专利名称：一株高效甲醛降解菌及其用途和使用方法
技术领域：
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一株能快速降解甲醛的高效降解菌及其在高浓度甲醛废水生物处理与甲醛突发污染事故应急处理中的应用。
背景技术：
甲醛是一种重要的化工原料，在塑料、纺织、合成纤维、染料等行业中使用广泛，是相关工业排放废水中的主要有害污染物和最常见的水体污染物。目前甲醛废水的处理主要有i^enton法、光催化氧化法、湿式氧化处理等高级氧化技术，二氧化氯法、蒸汽吹脱、氧化-吸附等物化处理方法以及生物处理法等，其中物理化学处理法存在着处理费用高、操作复杂和存在二次污染等缺点，生物处理法中高浓度的甲醛对微生物具有很强的抑制作用，也存在着处理浓度低、抗冲击性能弱等弊端。而通过投加高效优势菌进行降解的生物强化技术在解决这些弊端方面存在着极大的优势，目前已经在许多菌属中发现了能够降解甲醛的微生物，如str9甲醛降解菌，在培养36h内对2. 18 mg/L甲醛的去除率为71. 64% ；甲醛降解真菌BDF001能在内完全降解350mg/L的甲醛，每克干菌丝每小时降解14. 3 mg的甲醛，BDF001和BDF002最高耐受浓度分别为6000 mg/L和3500 mg/L ；菌株OSS对3700 mg/ L甲醛废水的降解需要Mh，而对于含5920 mg/L浓度的甲醛废水，72 h内的去除率为70%， 无法降解完全(杨郁，金志华，李宁慧，金飞玲，黄翔和.一株利用微生物降解甲醛的方法 [P],中国专利200910099963. 0，2009-06-29 ;Ayako S, Ryuzoh I，Eiichi Τ, Taketoshi Y, Takashi 0, Hidehito N. A Novel formaldehyde-degrading fungus, trichoderma virens: isolation and some properties[J]. The institute of electronics, information and communication engineers, 2005, 105 (465): 7 13 ；Mirdamadi S, Rajabi A, Khalilzadeh P, Norozian D, Akbarzade A, Mohseni FA. Isolation of bacteria able to metabolize high concentrations of formaldehyde[J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 2005，21 (6 7) : 1299 1301 )。综合目前相关研究成果与进展，现有的菌种存在着耐受浓度低、处理速度慢、抗冲击性能差等缺点。因此，优良菌种是高浓度甲醛废水生物处理的关键。此外，甲醛在生产和使用过程中由于工艺和操作原因到自豪污染事故频发，据不完全统计，2009年1到9月间全国发生的甲醛泄漏和爆炸事故就高达10余起，短时间内即产生大量高浓度的甲醛废液，处理不当就会严重污染周边环境。国家明确规定(安监总危化 [2006] 10号)化工企业必须设有事故池或缓冲池等事故状态下“清净下水”的收集、处置措施。然而，高浓度甲醛废液得到有效隔离与拦截后，仍需进行快速安全的处理处置，目前应急处理大多采用活性炭吸附或物化处理等方法，但存在处理浓度低、处理速度慢、二次污染等问题。因此，如何利用污染事故发生地工厂废水处理站与工业园区污水处理厂巨大的污染净化处理容量与能力，强化快速应急处理污染事故产生的高浓度甲醛废液，以达到“空间换时间”的目的，成为污染事故应急处理技术研发的重点。其中，强化污水处理厂生物处理单元处理效率，甲醛高效降解菌种是关键。
发明内容
本发明的目的是针对各行业生产过程及甲醛污染事故所产生的高浓度甲醛废液具有生物毒性大、微生物降解难、降解速率慢等问题，提供一株能快速降解高浓度甲醛的高效降解菌及其应用于甲醛废水处理以及甲醛突发污染事故应急处理的技术。本发明所提供的高效菌BZ-001H系从污水活性污泥中，经富集筛选、纯化、定向驯化所得。该菌株能够以甲醛为唯一碳源、氮源和能源生长。该菌株鉴定为蜡状芽孢杆菌 Bacillus _/^/>5，于2010年月3月22日在中国菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏， 保藏号为=CGMCC No. 3685。该菌为革兰氏阳性杆菌，形成芽胞，菌落为灰白色、不透明，表面粗糙，边缘常呈扩展状，菌体两端较平，抗溶菌酶和过氧化氢酶阳性，能利用葡萄糖，硝酸盐还原阳性。BZ-001H菌用于高浓度甲醛废水的生物强化处理，在纯培养条件下降解8000mg/L 甲醛14h，出水低于《污水综合排放标准》(GB 8978-1996) 一级标准中甲醛lmg/L的标准， 可快速降解500-8000mg/L的高浓度甲醛。结合常规活性污泥污水处理系统，以BZ-001H为功能菌株，将其按0. 1%0 ^0. 3%o (菌体干重)接种量添加于活性污泥系统，应急处理甲醛突发污染事故产生的4000 8000 mg/L甲醛，BZ-001H强化的应急处理系统可在常规污水处理水力停留时间6 14小时内高效去除甲醛，达到国家规定的甲醛相关排放标准。应急处理过程对强化应急处理系统的影响实验结果显示，用BZ-001H菌强化应急处理系统后不仅能快速高效的去除甲醛、提高处理系统对污染物的净化性能，而且可以有效降低高浓度甲醛废液对处理系统的冲击。本发明具有以下优点
