[发明专利]一种产生物絮凝剂和生物表面活性剂的芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明公开了一种产生物絮凝剂与生物表面活性剂的芽孢杆菌，本发明的芽孢杆菌微生物分类命名为芽孢杆菌(Bacillus sp.)SS15，已在2021年3月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC NO：M 2021295；所述SS15的16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示。本发明所得芽孢杆菌SS15具有同时产生物絮凝剂和生物表面活性剂的功能。本发明芽孢杆菌SS15所产生物絮凝剂和生物表面活性剂不仅具有活性高，其在pH(2‑12)，温度(4‑100℃)和盐度(0‑100g/L)范围内显示出较强的耐受性，可应用于压裂返排液修复中，可同时有效地促进色度、悬浮固体、COD、正构烷烃和多环芳烃的去除。

技术领域

本发明涉及微生物领域，尤其涉及一种产生物絮凝剂和生物表面活性剂的芽孢杆菌及其在压裂返排液修复中的应用。

背景技术

压裂返排液是使用水力压裂技术开采油气田时产生的油田废水，废水中含有石油类、溶解性固体、悬浮固体(SS)、化学药剂等污染物，需要进行有效处理才能进行后续处置。由于压裂返排液具有高COD，高悬浮物含量，高粘度，成分复杂等特点，因此现有技术主要为混凝、气浮、活性炭吸附等物理化学工艺。然而，上述物理工艺存在处理成本高和污染物去除能力有限的不足之处；化学药剂如聚丙烯酰胺等化学絮凝剂的使用则存在成本高及容易对环境造成二次污染的短板。生物处理工艺是利用微生物摄取废水中的有机物将其分解为毒性更低或无毒的物质，相较于物理化学处理工艺具有环境友好，无二次污染，成本低，降解彻底等优势。然而目前鲜有通过使用微生物技术对压裂返排液中悬浮固体、COD和烃类等污染物进行处理的研究。主要原因可能在于：一是压裂返排液中悬浮固体存在较为稳定，且生物絮凝剂因其絮凝活性不稳定而受到应用限制；二是压裂返排液组成复杂，其环境(pH、盐度、有毒化学药剂等)恶劣，微生物生长代谢易受到限制；三是压裂返排液中包含大量疏水性有机物，微生物难以对其进行摄取利用，导致生物降解处理效果有限。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种产生物絮凝剂和生物表面活性剂的芽孢杆菌及其在压裂返排液处理中的应用，本发明所得的芽孢杆菌SS15同时具有产生物絮凝剂和生物表面活性剂以及降解烃类的功能。本发明芽孢杆菌SS15所产生物絮凝剂絮凝与生物表面活性剂活性高，两种产物在pH(2-12)，温度(4-100℃)和盐度(0-100g/L)范围内显示出较强的耐受性。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种产生物絮凝剂和产表面活性剂的芽孢杆菌，微生物分类命名为芽孢杆菌(Bacillus sp.)SS15，已在2021年3月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为：中国武汉，武汉大学，邮编为：430072；保藏编号为CCTCC M 2021295；所述SS15的16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的芽孢杆菌SS15来源于舟山市新城大桥附近石油污染潮间带沉积物。通过进一步实验发现SS15所产表面活性剂为磷脂类，临界胶束浓度为44.37mg/L，能将水的表面张力从72mN/m降至36.56mN/m，且其性能在不同范围的pH、温度以及NaCl浓度下均能保持较强的稳定性；所产生物絮凝剂含有糖类及蛋白质，其对高岭土悬浊液的絮凝效率为84.91％，且其性能在不同范围的pH、温度以及NaCl浓度下均能保持稳定。

由上可知，本发明芽孢杆菌SS15能够自身产生物表面活性剂和生物絮凝剂，与合成类表面活性剂相比，其所产生物表面活性剂具有更好的生物可降解性、低毒性、高效性、低临界胶束浓度等特征；与化学絮凝剂相比，其所产生物絮凝剂具有更好的生物可降解性、低毒性、高效性。同时，本发明芽孢杆菌SS15所产生物絮凝剂与生物表面活性剂能有效地促进色度(85.72％)、悬浮固体(94.40％)、COD(84.86％)、正构烷烃(49.95％)和多环芳烃(66.46％)的去除。

本发明所述的芽孢杆菌还包括SS15的培养物或者传代后的培养物。