CN101792715A - 硝化细菌菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种硝化细菌菌剂及其制备方法，属于硝化细菌菌剂的制备方法。该硝化细菌菌剂，用于处理氨氮转化为硝基氮，该硝化细菌菌剂包括：硝化菌和亚硝化菌，所述硝化菌与亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例混合。该硝化细菌菌剂可用于处理氨氮含量过高的废水。结合不同的工艺，可以取得很好的处理效果。

Description

硝化细菌菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及菌剂制备领域，特别是涉及一种用于处理氨氮转化为硝基氮的硝化细菌菌剂及其制备方法。
背景技术
氨氮是水体中危害较大的污染因子，它会导致河流、湖泊的富营养化，使水体自净能力减弱。污染水体的氨氮通常指以氨形态存在的氮，相对其它有机类污染物来说被污染水体中氨氮的去除方法主要有物理、化学和生物的方法。物理或化学法包括空气吹脱发、折点氯化法、离子交换吸附法、絮凝沉淀法、电渗析法、催化湿式氧化法、液膜法等。这些方法一般用于高浓度氨氮废水的预处理，且处理成本很高。生物法去除氨氮是通过某些微生物的作用，使被污染水体中的氨氮最终形成氮气溢出水体从而达到净化处理的目的。生物法成本要低得多，其适用面也越广，如渔业养殖水体的氨氮净化处理、生活污水和工业废水中氨氮的去除等。
生物法去除氨氮主要包括硝化作用过程和反硝化作用过程。在硝化作用过程中，于好氧的条件下氨氮在硝化菌的作用下氧化为硝酸盐或亚硝酸盐氮；反硝化作用是指硝酸盐和亚硝酸盐被还原为气态氮的过程。于缺氧条件下，利用有机物作为电子供体，反硝化细菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气。在这两个过程中，一般认为硝化作用更为重要，它是生物法去除氨氮的关键，其完成的难度也相对较高。因为大多数硝化菌是化能自养型微生物，而与异养微生物相比，自养微生物繁殖速度慢、生长环境较苛刻，在很多条件下无法与异养微生物在生长竞争中取得优势。因此，当水体中硝化菌含量较低时，仅调节污水的供养和pH值等环境仍无法在较短的时间内使硝化菌自然生长繁殖，在工业上通常的做法是直接向污水中投放培养好的高浓度硝化菌种，如投入含有高浓度硝化菌的活性污泥。这种投加高浓度污泥的方法，虽然能在短期内保证硝化作用顺利进行，但由于活性污泥中只有单一的硝化菌种，在处理过程中氨氮转化为硝基氮的转化率并不是很高，抗冲击性负荷不强，且运行管理很不方便，成本相对较高。并且这种方法适用性并不宽泛，不适合在对排放量较大的工业废水处理中使用。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例目的是提供一种硝化细菌菌剂及具制备方法，可用于将氨氮转化为硝基氮，能解决普通生化处理过程中氨氮转化为硝基氮转化率不高的问题。
本发明实施例的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明实施例提供一种硝化细菌菌剂，用于处理氨氮转化为硝基氮，该硝化细菌菌剂包括：硝化菌和亚硝化菌，所述硝化菌与亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例混合。
本发明实施例还提供一种硝化细菌菌剂的制备方法，包括：
在好氧条件下培养并筛选和驯化处理后得到的硝化菌和亚硝化菌，将得到的硝化菌和亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例进行混配，即得到硝化细菌菌剂。
从上述本发明实施例的技术方案中可以看出，本发明实施例中的硝化细菌菌剂，与一般的活性污泥法相比，该硝化细菌菌剂具有以下优点：
(1)硝化细菌菌剂可以针对将氨氮转化为硝基氮的硝化细菌菌剂的配比不同，组成不同的降解生物链，彻底将氨氮转化为硝基氮；
(2)硝化细菌菌剂足以适应有毒环境，且本身无毒无害；
(3)把氨氮转化为硝基氮的速度快，转化能力强；
(4)使用该硝化细菌菌剂将氨氮转化为硝基氮，污泥产量少；
(5)使用该硝化细菌菌剂将氨氮转化为硝基氮，需要的设备简单，成本低廉，故障率低；
(6)将氨氮转化为硝基氮的硝化速率快，硝化速率在90％以上；
(7)污泥沉降性好，精密度高，稳定性高。
该硝化细菌菌剂可用于处理焦化废水、生活污水、垃圾渗滤液等一系列废水，将其中的氨氮转化为硝基氮，结合不同的处理工艺，可达到很好的处理效果。
附图说明
