CN105586331A - 一种脱氮复合微生物菌剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱氮复合微生物菌剂的方法，属于微生物菌剂的制备方法。本发明首先将炭化的大豆秸秆粉碎，过筛，与钛酸丁酯混合后浸泡于硝酸锂乙醇溶液，再向其加入蔗糖脂肪酸酯混合，并进行超声振荡，过滤，收集过滤物并风干，得复合微生物菌剂载体，备用；再将牛肉膏、蛋白胨等物质搅拌均匀后，将其与大豆根瘤混合，置于发酵罐中发酵，过滤，收集过滤液；最后将复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液后，再将其浸泡于海藻酸钠水溶液中进行包覆，过滤收集过滤物，风干，即可。本发明制备的脱氮复合微生物菌剂脱氮效果好，废水中的含氮浓度从15～20mg/L降至0.15～0.18mg/L，在处理过程中不会对环境产生二次污染。

Description

一种脱氮复合微生物菌剂的方法
技术领域
本发明涉及一种脱氮复合微生物菌剂的方法，属于微生物菌剂的制备方法。
背景技术
目前，畜禽养殖业集约化、规模化的快速发展，随之而带来的环境污染问题也越发严重。其中畜禽养殖废水中氮污染问题最为突出，多数养殖场废水中的氨氮都超标，超标率为80%以上，氮超标所引起水体的富营养化以及严重的生态环境污染已经成为世界性的问题。因此，对畜禽养殖废水中氮降解的研究，就显得尤为迫切。氨氮在水体中常转化为硝酸氮和亚硝酸氮，它们仍能导致水体富营养化，并且亚硝酸态氮可以通过亚硝酸氨化作用再次转化为氨氮，同时亚硝酸氮也是一种致癌物，对动物和人类健康都存在很大的威胁；而饮水中硝酸态氮超过10mg/L时不宜饮用，它可氧化亚铁离子成三价铁离子，引起婴儿高铁血红蛋白症，因此只有彻底去除水溶解态的氮才能免除危害"因此，废水的氨氮脱除己成为环境工作者研究的热点之一。
目前，厌氧发酵-好氧-氧化塘/人工湿地组合处理工艺是我国规模化养殖废水处理的主流技术，但该工艺的关键问题在于经厌氧发酵处理后的低碳氮比养殖废水消化液，在后续好氧生物处理过程中存在有机污染物去除效果差，脱氮除磷效率低，运行成本高，占地面积大等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前利用厌氧发酵-好氧-氧化塘/人工湿地组合处理工艺处理养殖废水脱氮效率低，所需成本高，且具有占地面积大的问题，提供了一种利用炭化的大豆秸秆获得复合微生物菌剂载体，再将其与发酵混合物过滤的过滤液浸泡负载菌体，再通过海藻酸钠包覆，制备复合微生物菌剂。本发明制备的脱氮复合微生物菌剂脱氮效果好，废水中的含氮浓度从15～20mg/L降至0.15～0.18mg/L，同时使用简便，制备步骤简单。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）称取大豆秸秆，去除大豆秸秆上的侧枝，将去除侧枝后的大豆秸秆浸泡在无水乙醇中，浸泡30～50min后，将秸秆取出并晒干，将晒干后的秸秆与碳酸钠按质量比7:1进行混合，随后把混合物放入粉碎机中进行粉碎，过40目筛，再把过筛后所得的颗粒放入挤压机中挤压成块，将所得的块状物放入炭化炉中，在450～600℃下炭化4～6h；
（2）待上述炭化结束后，把炭化后的秸秆放入粉碎机中粉碎，过80目筛，将过筛后所得的炭化颗粒与炭化颗粒质量5～7％的钛酸丁酯混合均匀后浸泡于质量分数为6％的硝酸锂乙醇溶液，再向硝酸锂乙醇溶液中加入炭化颗粒质量2～5％的蔗糖脂肪酸酯混合均匀，随后将混合物移至25KHz超声振荡器中超声振荡30～35min，振荡结束后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，得复合微生物菌剂载体，备用；
（3）按重量份数计，取30～35份牛肉膏、20～25份蛋白胨、8～12份3g/L氯化钠溶液、1～3份磷酸氢二钠、1～2份磷酸二氢钠及28～35份琼脂搅拌均匀后，放在紫外灯下消毒杀菌，得发酵培养基，然后将发酵培养基与大豆根瘤按质量比50:1，进行混合，得混合物；
