本发明专利技术涉及微生物领域，公开了一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群及其构建方法和应用。该高阶菌群包括电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌，其构建方法包括以下步骤：从含菌样品中筛选出电化学活性细菌，获得电化学活性细菌的混合菌群；将混合菌群与活性污泥兼性菌种混合，获得种子菌群；对种子菌群进行驯化，获得适用于废水处理的驯化菌群；将驯化菌群与群体感应信号分子产生菌混合，获得高阶菌群。本发明专利技术的高阶菌群利用群体感应效应，通过电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌之间的高效配合，能够提高整个菌群对废水中胁迫环境的适应能力，实现较高的废水处理效率。实现较高的废水处理效率。
【技术实现步骤摘要】
Lactones，AHLs)，同时，对废水中的限制因子具有较好的耐受性，且具有一定的耐盐性，因而能够用于高盐废水多重生物催化降解处理用高阶菌群的构建中，促使菌群中微生物之间高效配合，帮助菌群对抗不利的环境条件，使菌群中的微生物在废水中快速生长繁殖，并实现废水中有机物的高效降解。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群，包括电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌。
[0009]本专利技术利用微生物群体感应构建高阶菌群，并定义了“高阶菌群多向催化生物反应(Multidirectional catalytic reactor with high
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order Engineering Strains，MCHS)”的概念，即采用高效的电化学活性菌种，利用群体感应菌种调控技术构建高阶微生物菌群，对废水中的污染物进行多重生物催化降解。
[0010]在本专利技术的高阶菌群中，各菌种之间相互配合，电化学活性细菌具有产电能力，能够催化降解废水中的有机物；活性污泥兼性菌种能够帮助补充高阶菌群中的非培养微生物，作为电化学活性菌种的补充帮助高阶菌群适应废水中的胁迫环境，同时还能够利用其在有氧和无氧的条件下均能进行污染物代谢的特点强化预处理后端的厌氧处理效果；群体感应信号分子产生菌通过合成并释放群体感应信号分子，能够调节高阶菌群种内和种间相关基因的表达，进而调控菌群内细菌的生物行为，有助于整个菌群适应废水中不利的环境条件，并促进菌种之间的协同作用，提高废水处理效率。
[0011]当将本专利技术的高阶菌群用于高浓有机废水处理中时，菌群能够在废水中快速生长繁殖，并形成高阶态的微生物生态系统：菌种间高效配合，大量吸收碳、氮、磷等营养源促进菌群的生长，大大降低废水负荷，解除废水中的生物毒性。在菌群相对稳定后，群体感应信号分子调控菌群的协同作用，对废水形成胞内、胞外以及酶等生物催化作用，实现废水中有机物(如COD和有机氮)的高效催化降解。
[0012]作为优选，所述群体感应信号分子产生菌为假单胞菌JSCW
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2022
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A1573；所述假单胞菌JSCW
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2022
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A1573已在2022年5月12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，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.24888，微生物分类命名为假单胞菌Pseudomonas sp.。
[0013]假单胞菌JSCW
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2022
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A1573能够产生AHLs，将其添加到高阶菌群中，能够利用其释放的AHLs，介导胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)的产生，帮助菌群抵御环境中毒性胁迫，促进化学活性细菌和活性污泥兼性菌种在废水中生长繁殖，提高废水中有机物的催化降解效率。
[0014]第三方面，本专利技术提供了一种所述高阶菌群的构建方法，包括以下步骤：(1)从含菌样品中筛选出电化学活性细菌，获得电化学活性细菌的混合菌群；(2)将步骤(1)中获得的混合菌群与活性污泥兼性菌种混合，获得种子菌群；(3)对步骤(2)中获得的种子菌群进行驯化，获得适用于废水处理的驯化菌群；(4)将步骤(3)中获得的驯化菌群与群体感应信号分子产生菌混合，获得高阶菌群。
[0015]电化学活性细菌的混合菌群和活性污泥兼性菌种能够催化降解废水中的污染物，后者还能通过菌种之间的相互作用，帮助菌群适应废水中的胁迫环境。在将两者混合后进行驯化，能够改善菌种组成，保留能够较好地配合实现协同作用的优势菌种，使获得的种子
菌群能较好地适应废水环境。
[0016]作为优选，步骤(1)中，所述含菌样品包括高浓有机废水收集池底泥、河流底泥和海洋污泥中的一种或多种。
[0017]作为优选，步骤(1)的具体过程包括以下步骤：将含菌样品与电化学活性菌种筛选培养基混合，厌氧培养至培养基完全脱色后，分离出菌体，获得电化学活性细菌的混合菌群。