图1为本发明实施例的硝化细菌菌剂的制备流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种硝化细菌菌剂及其制备方法。该硝化细菌菌剂是用于处理将氨氮转化为硝基氮的菌剂。该细菌菌剂包括：硝化菌(拉丁文名称为Nitrobacter winogradskyi)和亚硝化菌(拉丁文名称为Nitrosomonas europaea)，硝化菌和亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例混合即形成该硝化细菌菌剂。
还可以在硝化细菌菌剂中加入稳定剂和菌种保护剂，稳定剂可采用甘油、乙醇、乙二醇中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.05～2％；菌种保护剂可采用沸石粉、硅藻土、粉末活性炭中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.1～1％。
本发明实施例的硝化细菌菌剂的制备方法如图1所示，具体如下：
在好氧条件下培养并筛选和驯化处理后得到的硝化菌和亚硝化菌，具体是将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌筛选和驯化处理后得到硝化菌(该菌种已进行生物材料样品保藏：保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2010年1月19日，保藏编号：3587，分类命名：Nitrobacter winogradskyi)和亚硝化菌(该菌种已进行生物材料样品保藏：保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2010年1月19日，保藏编号：3588，分类命名：Nitrosomonas europaea)，将得到的硝化菌和亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例进行混配，即得到硝化细菌菌剂。
上述制备方法中，将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌筛选和驯化处理后得到硝化菌和亚硝化菌具体是：取好氧池中的活性污泥，分别接入硝化菌富集培养基和亚硝化菌富集培养基中，在28～38℃，120～180r/min条件下摇床培养3～7天；分别取硝化菌和亚硝化菌富集培养液1～5ml接入硝化细菌分离纯化培养基和亚硝化细菌分离纯化培养基，在28～38℃温度下培养(培养箱培养)7～15天；把所得到的菌种分别接入到硝化菌筛选培养基和亚硝化菌筛选培养基，在28～38℃温度下培养7～15天；培养结束得到硝化菌和亚硝化菌。
上述将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌筛选和驯化处理后得到硝化菌和亚硝化菌中，所用的硝化菌富集培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.5～5、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～3、磷酸氢二钾0.1～6、硫酸亚铁0.05～0.5、碳酸钙0.5～5和水1000；
所用的亚硝化菌富集培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.1～5、硫酸镁0.1～2、氯化钠0.1～4、磷酸氢二钾0.1～6、硫酸亚铁0.05～0.6、碳酸钙0.1～5和水1000。
所用的硝化菌分离纯化培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.5～5、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～3、磷酸氢二钾0.1～6、硫酸亚铁0.05～0.5、碳酸氢钙0.5～5、氯化钙0.05～5和水1000；
所用的亚硝化菌分离纯化培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.5～5、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～3、磷酸氢二钾0.1～5、硫酸亚铁0.05～0.4、碳酸钙0.1～5和水1000。
所用的硝化菌筛选培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.1～3、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～2、磷酸氢二钾0.1～3、硫酸亚铁0.05～0.4、碳酸氢钙0.5～2、氯化钙0.05～3、二苯胺0.1～3、浓硫酸50～150和水1000；
