CN105130013A - 一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法 - Google Patents

一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法，涉及废水处理方向，同时也达到了废物资源化的目的。本发明制备了含生芽红细菌与荚膜红细菌的复合光合细菌，按照复合光合细菌与沼液的体积比1:5-1:10的投加量，利用复合光合细菌对猪场沼液进行处理，处理温度为25～32℃，光照强度为2000～5000lux。本发明利用混合菌种之间的协同作用处理沼液废水，相比于单一菌种对沼液的处理，COD去除效率提高了20％以上。本发明利用两种光合细菌的协同作用，促进了两种光合细菌在猪场沼液中的生长速率，进而提高了光合细菌对猪场沼液中有机物、氨氮、磷等物质的利用率，改善了单一菌种对沼液处理效果不足的缺点，提高了复合细菌对沼液的处理净化效率。同时产出的大量菌体可以直接被综合利用，达到了去除污染物的同时获得菌体资源的目的。

Description

一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体来说涉及一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法，在处理沼液的同时也达到了废物资源化的目的。
背景技术
国内对于猪场废水的处理方法很多，其中采用厌氧工艺处理猪场废水并回收沼液的工艺已经比较成熟，但是经过厌氧工艺处理后的污水仍然具有较高的污染物含量，无法直接排放，对环境的压力依然很大。随着国家对环保重视程度的增加，污水排放标准的严格执行，猪场沼液的处理以及达标排放已经成为影响猪场生存和发展的重要因素。
利用光合细菌净化高浓度有机废水，具有有机负荷高、占地面积小、投资费用少、动力消耗低等优点，而产生的菌体又有可能作为重要的原料进行综合利用，因而越来越受到人们的重视。光合细菌是一类可进行光合作用的细菌的总称，在厌氧光照或好氧黑暗条件下能充分利用光能和各种有机物为其代谢繁殖提供营养源，可降解COD、减少氨氮量，改善水质。同时光合细菌营养丰富，富含维生素B12、叶酸、生物素等。目前用于有机废水进化的光合细菌主要是红螺菌科中的一些属，并且已在禽畜养殖、水产养殖、食品、皮革、有机化学工业等高负荷废水的处理方面得到了广泛应用。
但如今光合细菌处理废水的研究和应用多集中在纯种光合细菌上，如专利号CN201210574326.6“利用光合细菌处理食品加工废水并实现资源化的方法”使用的菌种为沼泽红假单胞菌；专利号CN201210574326.6“利用光合细菌处理食品加工废水并实现资源化的方法”使用的菌种为沼泽红假单胞菌；专利号CN201210165608“利用一株光合细菌处理淀粉废水并实现资源化的方法”使用的菌种为球形红细菌，利用多种纯种光合细菌共同处理废水的方面则少见研究。
本发明采用荚膜红细菌与生芽红细菌的复合光合细菌菌液处理猪场沼液，利用了两种光合细菌的协同作用，促进光合细菌在沼液中的生长速率，进而提高了细菌对猪场沼液中有机物、氨氮、磷等物质的利用率，改善了单一菌种对沼液处理效果不足的缺点，提高了复合细菌对沼液的处理净化效率。
发明内容
本发明的提供了一种利用复合光合细菌处理猪场沼液并实现其资源化的方法，方法包括以下步骤：
步骤A：复合光合细菌的制备，将生芽红细菌与荚膜红细菌按照以下步骤进行培养：
1、将纯化培养的斜面培养基上的生芽红细菌和荚膜红细菌分别用接种环挑取其单菌落，各自接种至两瓶装有100ml的相同细菌活化液体培养基的三角烧瓶中，在pH6.8～7.0、光照强度2000～5000lux、温度28～32℃的条件下静置培养3～4天，分别得到一瓶含有活化生芽红细菌的液体培养液和一瓶含有活化荚膜红细菌的液体培养液。