1、功能菌株BZ-001H对高浓度甲醛耐受能力强、降解速度快，对8000mg/L以内的甲醛能够快速的降解完全，对12000mg/L以上的甲醛也具有一定降解效果(对12000mg/L和 16000mg/L甲醛废液，36小时降解率分别为77. 54%和54. 31%)。2、针对突发污染事故产生的高浓度甲醛废液，充分利用污染事故发生地工厂废水处理站与工业园区污水处理厂巨大的污染净化处理容量与能力，添加甲醛高效降解菌强化应急处理污染事故，具有操作简便、快速安全、无二次污染等特征。3、甲醛高效降解菌发酵培养方式简单，降解400(T8000mg/L甲醛所需水力停留时间为6 14小时，这与生活污水、工业废水生物处理停留时间基本吻合，且其使用安全，对原有处理系统中微生物及处理效果不会造成不良影响。
具体实施例方式实施例1 甲醛降解菌BZ-001H的筛选分离，驯化及处理甲醛废水
采集成都第一污水处理厂好氧池活性污泥，按10%接种量接种于IOOml选择培养基中 (0. 05%)的甲醛，进行平板划线分离纯化，筛选得到能利用甲醛作为碳源生长的菌株。菌种的驯化采用逐步提高培养基中甲醛浓度的定向间断驯化方法。合成培养基(MSB)每IL 含 Nei2HPO4 2g, KH2PO4 0. 5g, MgSO4 · 7H20 0. 3 g, (NH4) 2S04 0. 5 g，微量元素溶液5mL，甲醛lg。固体培养基中加入15 g/L的琼脂粉。污泥样经过富集培养后，得到混合的微生物培养物，它可以以甲醛为唯一的碳源和能力生长，将上述混合培养物通过提高甲醛浓度进行多次定向驯化，分离得到一株高效的甲醛降解菌株，命名为BZ-001H。菌株BZ-001H在LB培养基平板上培养M小时后，形成灰白色、不透明，表面粗糙，边缘常呈扩展状，直径为3-5mm的菌落；革兰氏阳性杆菌，大小为1-1. 3 X 3-5 μ m，形成芽胞，菌体两端较平，抗溶菌酶和过氧化氢酶阳性，能利用葡萄糖， 硝酸盐还原阳性。将菌株BZ-001H的16SrRNA基因测序结果登录GenBank，并用BLAST与GenBank中的16SrRNA基因序列进行同源比较，发现菌株BZ-001H的16S^ Baci Π us cereus 的16SrRNA基因序列同源性最高，为99%。因此，结合形态、生理生化指标和16SrDNA基因序列分析，初步鉴定BZ-001H为Bacillus cereus。以细菌16SrDNA的通用引物
正向引物为 8F:5' -AGAGTTTGATCCATGGCTCAG-3‘
反向引物 1541R:5' -AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3 ‘
AGAGTTTGATCCATGGCTCAGGATGAACGCTGGCGGCGTGCCTAATACATGCAAGTCGAGCGAATGGATTAA GAGCTTGCTCTTATGAAGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCATAAGACTGGGATAACTCC GGGAAACCGGGGCTAATACCGGATAATATTTTGAACCGCATGGTTCGAAATTGAAAGGCGGCTTCGGCTGTCACTTA TGGATGGACCCGCGTCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCAACGATGCGTAGCCGACCTGAGAG GGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGA CGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTAGGGAAGAACAA GTGCTAGTTGAATAAGCTGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGT AATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGAATTATTGGGCGTAAAGCGCGCGCAGGTGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAA AGCCCACGGCTCAACCGTGGAGGGTCATTGGAAACTGGGAGACTTGAGTGCAGAAGAGGAAAGTGGAATTCCATGTG