CN102373191B

CN102373191B - 一种用于降解城市废水的优势菌群及其制备方法

Info

Publication number: CN102373191B
Application number: CN 201110287122
Authority: CN
Inventors: 陈元彩; 孙友友
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: CN102373191A

Abstract

本发明公开了一种用于降解城市废水的优势菌群及其制备方法，包括如下步骤：分别挑取阴沟肠杆菌（Enterobactercloacae）、戈登氏菌（Gordonia）、恶臭假单胞菌（Pseudomonasputida），接种培养；按体积百分比计，分别取20～24%阴沟肠杆菌（Enterobactercloacae），54～58%戈登氏菌（Gordonia）和26～18%恶臭假单胞菌（Pseudomonasputida）混合；制备海藻酸钙固定化颗粒并活化后，直接投入到城市废水中。本发明通过菌种间的协调作用，能有效提高微生物处理城市废水的TOC降解效率。

Description

一种用于降解城市废水的优势菌群及其制备方法

技术领域

本发明涉及城市废水处理领域，具体是一种用于降解城市废水的优势菌群及其制备方法。

背景技术

生物处理是当前常用的废水处理方法，这种方法通过微生物的新陈代谢作用，将废水中的污染物质分解、吸收，从而达到治理污染的目的。生物处理法与其他方法相比，其成本低，效率高，而且容易操作，最重要的是没有二次污染，因此，在城市污水和工业污水的处理中得到了广泛的应用。随着经济的发展，废水的成分日益复杂，尤其当废水中含有有毒、难降解的有机污染物时，由于对该类有机物具有专项降解能力的微生物在环境中的种类、数量较少，同时它在种间竞争中处于劣势，因此，传统的生物处理技术面临极大挑战。如果在传统的生物处理体系中投加具有特定功能的微生物或某些基质，增强它对特定污染物的降解能力，从而改善整个污水处理体系的处理效果，我们称这种技术为生物强化技术。

生物强化技术中投加的微生物可以来源于原有处理体系，经过驯化、富集、筛选、培养，从而达到一定数量的微生物，也可以是原来不存在的外源微生物或遗传工程菌。其中优势菌种在系统中的稳定性是决定生物强化运行的关键所在。我们前期研究表明经过统计学方法可以研究微生物种群间的相互作用，筛选组成微生物优势种群，其生物强化作用优于单一菌种的生物强化效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于降解城市废水的优势菌群及其制备方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种用于降解城市废水的优势菌群的制备方法，包括如下步骤：

（1）三种细菌对数生长期细胞的制备：

分别挑取三种菌1~2环：阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、戈登氏菌（Gordonia）、恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida），将其分别转移到含20~50 mL营养液的容器中，每种细菌在30℃的条件下培养1~2天，再将培养后的三种菌分别接种至含500mL增殖培养基的容器中，在30℃的条件下培养1~2天，以6000rpm的速度离心10min后，分别获得上述三种菌体的对数生长期细胞；

（2）三种菌体的混合菌群的培养：

将上述三种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲液洗涤2~3次后，按体积百分比计，分别取20～24% 阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae），54～58% 戈登氏菌（Gordonia）和26～18% 恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）混合，并悬浮于生理盐水中，冷藏备用；

（3）海藻酸钙的固定化

称取海藻酸钙溶解于去离子水中，制成质量百分比浓度为4%的海藻酸钙水溶液，再与上述等体积的混合菌群生理盐水悬浮液均匀混合，将此混合液用针筒挤入0.1摩尔浓度的氯化钙水溶液中，形成直径为3mm左右的海藻酸钙固定化的含混合菌细胞的小球，在20～25℃下固化两个小时，即可得到海藻酸钙固定化颗粒；