其中，所述的细菌活化液体培养基，其培养基组成成分如下：8～10g/L蛋白胨，4～6g/L酵母浸粉，0.8～1.2g/L葡萄糖。该培养基在温度121℃下灭菌15～30分钟，冷却后待用。
2、将所述含有活化生芽红细菌的液体培养基与复合光合细菌液体培养基以1:8-1:10的接种量接种于透明的聚乙烯袋中，同时将所述含有活化荚膜红细菌的液体培养液与复合光合细菌液体培养基按1:4-1:5的接种量接种，搅拌均匀。将培养器皿在pH6.8～8.0、光照强度2000～5000lux，培养温度为28～32℃的条件下静置培养4～5天，得到含生芽红细菌和荚膜红细菌的复合光合细菌。
其中，所述的复合光合细菌液体培养基，其培养基组成成分如下：2.0～2.5g/L乙酸钠，0.5～1.2g/L氯化铵，0.8～1.2g/L氯化钠，0.03～0.05g/L氯化钙，1.2～1.5g/L磷酸氢二钾，0.5～0.8g/L磷酸二氢钾，0.10～0.20g/L硫酸镁，0.01～0.02g/L硫酸亚铁，0.05～0.07酵母膏g/L，0.01～0.02g/L生物素。该复合光合细菌液体培养基在温度115℃下灭菌20～30分钟，冷却后待用。
步骤B：猪场沼液的处理
按照复合光合细菌与沼液的体积比1:5-1:10的接种量，将步骤A得到的复合光合细菌投加到猪场沼液中，处理温度为25～35℃，处理时间为96～120小时，光照强度为2000～5000lux。经处理后，出水进行深度处理，菌体经回收后作为资源利用。
上述的复合细菌的制备，所采用的生芽红细菌和荚膜红细菌均购买自中国普通微生物菌种保藏管理中心，生芽红细菌属于光合细菌属RhodobacterBlasticus属，保藏编号为CGMCCNO1.3365；荚膜红细菌属于光合细菌属RhodobacterCapsulatus属，保藏编号为CGMCCNO1.3366。
上述的猪场沼液的处理，猪场沼液COD浓度为1000～3000mg/L,氨氮浓度为900～1100mg/L，总磷浓度为20～40mg/L，pH为7.5～9.0。
上述的猪场沼液的处理，本发明的特征还在于，利用复合光合细菌处理猪场沼液，在有效净化沼液COD的同时能获得含有丰富光合细菌菌体的猪场沼液。将处理后的含有丰富光合细菌菌体的猪场沼液在4～6℃、转速3000～5000r/min条件下进行高速离心分离，可获得大量光合细菌菌体资源，。光合细菌菌体含有丰富的氨基酸、叶酸、b族维生素、生物素等，营养价值高，可作为家畜饵料的添加剂，还可以与粪肥配合使用作为鱼种培育池的增产剂等，用途十分广泛，不会造成二次污染。
本发明的有益效果为：
本发明所述的利用复合光合细菌菌液处理猪场沼液的方法，是一种操作简便、经济高效的污水处理方法。该方法提供的利用生芽红细菌和荚膜红细菌的复合光合细菌菌液处理猪场沼液，相比于利用单一光合细菌菌种对猪场沼液的处理，污水中的COD去除率可提升20％以上。处理后沼液中的菌体可以作为农、牧、渔业等的原材料，具有广泛的用途，实现了沼液处理和资源化的耦合。
附图说明
图1是复合光合细菌处理猪场沼液的工艺流程图。
图2是光合细菌对猪场沼液COD去除效果图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：复合光合细菌处理猪场沼液
步骤A：复合光合细菌的制备，将生芽红细菌与荚膜红细菌按照以下步骤进行培养：
(1)将纯化培养的斜面培养基上的生芽红细菌和荚膜红细菌分别用接种环挑取1～2环，各自接种至两瓶装有100ml的细菌活化液体培养基的三角烧瓶中，在pH7.0、光照强度3000lux、温度30℃的条件下静置培养4天，分别得到一瓶含有活化生芽红细菌的液体培养液和一瓶含有活化荚膜红细菌的液体培养液。
其中，所述的细菌活化液体培养基组成成分如下：10g/L蛋白胨，6g/L酵母浸粉，1.2g/L葡萄糖，培养基在温度121℃下灭菌20分钟，冷却后待用。