所用的亚硝化菌筛选培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.1～2、硫酸镁0.1～1.5、氯化钠0.1～2、磷酸氢二钾0.1～3、硫酸亚铁0.05～0.5、碳酸氢钙0.5～2、氯化钙0.05～2、对氨基苯磺酸0.1～2、乙酸5～50、苯酚0.1～2和水1000。
上述方法中还可以包括：在进行混配硝化菌和亚硝化菌得到的菌剂中加入稳定剂和菌种保护剂。其中，加入的稳定剂采用甘油、乙醇、乙二醇中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.05～2％；所述加入的菌种保护剂采用沸石粉、硅藻土、粉末活性炭中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.1～1％。
本发明实施例的硝化细菌菌剂可用于处理焦化废水、生活污水、垃圾渗滤液等一系列废水，将其中的氨氮转化为硝基氮，结合不同的处理工艺，可达到很好的处理效果。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例1提供一种硝化细菌菌剂，是用于处理将氨氮转化为硝基氮的硝化细菌菌剂。该细菌菌剂包括：硝化菌和亚硝化菌，硝化菌和亚硝化菌按1∶1的重量比例混合形成硝化细菌菌剂；其中，硝化菌可采用普通的硝化菌，即拉丁文Nitrobacter winogradskyi命名的硝化菌；亚硝化菌可采用普通的亚硝化菌，即拉丁文Nitrosomonas europaea命名的亚硝化菌。硝化菌和亚硝化菌也可以采用将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌筛选和驯化处理后得到的硝化菌和亚硝化菌，筛选和驯化处理后得到的硝化菌和亚硝化菌可参照下述制备方法的说明。
上述硝化细菌菌剂的制备方法具体如下：
取好氧池中的活性污泥，分别接入硝化菌富集培养基(硝化菌富集培养基为：硫酸铵0.5g，硫酸镁0.1g，氯化钠0.1g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸亚铁0.05g，碳酸钙0.5g，水1000ml)和亚硝化菌富集培养基(亚硝化菌富集培养基为：硫酸铵0.1g，硫酸镁0.1g，氯化钠0.1g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸亚铁0.05g，碳酸钙0.1g，水1000ml)中，38℃，180r/min，摇床培养为7d；
分别取上述的硝化菌和亚硝化菌富集培养液1ml接入硝化细菌分离纯化培养基(硝化菌分离纯化培养基为：硫酸铵0.5g，硫酸镁0.1g，氯化钠0.1g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸亚铁0.05g，碳酸氢钙0.5g，氯化钙0.05g，水1000ml)和亚硝化细菌分离纯化培养基(亚硝化菌分离纯化培养基为：硫酸铵0.5g，硫酸镁0.1g，氯化钠0.1g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸亚铁0.05g，碳酸钙0.1g，水1000ml)，38℃，培养为7d；
把上述得到的菌种分别接入到硝化菌筛选培养基(硝化菌筛选培养基为：硫酸铵0.1g，硫酸镁0.1g，氯化钠0.1g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸亚铁0.05g，碳酸氢钙0.5g，氯化钙0.05g，二苯胺0.1g，浓硫酸50ml，水1000ml)和亚硝化菌筛选培养基(亚硝化菌筛选培养基为：硫酸铵0.1，硫酸镁0.1，氯化钠0.1，磷酸氢二钾0.1，硫酸亚铁0.05g，碳酸氢钙0.5g，氯化钙0.05g，对氨基苯磺酸0.1g，乙酸5ml，苯酚0.1g，水1000ml)，38℃，培养为15d；
培养结束后，硝化菌和亚硝化菌按1∶1的重量比例混合即得到硝化细菌菌剂。
实施例2
本实施例2提供一种硝化细菌菌剂，是用于处理将氨氮转化为硝基氮的硝化细菌菌剂。该细菌菌剂包括：硝化菌和亚硝化菌，硝化菌和亚硝化菌按5∶1的重量比例混合形成硝化细菌菌剂。
上述硝化细菌菌剂的制备方法具体如下：
取好氧池中的活性污泥，分别接入硝化菌富集培养基(硝化菌富集培养基为：硫酸铵2g，硫酸镁0.5g，氯化钠0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸亚铁0.05g，碳酸钙1g和水1000ml)和亚硝化菌富集培养基(亚硝化菌富集培养基：硫酸铵0.5g，硫酸镁0.2g，氯化钠0.4g，磷酸氢二钾0.1g，硫酸亚铁0.1g，碳酸钙1g，水1000ml)中，38℃，180r/min，摇床培养为7d；