（4）废水处理

将上述得到的海藻酸钙固定化颗粒进行活化后，直接投入到城市废水中，即可。

所述步骤（1）中三种不同的细菌采用不同的增殖培养基，其中阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）采用营养肉汤，其组成如下：3.0g牛肉膏，5.0g蛋白胨，1L去离子水，121℃下用高压锅灭菌15min，培养温度为30℃；戈登氏菌（Gordonia）采用酵母膏葡萄糖培养基，其组成如下：10g葡萄糖，10g酵母膏，1L去离子水，121℃下用高压锅灭菌15min，培养温度为30℃；恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）采用细菌培养基，其组成如下：1.5g牛肉膏，1.0g葡萄糖，6.0g蛋白胨，3.0g酵母膏，1L去离子水，121℃下用高压锅灭菌15min，培养温度为30℃。

所述磷酸盐缓冲液是在1L去离子水中溶解氯化钠8g, 氯化钾0.2g, 磷酸氢二钾1.15g和磷酸二氢钾0.2g。

本发明提供的利用阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae），戈登氏菌（Gordonia），恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）三种菌按一定比例固定化后组成优势菌群投加进行城市废水的生物强化处理：恶臭假单胞菌经常被用于废水处理，它有降解芳香烃类例如甲苯和苯酚的能力，这些都是城市废水中的常见污染物；芽孢杆菌是一种常见的土壤细菌并能使芳香烃产生二次降解；戈登氏菌是一种石油降解菌，它能将正十六烷，苯，萘，蒽，菲作为碳源和能量来源。本发明通过采用统计学的实验设计方法，来鉴定在所选微生物菌种处理废水的过程中他们各自所起的作用以及他们之间的相互作用，找出降解作用较强的微生物优势菌群，固定化微生物菌群活性高，协同效果好，不易流失，稳定性好，能有效提高微生物处理城市废水的TOC降解效率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

分别挑取三种菌1环：阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、戈登氏菌（Gordonia）、恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）（从城市污水处理厂污泥中分离出来的）将其分别转移到含25 mL营养液的容器中，每种细菌在30℃的条件下培养2天，再将培养后的三种菌分别接种至含500mL增殖培养基的容器中在30℃的条件下培养1~2天，以6000rpm的速度离心10min后，分别获得上述三种菌体的对数生长期细胞。将上述三种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲液洗涤3次后，按体积百分比计，分别取20% 阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae），54% 戈登氏菌（Gordonia）和26%恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）混合，并悬浮于生理盐水中，冷藏备用。称取海藻酸钙溶解于去离子水中，制成质量百分比浓度为4%的海藻酸钙水溶液，再与上述等体积的混合菌群生理盐水悬浮液均匀混合，将此混合液用针筒挤入0.1摩尔浓度的氯化钙水溶液中，形成直径为3mm左右的海藻酸钙固定化的含混合菌细胞的小球，在25℃下固化两个小时，即可得到海藻酸钙固定化颗粒。将上述得到的海藻酸钙固定化颗粒进行活化后，直接投入到城市废水中处理。

采用本实施例方法处理水质中TOC为 220mg/L的城市废水1000ml，在4个小时内其最终TOC的去除率达85%，明显高于没有投加优势菌群的对照组67%。

实施例2

分别挑取三种菌1环：阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、戈登氏菌（Gordonia）、恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）（从城市污水处理厂污泥中分离出来），将其分别转移到含25 mL营养液的容器中，每种细菌在30℃的条件下培养2天，再将培养后的三种菌分别接种至含500mL增殖培养基的容器中在30℃的条件下培养1~2天，以6000rpm的速度离心10min后，分别获得上述三种菌体的对数生长期细胞。将上述三种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲液洗涤3次后，按体积百分比计，分别取24% 阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae），58% 戈登氏菌（Gordonia）和18% 恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）混合，并悬浮于生理盐水中，冷藏备用。称取海藻酸钙溶解于去离子水中，制成质量百分比浓度为4%的海藻酸钙水溶液，再与上述等体积的混合菌群生理盐水悬浮液均匀混合，将此混合液用针筒挤入0.1摩尔浓度的氯化钙水溶液中，形成直径为3mm左右的海藻酸钙固定化的含混合菌细胞的小球，在25℃下固化两个小时，即可得到海藻酸钙固定化颗粒。将上述得到的海藻酸钙固定化颗粒进行活化后，直接投入到城市废水中处理。