TAGCGGTGAAATGCGTAGAGATATGGAGGAACACCagtggcgaaggcgactttctggtctgtaactgacactgaggc gcgaaagcgtggggagcaaacaggattagataccctggtagtccacgccgtaaacgatgagtgctaagtgttagagg gtttccgccctttagtgctgaagttaacgcattaagcactccgcctggggagtacggccgcaaggctgaaactcaaa ggaattgacgggggcccgcacaagcggcggagcatgtggtttaattcgaagcaacgcgaagaaccttaccaggtctt gacatcctctgacaaccctagagataggacttctccttcgggagcagagtgacaggtggtgcatggttgtcgtcagc tcgtgtcgtgagatgttgggttaagtcccgcaacgagcgcaacccttgatcttagttgccatcatttagttgggcac tctaaggtgactgccggtgacaaaccggaggaaggtggggatgacgtcaaatcatcatgccccttatgacctgggct acacacgtgctacaatggacggtacaaagagctgcaagaccgcgaggtggagctaatctcataaaaccgttctcagt tcggattgtaggctgcaactcgcctacatgaagctggaatcgctagtaatcgcggatcagcatgccgcggtgaatac gttcccgggccttgtacacaccgcccgtcacaccacgagagtttgtaacacccgaagtcggtggggtaacctttttg gagccagccgcctaaggtgggacagatgattggggtgaagtcgtaacaaggtagccgtatcggaaggtgcggctgga tcacctcctt οBZ-001H的甲醛定向间断驯化一共进行了 71个周期，如表1所示，选择培养基中的甲醛浓度逐步由900 mg/L提高至10000mg/L，每个驯化周期内出水的COD去除率维持在
90%左右，最后选育获得一株甲醛高强度降解菌株。
权利要求
1.一株高效甲醛降解菌，代号为BZ-001H，经鉴定为蜡状芽孢杆菌feciBm cereus, 于2010年3月22日在中国菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏号为=CGMCC No. 3685;该菌为革兰氏阳性杆菌，形成芽胞，菌落为灰白色、不透明，表面粗糙，边缘常呈扩展状，菌体两端较平，抗溶菌酶和过氧化氢酶阳性，能利用葡萄糖，硝酸盐还原阳性。
2.培养权利要求1所述甲醛降解菌的方法为培养基成分每 IL 培养基含 Na2HPO4 2g，KH2PO4 0. 5g，MgSO4 · 7H20 0. 3 g, (NH4) 2S04 0. 5 g，微量元素溶液5mL，甲醛1. 2g，固体培养基中加入15 g/L的琼脂粉；培养方法采用上述培养基，对菌种进行活化，活化培养条件为30°C，pH 6-8，摇床 160r/min活化M小时；按1_10%接种量扩大发酵培养，培养温度为25_35°C，摇床转速为 160r/min,发酵 48-72 小时。
3.权利要求1所述的高效甲醛降解菌的用途应用于甲醛废水处理或甲醛突发污染事故应急处理。
4.权利要求1所述的高效甲醛降解菌的使用方法为处理高浓度甲醛废水时，以菌体干重计，按接种量0. 1%。、. 3%。投加BZ-001H菌剂到已运行的甲醛废水生物处理系统中，调整水力停留时间6 14小时，处理过程中调节处理系统的pH为6. 0-8. 0左右；应急处理甲醛突发污染事故时，以菌体干重计，按接种量0. 1%0 ^0. 3%。往处理系统中接入BZ-001H菌剂， 曝气维持处理系统中溶解氧3-6mg/L，调整水力停留时间6 14小时，处理过程中调节处理系统的PH为6. 0-8.0。
全文摘要
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一株高效甲醛降解菌及其用途和使用方法。本发明高效甲醛降解菌，代号为BZ-001H，经鉴定为蜡状芽孢杆菌Bacilluscereus，于2010年3月22日在中国菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏号为CGMCCNo.3685；该菌可应用于高浓度甲醛废水处理与甲醛突发污染事故应急处理。具有对高浓度甲醛降解速度快、耐受能力强、无二次污染、使用安全，对原有污水处理系统中微生物无不良影响等优点。
文档编号C12R1/085GK102260634SQ20101018544
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者刘庆华, 周后珍, 李旭东, 肖波, 谭周亮 申请人:中国科学院成都生物研究所