(2)将上述含有活化生芽红细菌的液体培养基与复合光合细菌液体培养基以1:10的接种量接种至透明的聚乙烯袋中，同时将所述含有活化荚膜红细菌的液体培养液与复合光合细菌液体培养基按1:5的接种量接种，搅拌均匀。在pH7.0、光照强度3000lux，培养温度为30℃的条件下静置培养5天，得到含生芽红细菌和荚膜红细菌的复合光合细菌。
其中，所述的复合光合细菌液体培养基组成成分如下：2.5g/L乙酸钠，1.2g/L氯化铵，1.0g/L氯化钠，0.05g/L氯化钙，1.5g/L磷酸氢二钾，0.8g/L磷酸二氢钾，0.20g/L硫酸镁，0.02g/L硫酸亚铁，0.07酵母膏g/L，0.02g/L生物素。培养基在温度115℃下灭菌30分钟，冷却后待用。
步骤B：猪场沼液的处理
按照复合光合细菌与沼液的体积比1:10的接种量，将步骤A得到的复合光合细菌投加到猪场沼液中，猪场沼液初始COD为2503.60mg/L，氨氮960.51mg/L，总磷31.07mg/L，pH为7.94。处理温度为30℃，处理时间为120小时，光照强度为3000lux。处理后猪场沼液COD为775.51mg/L，COD去除率为69.024％。经处理后，出水进行深度处理，菌体经回收后作为资源利用。
实施例2：荚膜红细菌处理猪场沼液
本案例是案例1的对比试验，仅采用荚膜红细菌处理猪场沼液，其他处理步骤相同。
步骤A：光合细菌的制备，将荚膜红细菌按照以下步骤进行培养：
(1)将纯化培养的斜面培养基上的荚膜红细菌用接种环挑取1～2环，接种至一瓶装有100ml的细菌活化液体培养基的三角烧瓶中，在pH7.0、光照强度3000lux、温度30℃的条件下静置培养4天，得到一瓶含有活化荚膜红细菌的液体培养液。
其中，所述的细菌活化液体培养基组成成分如下：10g/L蛋白胨，6g/L酵母浸粉，1.2g/L葡萄糖，培养基在温度121℃下灭菌20分钟，冷却后待用。
(2)将上述含有活化荚膜红细菌的液体培养液与复合光合细菌液体培养基按1:5的接种量接种至透明的聚乙烯袋中，搅拌均匀。在pH7.0、光照强度3000lux，培养温度为30℃的条件下静置培养5天，得到含荚膜红细菌的光合细菌。
其中，所述的复合光合细菌液体培养基组成成分如下：2.5g/L乙酸钠，1.2g/L氯化铵，1.0g/L氯化钠，0.05g/L氯化钙，1.5g/L磷酸氢二钾，0.8g/L磷酸二氢钾，0.20g/L硫酸镁，0.02g/L硫酸亚铁，0.07酵母膏g/L，0.02g/L生物素。培养基在温度115℃下灭菌30分钟，冷却后待用。
步骤B：猪场沼液的处理
按照光合细菌与沼液的体积比1:10的接种量，将步骤A得到的荚膜红细菌投加到猪场沼液中，猪场沼液初始COD为2503.60mg/L，氨氮960.51mg/L，总磷31.07mg/L，pH为7.94。处理温度为30℃，处理时间为120小时，光照强度为3000lux。处理后猪场沼液COD为1361.20mg/L，COD去除率为45.63％。经处理后，出水进行深度处理，菌体经回收后作为资源利用。
实施例3：生芽红细菌处理猪场沼液。
本案例是案例1和案例2的对比试验。仅采用生芽红细菌处理猪场沼液，其他处理步骤相同。
步骤A：光合细菌的制备，将生芽红细菌按照以下步骤进行培养：
(1)将纯化培养的斜面培养基上的生芽红细菌用接种环挑取1～2环，接种至一瓶装有100ml的细菌活化液体培养基的三角烧瓶中，在pH7.0、光照强度3000lux、温度30℃的条件下静置培养4天，得到一瓶含有活化生芽红细菌的液体培养液。
其中，所述的细菌活化液体培养基组成成分如下：10g/L蛋白胨，6g/L酵母浸粉，1.2g/L葡萄糖，培养基在温度121℃下灭菌20分钟，冷却后待用。
(2)将上述含有活化生芽红细菌的液体培养液与复合光合细菌液体培养基按1:10的接种量接种接种至透明的聚乙烯袋中，搅拌均匀。在pH7.0、光照强度3000lux，培养温度为30℃的条件下静置培养5天，得到含生芽红细菌的光合细菌。
