一株嗜热地衣芽孢杆菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株嗜热地衣芽孢杆菌及其应用，属于微生物发酵技术领域。本发明专利技术从生物发酵行业脱水污泥生物干化高温期55℃污泥中分离、纯化、筛选出在高温条件下具有胞外聚合物降解功能的嗜热地衣芽孢杆菌，将其在固体培养基培养至对数期后接种至LB肉汤培养基中1～2d，形成稳定的菌种群落，将嗜热地衣芽孢杆菌菌液接种至生物发酵行业脱水污泥的混合堆体中，接种量为脱水污泥的18wt％～22wt％，在具有保温通风作用反应器中反应8d，接种菌剂处理水分去除率相较于空白组(8.54％)增高至38.59％，提高4.52倍，升温效果较空白组提高16.2％，水分去除能力显著提高。

A thermophilic Bacillus licheniformis and its application

【技术实现步骤摘要】
一株嗜热地衣芽孢杆菌及其应用
本专利技术涉及微生物发酵
，特别是涉及一株嗜热地衣芽孢杆菌及其应用。
技术介绍
用玉米发酵法生产发酵制品的废水中的多糖和蛋白质等溶解性有机物(DOM)含量很高，COD高达20000mg/L。经过厌氧-好氧处理之后，COD仍高于200mg/L，导致二沉池污泥的上清液有机物浓度高于市政污泥。此外生物发酵行业污泥的挥发分含量高于市政污泥，表明固体颗粒中的有机质成分高于市政污泥。脱水污泥通过由浓缩污泥添加3‰CPAM后经过板框压滤后含水率为80％左右，含水率80.85％±0.59％、脂类物质含量12.82％(VS)，易水解类物质占63.65％(VS)、污泥初始结合水为22.93g/(g·DM)，胞外聚合物中蛋白质总量(24.98mg/(gVS))是多糖总量(6.24mg/(gVS))的4.00倍，其中Slime-EPS、LB-EPS、TB-EPS多糖含量分别为1.29mg/(gVS)、1.19mg/(gVS)、3.76mg/(gVS)，Slime-EPS、LB-EPS、TB-EPS蛋白质含量分别为4.04mg/(gVS)、4.23mg/(gVS)、16.71mg/(gVS)，污泥TOC/TN为4.63±0.02。高糖类及蛋白类等物质导致生物发酵行业脱水污泥剩余水分很难进一步去除，给后续的处理处置和运输带来了很大困难，因此需要在污泥处置前进行预处理以降低污泥含水率。目前脱水污泥干化的方式有很多，比如直接热干化、间接热干化、水热干化等物理方法，太阳能热干化、生物干化等生物法。目前生物发酵行业浓缩污泥多采用聚丙烯酰胺作为污泥调理剂，虽然效果显著但存在费用高、投加量大的问题，且存在易浸出，导致二次污染的情况。生物干化利用微生物的生长繁殖代谢活动产生的热量，蒸发污泥中的水分，具有安全高效、回收利用率高的优点，而成为备受关注的环境友好型的技术方法。中国专利公开号CN104891759A的专利公开了一株用于污泥高温脱水剂，其中包括9种不同的细菌微生物，通过添加不同比例菌剂及碳酸钙、玉米粉等作为辅料于污泥中，污泥水分去除率能够提高30％左右。但混合菌剂中微生物种类复杂并且添加了外源菌剂和其他辅料，不同微生物之间的协同拮抗作用并不清晰，污泥中有机质降解情况同样未详细说明。
技术实现思路
为解决高糖类及蛋白类等物质导致生物发酵行业脱水污泥剩余水分很难进一步去除的问题，本专利技术提供一株具有胞外聚合物降解功能的嗜热地衣芽孢杆菌以及所述嗜热地衣芽孢杆菌在提高生物发酵行业废水脱水污泥水分去除能力中的应用，以解决上述现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一株具有胞外聚合物降解功能的地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)，于2019年10月24日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCCNO.18735。本专利技术将菌株的16SrDNA测序，在GeneBank的比对结果显示，与地衣芽孢杆菌的16SrDNA基因的相似性达到99％以上。结合菌体形态特征的鉴定结果,将菌株确定为嗜热地衣芽孢杆菌。所述嗜热地衣芽孢杆菌的鉴定：1、菌体形态特征如下：细菌颜色均成灰白，中等大小、不透明、质地干燥等特性，形状不规则且边缘为裂叶性，在3～40h内为指数生长时期，于45h时菌液浓度约为109个/mL。2、菌体的生理生化鉴定：(1)革兰氏染色法：将筛选菌种进行革兰氏染色，结果：该菌种为革兰氏阳性菌。