（4）将上述得到的混合物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的50％，设定温度为28～35℃，转速设定为150～180r/min，发酵7～10天后，向发酵罐中加入混合物质量0.5～0.7％的酵母粉，然后继续发酵5～8天，待发酵完成后，将发酵罐中的发酵混合物进行过滤，收集过滤液；
（5）将步骤（2）所得的复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液中，在30～35℃下，静置浸泡4～8h后过滤，得脱氮复合微生物菌剂基体，随后将其浸泡于质量分数为0.5％的海藻酸钠水溶液中浸泡50～60min，然后过滤收集过滤物，将所得的过滤物放入风干机中进行风干，即可得到脱氮复合微生物菌剂。
本发明的应用方法：按接种量5～7％的比例，将上述制备的脱氮复合微生物菌剂接种于禽畜废水中，同时向其加入50～70mg·L-1的麦芽糖和30～40mg·L-1的蛋白胨，搅拌混合，控制温度为30～35℃，处理时间为3～4天即可。经检测，该废水中的含氮浓度从15～20mg/L降至0.15～0.18mg/L，处理效率高，不会对环境产生二次污染。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）脱氮效果好，废水中的含氮浓度从15～20mg/L降至0.15～0.18mg/L；
（2）在处理过程中不会对环境产生二次污染；
（3）本发明制备步骤简单，所需成本低。
具体实施方式
首先称取大豆秸秆，去除大豆秸秆上的侧枝，将去除侧枝后的大豆秸秆浸泡在无水乙醇中，浸泡30～50min后，将秸秆取出并晒干，将晒干后的秸秆与碳酸钠按质量比7:1进行混合，随后把混合物放入粉碎机中进行粉碎，过40目筛，再把过筛后所得的颗粒放入挤压机中挤压成块，将所得的块状物放入炭化炉中，在450～600℃下炭化4～6h；待上述炭化结束后，把炭化后的秸秆放入粉碎机中粉碎，过80目筛，将过筛后所得的炭化颗粒与炭化颗粒质量5～7％的钛酸丁酯混合均匀后浸泡于质量分数为6％的硝酸锂乙醇溶液，再向硝酸锂乙醇溶液中加入炭化颗粒质量2～5％的蔗糖脂肪酸酯混合均匀，随后将混合物移至25KHz超声振荡器中超声振荡30～35min，振荡结束后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，得复合微生物菌剂载体，备用；再按重量份数计，取30～35份牛肉膏、20～25份蛋白胨、8～12份3g/L氯化钠溶液、1～3份磷酸氢二钠、1～2份磷酸二氢钠及28～35份琼脂搅拌均匀后，放在紫外灯下消毒杀菌，得发酵培养基，然后将发酵培养基与大豆根瘤按质量比50:1，进行混合，得混合物；将上述得到的混合物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的50％，设定温度为28～35℃，转速设定为150～180r/min，发酵7～10天后，向发酵罐中加入混合物质量0.5～0.7％的酵母粉，然后继续发酵5～8天，待发酵完成后，将发酵罐中的发酵混合物进行过滤，收集过滤液；最后将制备的复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液中，在30～35℃下，静置浸泡4～8h后过滤，得脱氮复合微生物菌剂基体，随后将其浸泡于质量分数为0.5％的海藻酸钠水溶液中浸泡50～60min，然后过滤收集过滤物，将所得的过滤物放入风干机中进行风干，即可得到脱氮复合微生物菌剂。
实例1