采用本实施例方法处理水质中TOC为 320mg/L的城市废水1000ml，在4个小时内其最终TOC的去除率达89%，高于没有投加优势菌群的对照组80%。

实施例3

分别挑取三种菌2环：阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、戈登氏菌（Gordonia）、恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）（从城市污水处理厂污泥中分离出来）将其分别转移到含25 mL营养液的容器中，每种细菌在30℃的条件下培养2天，再将培养后的三种菌分别接种至含500mL增殖培养基的容器中在30℃的条件下培养1~2天，以6000rpm的速度离心10min后，分别获得上述三种菌体的对数生长期细胞。

将上述三种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲液洗涤3次后，按体积百分比计，分别取22% 阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae），56% 戈登氏菌（Gordonia）和22% 恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）混合，并悬浮于生理盐水中，冷藏备用。称取海藻酸钙溶解于去离子水中，制成质量百分比浓度为4%的海藻酸钙水溶液，再与上述等体积的混合菌群生理盐水悬浮液均匀混合，将此混合液用针筒挤入0.1摩尔浓度的氯化钙水溶液中，形成直径为3mm左右的海藻酸钙固定化的含混合菌细胞的小球，在25℃下固化两个小时，即可得到海藻酸钙固定化颗粒。将上述得到的海藻酸钙固定化颗粒进行活化后，直接投入到城市废水中处理。

采用本实施例方法处理水质中TOC为 280mg/L的城市废水1000ml，在4个小时内其最终TOC的去除率达84%，高于没有投加优势菌群的对照组74%。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于降解城市废水的优势菌群的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）三种细菌对数生长期细胞的制备：

分别挑取三种菌1~2环：阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、戈登氏菌（Gordonia）、恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida），将其分别转移到含20~50 mL营养液的容器中，每种细菌在30℃的条件下培养1~2天，再将培养后的三种菌分别接种至含500mL增殖培养基的容器中，在30℃的条件下培养1~2天，以6000rpm的速度离心10min后，分别获得上述三种菌体的对数生长期细胞；所述三种不同的细菌采用不同的增殖培养基，其中阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）采用营养肉汤，其组成如下：3.0g牛肉膏，5.0g蛋白胨，1L去离子水，121℃下用高压锅灭菌15min，培养温度为30℃；戈登氏菌（Gordonia）采用酵母膏葡萄糖培养基，其组成如下：10g葡萄糖，10g酵母膏，1L去离子水，121℃下用高压锅灭菌15min，培养温度为30℃；恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）采用细菌培养基，其组成如下：1.5g牛肉膏，1.0g葡萄糖，6.0g蛋白胨，3.0g酵母膏，1L去离子水，121℃下用高压锅灭菌15min，培养温度为30℃；

（2）三种菌体的混合菌群的培养：

将上述三种菌体的对数生长期细胞取出，用磷酸盐缓冲液洗涤2~3次后，按体积百分比计，分别取20～24% 阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae），54～58% 戈登氏菌（Gordonia）和26～18% 恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）混合，并悬浮于生理盐水中，冷藏备用；所述磷酸盐缓冲液是在1L去离子水中溶解氯化钠8g, 氯化钾0.2g,磷酸氢二钾1.15g和磷酸二氢钾0.2g；

（3）海藻酸钙的固定化

称取海藻酸钙溶解于去离子水中，制成质量百分比浓度为4%的海藻酸钙水溶液，再与上述等体积的混合菌群生理盐水悬浮液均匀混合，将此混合液用针筒挤入0.1摩尔浓度的氯化钙水溶液中，形成直径为3mm左右的海藻酸钙固定化的含混合菌细胞的小球，在20～25℃下固化两个小时，即可得到海藻酸钙固定化颗粒。

2.一种用于降解城市废水的优势菌群，其特征在于，由权利要求1所述方法制备而成的。