(2)有机物降解性分析：用接种环挑取少量待测菌划“+”字型，55℃恒温培养2～5d，滴加碘液于划线处，菌落周围出现无色透明圈，说明淀粉被水解，表明该菌可以产生淀粉酶。将培养18～24h的待测菌穿测接种于培养基中，同时做未接种对照组。55℃恒温培养2d、4d，产生液化现象，表明该菌能够降解蛋白质。用接种环挑取待测菌种划线，55℃恒温培养2～5d；经过刚果红染色，酒精脱色，菌株周围出现透明水解圈的菌种，表明能够降解纤维素。将培养至对数期的菌液离心，取上清液以适当蒸馏水稀释，其200μL加入保温在55℃的装有200μL的2％酪蛋白溶液的离心管中，于55℃水浴保温10min，迅速加入600μL0.4mol/L三氯乙酸终止反应，于室温冷却15min离心取上清液500μL放置于试管中，加入2500μL0.4mol/LNa2CO3溶液和500μLFolin溶液，混匀后55℃保温30min，测定试样OD680，在标准曲线中计算酪氨酸的质量。本专利技术还提供了一株所述嗜热地衣芽孢杆菌在提高生物发酵行业废水脱水污泥水分去除能力中的应用：接种嗜热地衣芽孢杆菌菌液于生物发酵行业脱水污泥中进行生物干化，干化反应8～14d，脱水污泥水分去除能力明显改善。作为本专利技术的进一步改进，所述嗜热地衣芽孢杆菌提高生物发酵行业废水脱水污泥水分去除能力的应用，具体包括以下步骤：(1)脱水污泥嗜热细菌的分离纯化将生物发酵行业废水脱水污泥物料进行生物干化升温至55℃时，取适量样品稀释至10～107不同浓度梯度后，分别涂布接种至牛肉膏蛋白胨培养基中，在55℃恒温培养箱中培养1d，分离得到多种细菌，使用平板划线法分别将不同细菌接种到培养基中培养，重复接种5～7次，分离纯化后得到不同形态的细菌，并于4℃冰箱保存。(2)嗜热细菌的筛选对纯化出来的细菌进行形态学分析以及生长特性分析，依据生长速度、明胶液化、葡萄糖发酵、淀粉水解、纤维素水解、蛋白酶活等特性，筛选出具有8～15％显著有机质降解功能、蛋白酶活性高(蛋白酶活性上升约30％)的细菌菌株。(3)菌液制备将培养至指数生长期的嗜热地衣芽孢杆菌接种至LB肉汤培养基中，在55℃、140～160rpm条件下培养1～2d获得菌液。(4)接种嗜热细菌于生物发酵行业废水脱水污泥接种18wt％～22wt％的嗜热地衣芽孢杆菌菌液到经过脱水的生物发酵行业污泥混合堆体中混合均匀，在具有保温通风作用反应器中反应8d，测定水分去除率、升温效果、蛋白质含量和嗜热蛋白酶活性。作为本专利技术的进一步改进，步骤(4)中接种20wt％的嗜热地衣芽孢杆菌菌液到固体含量为15％～20％的生物发酵行业脱水污泥混合堆体中混合均匀，在具有保温通风作用反应器中反应8d。本专利技术公开了以下技术效果：(1)本专利技术直接从生物发酵生产企业的脱水污泥中筛选胞外聚合物降解菌嗜热地衣芽孢杆菌，涂布平板接种后在55℃恒温培养箱中1～2d，重复纯化5～7次，即可获得纯种菌株，所述菌株生长代谢快，分离纯化周期较短，易于操作，可适应规模化生产。(2)本专利技术使用高蛋白降解嗜热细菌提高生物发酵行业废水脱水污泥这类高有机质的发酵类污泥水分去除能力，拓宽了应用领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株具有胞外聚合物降解功能的嗜热地衣芽孢杆菌，其特征在于，保藏编号为CGMCCNO.18735。/n

【技术特征摘要】
1.一株具有胞外聚合物降解功能的嗜热地衣芽孢杆菌，其特征在于，保藏编号为CGMCCNO.18735。


2.一株权利要求1所述的嗜热地衣芽孢杆菌在提高生物发酵行业废水脱水污泥水分去除能力中的应用，其特征在于，包括以下步骤：接种嗜热地衣芽孢杆菌菌液于生物发酵行业脱水污泥中进行生物干化反应，干化反应时间为8～14d。


3.根据权利要求2所述的嗜热地衣芽孢杆菌在提高生物发酵行业废水脱水污泥水分去除能力中的应用，其特征在于，所述嗜热地衣芽孢杆菌菌液是将固体培养基中的嗜热地衣芽孢杆菌接种至LB液体培养基中，培养2～3d得到的菌液。


4.根据权利要求3所述的嗜热地衣芽孢杆菌在提高生物发酵行业废水脱水污泥水分去除能力中的应用，其特征在于，液体培养基的培养条件为55℃、140～160rpm。

【专利技术属性】
技术研发人员：董黎明，李杨杨，张晨，刘岩峰，于湛秋，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：北京;11