分别取上述硝化菌和亚硝化菌富集培养液1ml接入硝化细菌分离纯化培养基(硝化菌分离纯化培养基为：硫酸铵2g，硫酸镁0.3g，氯化钠0.3g，磷酸氢二钾0.6g，硫酸亚铁0.1g，碳酸氢钙1g，氯化钙1g和水1000ml)和亚硝化细菌分离纯化培养基(亚硝化菌分离纯化培养基：硫酸铵1g，硫酸镁0.5g，氯化钠0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸亚铁0.2g，碳酸钙0.5g，水1000ml)，38℃，培养为15d；
把上述得到的菌种分别接入到硝化菌筛选培养基(硝化菌筛选培养基：硫酸铵0.5g，硫酸镁0.5g，氯化钠1g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸亚铁0.2g，碳酸氢钙1g，氯化钙1g，二苯胺1g，浓硫酸50ml和水1000ml)和亚硝化菌筛选培养基(亚硝化菌筛选培养基：硫酸铵1g，硫酸镁1g，氯化钠1g，磷酸氢二钾1g，硫酸亚铁0.05g，碳酸氢钙0.5g，氯化钙0.05g，对氨基苯磺酸0.1g，乙酸5ml，苯酚0.1g，水1000ml)，38℃，培养为15d；
培养结束将得到的硝化菌和亚硝化菌按5∶1的重量比例混合即得到硝化细菌菌剂。
实施例3
本实施例3提供一种硝化细菌菌剂，是用于处理将氨氮转化为硝基氮的硝化细菌菌剂。该细菌菌剂包括：硝化菌和亚硝化菌，硝化菌和亚硝化菌按10∶1的重量比例混合形成硝化细菌菌剂。
上述硝化细菌菌剂的制备方法具体如下：
取好氧池中的活性污泥，分别接入硝化菌富集培养基(硝化菌富集培养基：硫酸铵5g，硫酸镁1g，氯化钠3g，磷酸氢二钾6g，硫酸亚铁5g，碳酸钙5g，水1000ml)和亚硝化菌富集培养基(亚硝化菌富集培养基：硫酸铵5g，硫酸镁2g，氯化钠4g，磷酸氢二钾6g，硫酸亚铁0.05g，碳酸钙5g，水1000ml)中，38℃，180r/min，摇床培养为7d；
分别取上述的硝化菌和亚硝化菌富集培养液1ml接入硝化细菌分离纯化培养基(硝化菌分离纯化培养基：硫酸铵5g，硫酸镁1g，氯化钠3g，磷酸氢二钾6g，硫酸亚铁0.5g，碳酸氢钙5g，氯化钙5g，水1000ml)和亚硝化细菌分离纯化培养基(亚硝化菌分离纯化培养基：硫酸铵5g，硫酸镁1g，氯化钠3g，磷酸氢二钾5g，硫酸亚铁0.4g，碳酸钙5g，水1000ml)，38℃，培养为15d。把所得到的菌种分别接入到硝化菌筛选培养基(硝化菌筛选培养基为：硫酸铵3g，硫酸镁1g，氯化钠2g，磷酸氢二钾3g，硫酸亚铁0.4g，碳酸氢钙2g，氯化钙3g，二苯胺3g，浓硫酸50ml，水1000ml)和亚硝化菌筛选培养基(亚硝化菌筛选培养基为：硫酸铵2g，硫酸镁1.5g，氯化钠2g，磷酸氢二钾3g，硫酸亚铁0.05g，碳酸氢钙2g，氯化钙2g，对氨基苯磺酸0.1g，乙酸5ml，苯酚0.1g，水1000ml)，28～38℃，培养为7～15d；
培养结束将得到的硝化菌和亚硝化菌按10∶1的重量比例混合即得到硝化细菌菌剂。
对上述各实施例制得的硝化细菌菌剂的氨氮去除率和硝化速率进行测定，具体如下：
用各实施例制得的硝化细菌菌剂投入各生活污水厂的好氧池中，控制温度在20～38℃，pH值6.0～9.0，溶解氧在0.5mg/L以下，污泥沉降比SV30为15％～30％，停留时间3～6h，进水COD指标为400～650mg/L，出水COD指标为60～100mg/L，污泥回流比控制在1∶1～1∶4，进水硝酸盐和亚硝酸盐的含量为150～400mg/L。各工程的结果如下表所示。
Figure GSA00000008541300071
Figure GSA00000008541300081
通过上述对比可以看出，在添加本发明各实施例的硝化细菌菌剂的三个工程中，氨氮去除率和硝化速率均达到90％以上，明显高于采用含有硝化菌的活性污泥进行的处理的工程4，这就有利于氨氮转化成硝基氮，均能使最终出水氨氮达到国家一级A标准。并且在运行过程中，硝化细菌菌剂的投加较方便，抗冲击负荷能力较强，且运行管理方便，成本并不高。
综上所述，本发明实施例的硝化细菌菌剂的适用性较宽泛，可用于处理焦化废水、生活污水、垃圾渗滤液等一系列废水，将其中的氨氮转化为硝基氮，结合不同的处理工艺，可达到很好的处理效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硝化细菌菌剂，用于处理氨氮转化为硝基氮，其特征在于，该硝化细菌菌剂包括：硝化菌和亚硝化菌，所述硝化菌与亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例混合。
2.如权利要求1所述的硝化细菌菌剂，其特征在于，所述硝化细菌菌剂中还包括：稳定剂和菌种保护剂。
