上述废水稀释至三乙胺浓度为2000mg/L、COD浓度为1500mg/L后，取500L加入到550L的以CASS工艺运行的活性污泥系统中，取实施例2培养好的T-5菌悬液1500mL投加到上述活性污泥系统中进行生物强化。运行条件：pH为7.5，温度为25℃，溶解氧为4.0mg/L，运行方式：进水曝气2h，曝气12h，沉淀排水4h为一个周期，水力停留时间3天，每2天投加菌悬液1次，每次投加
1500mL，2个月后停止投加。同时设置对照组，不投加菌悬液，其他运行方式与生物强化组相同，检测生物强化组和对照组三乙胺和COD的去除率，系统持续运行4个月的出水检测结果如表2。

[0045] 表2采用生物强化方法对高浓三乙胺废水处理效果

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