CN103087918A - 一种好氧反硝化菌剂及其制备与应用 - Google Patents

一种好氧反硝化菌剂及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种好氧反硝化菌剂，所述的菌剂中，含有施氏假单胞菌和地衣芽孢杆菌。另外公开了这种好氧反硝化菌剂的制备方法及其应用。本发明的施氏假单胞菌是从制皮革的工业废水中筛选出来的，最后经鉴定确定为本菌。从往常来说，本领域的人认为施氏假单胞菌为厌氧反硝化菌，本申请证实了本菌在好氧的条件下也能高效的反硝化，拓宽了施氏假单胞菌的使用范围，另外当两种菌剂联合使用的时候，可以大大的提高好氧条件下的反硝化的效率。

Description

一种好氧反硝化菌剂及其制备与应用
技术领域
本发明涉及好氧反硝化领域，更具体地涉及一种好氧反硝化菌剂及其制备与应用。
背景技术
制革工业在我国历史悠久，并且此行业在我国拥有丰富的资源，成本较低，因此制革行业在我国得到快速发展。目前制革工业生产一般包括脱脂、浸灰脱毛、软化、鞣制、染色加工、干燥、整饰等几个工段，加工过程中需要添加多种化学品，从而使得废水中含有油脂、胶原蛋白、动植物纤维、有机无机固形物、硫化物、氨氮化物、重金属铬、表面活性剂、染料等多种污染物质和有毒物质。制革工业综合废水的水质特性为：ρ(CODcr)为3000—4000mg/L，ρ(BOD5)为1000—2000mg/L，ρ(SS)为2000—4000mg/L，pH值为8-11，ρ(NH3-N)为200—350mg/L。
    目前，制革工业废水已是水环境污染的重要污染源之一。国内的大多数皮革污水处理中氨氮都不能达标，对环境造成严重污染。制革工业废水的生物处理有厌氧池和曝气池法，厌氧池适用于高浓度的有机废水处理，当原水降到一定COD值后，再结合曝气法达到最终排放标准。许多中小企业因为厌氧池法耗时长、占地面积大等原因，而直接采用曝气池法处理。在高含氮量的制革废水中，反硝化菌是主要的降解菌之一，绝大部分的反硝化菌都专性厌氧菌。本发明从制革工业废水中分离出能在好氧条件下进行反硝化的菌株，通过发酵扩大培养，制作冻干菌剂，高效得去除制革工业废水中的氨氮。
发明内容
 本发明为了得到高效的去除制革工业废水中的氨氮，提供一种好氧反硝化菌剂，所述的菌剂中含有施氏假单胞菌，地衣芽孢杆菌。
    所述的菌剂为冻干粉。
    再提供一种好氧反硝化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
S1. 分别发酵施氏假单胞菌和地衣芽孢杆菌，取菌液，离心得到菌泥，按质量比1:1混合；
S2. 添加冷冻干燥保护剂：向步骤S1所得菌泥中添加冷冻干燥保护剂，用生理盐水混匀，得混合菌液；
S3. 将步骤S2所得混合菌液均匀铺于托盘，于-40℃低温冰箱预冻6-10h；入冷冻干燥机，-35℃续冻4-8h；将冷冻干燥机的温度从-35℃逐步上升到5℃，持续时间为30h-48h；加入至温度为20℃-25℃，干燥到含水量在3%以下时，出柜；
S4. 磨碎S3所得的冻干粉，过100目筛，即得。
    所述的冷冻干燥保护剂为淀粉和海藻糖的混合物。按重量比计，所述的淀粉用量为菌泥重量的0.25-0.4倍。按重量比计，所述的海藻糖用量为菌泥重量的0.035-0.05倍。
    根据需求再提供一种曝气池反硝化的方法，在曝气池中添加本申请制备所得的好氧反硝化菌剂。
所述的添加为先往曝气池中添加3-6g/L的好氧反硝化菌剂，然后补加0.3-0.6g/L的好氧反硝化菌剂。
本发明的施氏假单胞菌是通过筛选从制革工业废水中得来的，具体的筛选方法如下：
将工业废水先通过初筛营养型培养基，再通过选择性培养基，再通过反硝化培养基，最后通过发酵培养基，获得大量纯种菌株，所得的纯种菌株经鉴定为施氏假单胞菌和地衣芽孢杆菌。
所述的培养基分别为以下成分：
1）初筛营养型培养基：LB培养基（g/L）：
蛋白胨 10.0
酵母膏 5.0
NaCl   7.0
琼脂   18.0
pH     6.8-7.2。
2）选择性培养基（g/L）：
天冬酰胺酸 1.0
KNO3    1.0
KH2PO4   1.0
FeCl2   0.03
CaCl2   0.1
MgSO4   0.8
BTB    1.0
琼脂   20.0
pH     7.0～7.2。
3）反硝化培养基（g/L）：
琥珀酸钠  4.5
NaNO2  0.005
KH2PO4  1.5
Na2HPO4  0.5
NH4Cl  0.6
酪蛋白  5.0
MgSO4·7H2O  1.0
pH     7.0-7.3。
4）发酵培养基：
蛋白胨 10.0，
酵母膏 5.0，
NaCl   7.0，
pH     6.8-7.2。
本发明的优点在于：
1. 菌株来源于制革工业废水，对此类工业废水有很好的适应性。
2. 传统法的微生物系统由污水降解菌和大量的杂菌组成，对有机物的降解能力有限，而本法添加的高效降解菌剂能大大增强生物池的降解功能。
3. 传统法都是厌氧法用于降低氨氮含量，而本法可直接用于曝气池，并高效降低氨氮含量。
4．该菌剂可通过发酵技术、冷冻干燥技术获得大批量产品，储存时间长，投放方便，快捷，适合大范围推广。
5．通过复合菌剂的技术，两种菌混合使用，大大提高了氨氮的降解率。 
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但具体实施例并不对本发明作任何限定。
实施例1
两种好氧反硝化菌分别以1%的接种量接种于500L发酵罐中，培养温度30℃，调节转速、通风量来控制溶氧大于20%；发酵培养16h后，溶氧迅速回升，此时开始以恒溶氧方式补加碳源葡萄糖，培养36h。
发酵结束后，发酵液经离心得菌泥，两种菌按质量比1:1混合，1950g，添加淀粉600g，海藻糖75g作为冻干保护剂，用生理盐水溶解混匀。然后均匀铺于托盘上，厚度约2.5mm，于-40℃低温冰箱中进行预冻6h，转入冷冻干燥机。首先为第一阶段预冻，冻干机冷井温度降低与冻干样品达到温度平衡，-35℃，时间5h；然后进入第二阶段真空干燥，此阶段冻干机冷井温度由-35℃逐步上升到5℃，时间为32h；最后，加热去除冻干菌剂中残留的水分，温度升到20℃，时间2h。冻干结束后，冻干菌剂成饼状，含水量＜3%。磨碎，过100目筛，得到菌粉1670g。
实施例2
向广州某皮革厂曝气池中按水体体积的0.005%分别添加施氏假单胞菌，地衣芽孢杆菌和实施例1中得到的好氧反硝化菌剂,菌含量分别达到1010CFU/g。开启进水泵和鼓风机，连续曝气，运行2d后取样分析，其水之中的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮变化见表1。从表1可以看出，制革废水经好氧反硝化菌剂处理后，硝酸盐氮、亚硝酸盐氮显著降低。
    表1 应用好氧反硝化菌剂处理制革废水48h进出水效果比对
Figure 575070DEST_PATH_IMAGE002