3.如权利要求2所述的硝化细菌菌剂，其特征在于，所述稳定剂采用甘油、乙醇、乙二醇中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.05～2％。
4.如权利要求2所述的硝化细菌菌剂，其特征在于，所述菌种保护剂采用沸石粉、硅藻土、粉末活性炭中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.1～1％。
5.一种硝化细菌菌剂的制备方法，其特征在于，包括：
在好氧条件下培养并筛选和驯化处理后得到的硝化菌和亚硝化菌，将得到的硝化菌和亚硝化菌按1∶1～10∶1的重量比例进行混配，即得到硝化细菌菌剂。
6.如权利要求5所述的硝化细菌菌剂的制备方法，其特征在于，所述在好氧条件下培养并筛选和驯化处理后得到的硝化菌和亚硝化菌包括：
将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌筛选和驯化处理后得到硝化菌和亚硝化菌。
7.如权利要求6所述的硝化细菌菌剂的制备方法，其特征在于，所述将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌筛选和驯化处理后得到硝化菌和亚硝化菌具体为：取好氧池中的活性污泥，分别接入硝化菌富集培养基和亚硝化菌富集培养基中，在28～38℃，120～180r/min条件下摇床培养3～7天；分别取硝化菌和亚硝化菌富集培养液1～5ml接入硝化细菌分离纯化培养基和亚硝化细菌分离纯化培养基，在28～38℃温度下培养7～15天；把所得到的菌种分别接入到硝化菌筛选培养基和亚硝化菌筛选培养基，在28～38℃温度下培养7～15天；培养结束得到硝化菌和亚硝化菌。
8.如权利要求7所述的硝化细菌菌剂的制备方法，其特征在于，所述硝化菌富集培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.5～5、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～3、磷酸氢二钾0.1～6、硫酸亚铁0.05～0.5、碳酸钙0.5～5和水1000；
所述亚硝化菌富集培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.1～5、硫酸镁0.1～2、氯化钠0.1～4、磷酸氢二钾0.1～6、硫酸亚铁0.05～0.6、碳酸钙0.1～5和水1000；
所述硝化菌分离纯化培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.5～5、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～3、磷酸氢二钾0.1～6、硫酸亚铁0.05～0.5、碳酸氢钙0.5～5、氯化钙0.05～5和水1000；
所述亚硝化菌分离纯化培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.5～5、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～3、磷酸氢二钾0.1～5、硫酸亚铁0.05～0.4、碳酸钙0.1～5和水1000；
所述硝化菌筛选培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.1～3、硫酸镁0.1～1、氯化钠0.1～2、磷酸氢二钾0.1～3、硫酸亚铁0.05～0.4、碳酸氢钙0.5～2、氯化钙0.05～3、二苯胺0.1～3、浓硫酸50～150和水1000；
所述亚硝化菌筛选培养基包括按下述重量配比的各原料：硫酸铵0.1～2、硫酸镁0.1～1.5、氯化钠0.1～2、磷酸氢二钾0.1～3、硫酸亚铁0.05～0.5、碳酸氢钙0.5～2、氯化钙0.05～2、对氨基苯磺酸0.1～2、乙酸5～50、苯酚0.1～2和水1000。
9.如权利要求5所述的硝化细菌菌剂的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：在进行混配硝化菌和亚硝化菌得到的菌剂中加入稳定剂和菌种保护剂。
10.如权利要求9所述的硝化细菌菌剂的制备方法，其特征在于，所述加入的稳定剂采用甘油、乙醇、乙二醇中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.05～2％；所述加入的菌种保护剂采用沸石粉、硅藻土、粉末活性炭中的任一种，其用量为硝化细菌菌剂重量的0.1～1％。
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