[0018]进一步地，分离出菌体后，进行扩大培养。
[0019]作为优选，所述电化学活性菌种筛选培养基包括以下浓度的成分：乳酸25～35mmol/L，甲基橙450～550mg/L，4
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羟乙基哌嗪乙磺酸45～55mmol/L，氢氧化钠7～8mmol/L，氯化铵25～30mmol/L，氯化钠90～110mmol/L，二水磷酸二氢钠4.0～4.5mmol/L，氯化钾1.0～1.5mmol/L。
[0020]进一步地，所述电化学活性菌种筛选培养基还包括成分：维生素，氨基酸，矿物盐。
[0021]作为优选，步骤(2)中，所述活性污泥兼性菌种的获得方法包括以下步骤：取生化系统厌氧段泥水混合物，进行好氧曝气，获得活性污泥兼性菌种。
[0022]进一步地，所述好氧曝气的过程中，泥水混合物中溶解氧含量不低于2.0mg/L，好氧曝气的时间为40～60h。
[0023]作为优选，步骤(3)中，采用驯化培养基对种子菌群进行驯化；所述驯化培养基中含有吡啶、四氢呋喃、N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)和三乙胺中的一种或多种。
[0024]吡啶、四氢呋喃、DMF和三乙胺是废水中常见的具有生物毒性的有机污染物，利用其驯化种子菌群，能使获得的驯化菌群对大部分有机废水具有较好的适应能力。
[0025]进一步地，所述驯化培养基包括以下浓度的成分：无水乙醇0.3～0.6g/L，红糖0.3～0.6g/L，葡糖糖0.3～0.6g/L，硫酸铵0.1～0.3g/L，吡啶0.01～0.03g/L，四氢呋喃0.4～0.6g/L，N,N
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二甲基甲酰胺0.1～0.15g/L，三乙胺0.01～0.03g/L，磷酸二氢钾0.4～0.6g/L，酵母提取物0.05～0.15g/L，胰蛋白胨0.05～0.15g/L，NaCl 8～13g/L。
[0026]作为优选，步骤(3)中，所述驯化采用连续进出水的方式进行，驯化时间为连续进出水5～10个周期。
[0027]作为优选，所述构建方法具体包括以下步骤：(1)将含菌样品与电化学活性菌种筛选培养基混合，厌氧培养至培养基完全脱色后，分离出菌体，再进行扩大培养，获得菌含量为1
×
109～8
×
109CFU/mL的电化学活性细菌的混合菌群菌液；(2)取生化系统厌氧段泥水混合物，进行好氧曝气，获得污泥浓度为3～10g/L的活性污泥兼性菌种菌液，将混合菌群菌液与活性污泥兼性菌种菌液按照体积比1:0.5～1.5混合，获得种子菌群；(3)对种子菌群进行驯化，获得菌含量为1
×
10
10
～8
×
10
10
CFU/mL的适用于废水处理的驯化菌群菌液；(4)对群体感应信号分子产生菌进行扩大培养，获得菌含量为5
×
10
10...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群，其特征在于，包括电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌。2.如权利要求1所述的高阶菌群，其特征在于，所述群体感应信号分子产生菌为假单胞菌JSCW
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A1573；所述假单胞菌JSCW
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A1573已在2022年5月12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，保藏编号为CGMCC No.24888，微生物分类命名为假单胞菌Pseudomonas sp.。3.一种如权利要求1或2所述高阶菌群的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）从含菌样品中筛选出电化学活性细菌，获得电化学活性细菌的混合菌群；（2）将步骤（1）中获得的混合菌群与活性污泥兼性菌种混合，获得种子菌群；（3）对步骤（2）中获得的种子菌群进行驯化，获得适用于废水处理的驯化菌群；（4）将步骤（3）中获得的驯化菌群与群体感应信号分子产生菌混合，获得高阶菌群。4.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，步骤（1）中，所述含菌样品包括高浓有机废水收集池底泥、河流底泥和海洋污泥中的一种或多种。5.如权利要求3或4所述的构建方法，其特征在于，步骤（1）的具体过程包括以下步骤：将含菌样品与电化学活性菌种筛选培养基混合，厌氧培养至培养基完全脱色后，分离出菌体，获得电化学活性细菌的混合菌群。6.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述电化学活性菌种筛选培养基包括以下浓度的成分：乳酸25~35 mmol/L，甲基橙450~550 mg/L，4
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羟乙基哌嗪乙磺酸45~55 mmol/L，氢氧化钠7~8 mmol/L，氯化铵25~30 mmol/L，氯化钠90~1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏程，雷育斌，耿聪，卢艳奇，张姗，李晓晓，韩宁，
申请(专利权)人：杭州洛奇亚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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