Claims (8)

1.一种好氧反硝化菌剂，其特征在于，含有施氏假单胞菌，地衣芽孢杆菌。
2.根据权利要求1所述的好氧反硝化菌剂，其特征在于，所述的菌剂为冻干粉。
3.一种根据权利要求2所述的好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 分别发酵施氏假单胞菌和地衣芽孢杆菌，取菌液，离心得到菌泥，按质量比1:1混合；
S2. 添加冷冻干燥保护剂：向步骤S1所得菌泥中添加冷冻干燥保护剂，用生理盐水混匀，得混合菌液；
S3. 将步骤S2所得混合菌液均匀铺于托盘，于-40℃低温冰箱预冻6-10h；入冷冻干燥机，-35℃续冻4-8h；将冷冻干燥机的温度从-35℃逐步上升到5℃，持续时间为30h-48h；加入至温度为20℃-25℃，干燥到含水量在3%以下时，出柜；
S4. 磨碎S3所得的冻干粉，过100目筛，即得。
4.根据权利要求3所述的好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于，所述的冷冻干燥保护剂为淀粉和海藻糖的混合物。
5.根据权利要求4所述的好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于，按重量比计，所述的淀粉用量为菌泥重量的0.25-0.4倍。
6.根据权利要求4所述的好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于，按重量比计，所述的海藻糖用量为菌泥重量的0.035-0.05倍。
7.一种曝气池反硝化的方法，其特征在于，在曝气池中添加入权利要求1或2任一所述的好氧反硝化菌剂。
8.根据权利要求7所述的曝气池反硝化的方法，其特征在于，所述的添加为先往曝气池中添加3~6g/L的好氧反硝化菌剂，然后补加0.3~0.06g/L的好氧反硝化菌剂。
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