其中，所述的复合光合细菌液体培养基组成成分如下：2.5g/L乙酸钠，1.2g/L氯化铵，1.0g/L氯化钠，0.05g/L氯化钙，1.5g/L磷酸氢二钾，0.8g/L磷酸二氢钾，0.20g/L硫酸镁，0.02g/L硫酸亚铁，0.07酵母膏g/L，0.02g/L生物素。培养基在温度115℃下灭菌30分钟，冷却后待用。
步骤B：猪场沼液的处理
按照光合细菌与沼液的体积比1:10的接种量，将步骤A得到的生芽红细菌投加到猪场沼液中，猪场沼液初始COD为2503.60mg/L，氨氮960.51mg/L，总磷31.07mg/L，pH为7.94。处理温度为30℃，处理时间为120小时，光照强度为3000lux。处理后猪场沼液COD为1591.83mg/L，COD去除率为36.419％。经处理后，出水进行深度处理，菌体经回收后作为资源利用。

Claims (4)

1.一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法，其特征在于该处理方法的步骤如下：
步骤A：复合光合细菌的制备
(ⅰ)将纯化培养的斜面培养基上的生芽红细菌和荚膜红细菌分别接种至两瓶装有100ml的细菌活化液体培养基的三角烧瓶中，在pH6.8～8.0、光照强度2000～5000lux、温度28～32℃的条件下静置培养3～4天，分别得到含有活化生芽红细菌的液体培养液和含有活化荚膜红细菌的液体培养液；
(ⅱ)往透明的培养器皿(聚乙烯袋或透明瓶)中加入一定量的复合光合细菌液体培养基，然后将在(ⅰ)得到的含有活化生芽红细菌的液体培养液与复合光合细菌液体培养基以1:8-1:10的接种量接种，同时将在(ⅰ)得到的含有活化荚膜红细菌的液体培养液与复合光合细菌液体培养基按1:4-1:5的接种量接种，搅拌均匀。将透明培养器皿在pH6.8～7.0、光照强度2000～5000lux、培养温度为28～32℃的条件下静置培养4～5天，得到含生芽红细菌和荚膜红细菌的复合光合细菌。
步骤B：猪场沼液的处理
按照复合光合细菌与沼液的体积比1:5-1:10的接种量，将步骤A得到的复合光合细菌加入到猪场沼液中，处理温度为25～35℃，处理时间为96～120小时，光照强度为2000～5000lux。
2.根据权利要求1所述的一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法，其特征在于所述的生芽红细菌和荚膜红细菌均购买自中国普通微生物菌种保藏管理中心，生芽红细菌属于光合细菌属RhodobacterBlasticus属，保藏编号为CGMCCNO1.3365；荚膜红细菌属于光合细菌属RhodobacterCapsulatus属，保藏编号为CGMCCNO1.3366。
3.根据权利要求1所述的一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法，其特征在于，步骤A中(ⅰ)所述的活化液体培养基组成成分如下：8～10g/L蛋白胨，4～6g/L酵母浸粉，0.8～1.2g/L葡萄糖，该细菌活化液体培养基在温度121℃下灭菌15～30分钟，冷却后待用；(ⅱ)所述复合光合细菌液体培养基组成成分如下：2.0～2.5g/L乙酸钠，0.5～1.2g/L氯化铵，0.8～1.2g/L氯化钠，0.03～0.05g/L氯化钙，1.2～1.5g/L磷酸氢二钾，0.5～0.8g/L磷酸二氢钾，0.10～0.20g/L硫酸镁，0.01～0.02g/L硫酸亚铁，0.05～0.07酵母膏g/L，0.01～0.02g/L生物素，该复合光合细菌液体培养基在温度115℃下灭菌20～30分钟，冷却后待用。
4.根据权利要求1所述的一种利用复合光合细菌处理猪场沼液的方法，其特征在于猪场沼液COD为1000～3000mg/L，氨氮为900～1100mg/L，总磷为20～40mg/L，pH为7.5～9.0。
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