首先称取大豆秸秆，去除大豆秸秆上的侧枝，将去除侧枝后的大豆秸秆浸泡在无水乙醇中，浸泡50min后，将秸秆取出并晒干，将晒干后的秸秆与碳酸钠按质量比7:1进行混合，随后把混合物放入粉碎机中进行粉碎，过40目筛，再把过筛后所得的颗粒放入挤压机中挤压成块，将所得的块状物放入炭化炉中，在600℃下炭化6h；待上述炭化结束后，把炭化后的秸秆放入粉碎机中粉碎，过80目筛，将过筛后所得的炭化颗粒与炭化颗粒质量7％的钛酸丁酯混合均匀后浸泡于质量分数为6％的硝酸锂乙醇溶液，再向硝酸锂乙醇溶液中加入炭化颗粒质量5％的蔗糖脂肪酸酯混合均匀，随后将混合物移至25KHz超声振荡器中超声振荡35min，振荡结束后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，得复合微生物菌剂载体，备用；再按重量份数计，取35份牛肉膏、25份蛋白胨、10份3g/L氯化钠溶液、1份磷酸氢二钠、1份磷酸二氢钠及28份琼脂搅拌均匀后，放在紫外灯下消毒杀菌，得发酵培养基，然后将发酵培养基与大豆根瘤按质量比50:1，进行混合，得混合物；将上述得到的混合物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的50％，设定温度为35℃，转速设定为180r/min，发酵10天后，向发酵罐中加入混合物质量0.7％的酵母粉，然后继续发酵8天，待发酵完成后，将发酵罐中的发酵混合物进行过滤，收集过滤液；最后将制备的复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液中，在35℃下，静置浸泡8h后过滤，得脱氮复合微生物菌剂基体，随后将其浸泡于质量分数为0.5％的海藻酸钠水溶液中浸泡60min，然后过滤收集过滤物，将所得的过滤物放入风干机中进行风干，即可得到脱氮复合微生物菌剂。
按接种量7％的比例，将上述制备的脱氮复合微生物菌剂接种于禽畜废水中，同时向其加入70mg·L-1的麦芽糖和40mg·L-1的蛋白胨，搅拌混合，控制温度为35℃，处理时间为4天即可。经检测，该废水中的含氮浓度从20mg/L降至0.18mg/L，处理效率高，不会对环境产生二次污染。
实例2
首先称取大豆秸秆，去除大豆秸秆上的侧枝，将去除侧枝后的大豆秸秆浸泡在无水乙醇中，浸泡30min后，将秸秆取出并晒干，将晒干后的秸秆与碳酸钠按质量比7:1进行混合，随后把混合物放入粉碎机中进行粉碎，过40目筛，再把过筛后所得的颗粒放入挤压机中挤压成块，将所得的块状物放入炭化炉中，在450℃下炭化4h；待上述炭化结束后，把炭化后的秸秆放入粉碎机中粉碎，过80目筛，将过筛后所得的炭化颗粒与炭化颗粒质量5％的钛酸丁酯混合均匀后浸泡于质量分数为6％的硝酸锂乙醇溶液，再向硝酸锂乙醇溶液中加入炭化颗粒质量2％的蔗糖脂肪酸酯混合均匀，随后将混合物移至25KHz超声振荡器中超声振荡30min，振荡结束后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，得复合微生物菌剂载体，备用；再按重量份数计，取30份牛肉膏、20份蛋白胨、12份3g/L氯化钠溶液、3份磷酸氢二钠、2份磷酸二氢钠及33份琼脂搅拌均匀后，放在紫外灯下消毒杀菌，得发酵培养基，然后将发酵培养基与大豆根瘤按质量比50:1，进行混合，得混合物；将上述得到的混合物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的50％，设定温度为35℃，转速设定为180r/min，发酵10天后，向发酵罐中加入混合物质量0.7％的酵母粉，然后继续发酵8天，待发酵完成后，将发酵罐中的发酵混合物进行过滤，收集过滤液；最后将制备的复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液中，在35℃下，静置浸泡8h后过滤，得脱氮复合微生物菌剂基体，随后将其浸泡于质量分数为0.5％的海藻酸钠水溶液中浸泡60min，然后过滤收集过滤物，将所得的过滤物放入风干机中进行风干，即可得到脱氮复合微生物菌剂。
按接种量5％的比例，将上述制备的脱氮复合微生物菌剂接种于禽畜废水中，同时向其加入50mg·L-1的麦芽糖和30～40mg·L-1的蛋白胨，搅拌混合，控制温度为30℃，处理时间为3天即可。经检测，该废水中的含氮浓度从15mg/L降至0.15mg/L，处理效率高，不会对环境产生二次污染。
实例3
首先称取大豆秸秆，去除大豆秸秆上的侧枝，将去除侧枝后的大豆秸秆浸泡在无水乙醇中，浸泡40min后，将秸秆取出并晒干，将晒干后的秸秆与碳酸钠按质量比7:1进行混合，随后把混合物放入粉碎机中进行粉碎，过40目筛，再把过筛后所得的颗粒放入挤压机中挤压成块，将所得的块状物放入炭化炉中，在500℃下炭化5h；待上述炭化结束后，把炭化后的秸秆放入粉碎机中粉碎，过80目筛，将过筛后所得的炭化颗粒与炭化颗粒质量6％的钛酸丁酯混合均匀后浸泡于质量分数为6％的硝酸锂乙醇溶液，再向硝酸锂乙醇溶液中加入炭化颗粒质量3％的蔗糖脂肪酸酯混合均匀，随后将混合物移至25KHz超声振荡器中超声振荡32min，振荡结束后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，得复合微生物菌剂载体，备用；再按重量份数计，取32份牛肉膏、25份蛋白胨、8份3g/L氯化钠溶液、3份磷酸氢二钠、2份磷酸二氢钠及30份琼脂搅拌均匀后，放在紫外灯下消毒杀菌，得发酵培养基，然后将发酵培养基与大豆根瘤按质量比50:1，进行混合，得混合物；将上述得到的混合物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的50％，设定温度为30℃，转速设定为170r/min，发酵8天后，向发酵罐中加入混合物质量0.6％的酵母粉，然后继续发酵6天，待发酵完成后，将发酵罐中的发酵混合物进行过滤，收集过滤液；最后将制备的复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液中，在32℃下，静置浸泡5h后过滤，得脱氮复合微生物菌剂基体，随后将其浸泡于质量分数为0.5％的海藻酸钠水溶液中浸泡55min，然后过滤收集过滤物，将所得的过滤物放入风干机中进行风干，即可得到脱氮复合微生物菌剂。
按接种量6％的比例，将上述制备的脱氮复合微生物菌剂接种于禽畜废水中，同时向其加入60mg·L-1的麦芽糖和35mg·L-1的蛋白胨，搅拌混合，控制温度为32℃，处理时间为3天即可。经检测，该废水中的含氮浓度从17mg/L降至0.17mg/L，处理效率高，不会对环境产生二次污染。

Claims (1)

1.一种脱氮复合微生物菌剂的方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取大豆秸秆，去除大豆秸秆上的侧枝，将去除侧枝后的大豆秸秆浸泡在无水乙醇中，浸泡30～50min后，将秸秆取出并晒干，将晒干后的秸秆与碳酸钠按质量比7:1进行混合，随后把混合物放入粉碎机中进行粉碎，过40目筛，再把过筛后所得的颗粒放入挤压机中挤压成块，将所得的块状物放入炭化炉中，在450～600℃下炭化4～6h；
（2）待上述炭化结束后，把炭化后的秸秆放入粉碎机中粉碎，过80目筛，将过筛后所得的炭化颗粒与炭化颗粒质量5～7％的钛酸丁酯混合均匀后浸泡于质量分数为6％的硝酸锂乙醇溶液，再向硝酸锂乙醇溶液中加入炭化颗粒质量2～5％的蔗糖脂肪酸酯混合均匀，随后将混合物移至25KHz超声振荡器中超声振荡30～35min，振荡结束后过滤，收集过滤物放入风干机中风干，得复合微生物菌剂载体，备用；
（3）按重量份数计，取30～35份牛肉膏、20～25份蛋白胨、8～12份3g/L氯化钠溶液、1～3份磷酸氢二钠、1～2份磷酸二氢钠及28～35份琼脂搅拌均匀后，放在紫外灯下消毒杀菌，得发酵培养基，然后将发酵培养基与大豆根瘤按质量比50:1，进行混合，得混合物；
（4）将上述得到的混合物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的50％，设定温度为28～35℃，转速设定为150～180r/min，发酵7～10天后，向发酵罐中加入混合物质量0.5～0.7％的酵母粉，然后继续发酵5～8天，待发酵完成后，将发酵罐中的发酵混合物进行过滤，收集过滤液；
（5）将步骤（2）所得的复合微生物菌剂载体浸泡在过滤液中，在30～35℃下，静置浸泡4～8h后过滤，得脱氮复合微生物菌剂基体，随后将其浸泡于质量分数为0.5％的海藻酸钠水溶液中，浸泡50～60min，然后过滤收集过滤物，将所得的过滤物放入风干机中进行风干，即可得到脱氮复合微生物菌剂。
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