CN105985908A - 含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法 - Google Patents

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黎德明
江明桂
陈金得
宋耿全
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Abstract

本发明涉及一种含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，包括下列步骤：(A)将20-60重量份的抗冻剂与40-75重量份的含厌氧氨氧化菌基质混合成含厌氧氨氧化菌混合物，含厌氧氨氧化菌基质的组成包括厌氧氨氧化菌，该抗冻剂包括聚乙二醇或二甲基亚砜；(B)将含厌氧氨氧化菌混合物冷冻干燥，制得含厌氧氨氧化菌粉末。由此，本发明所制得的含厌氧氨氧化菌粉末便于运输、保存。

Description

含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法
技术领域
本发明涉及一种微生物粉末的制造方法，特别是指一种含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法。
背景技术
世界各国对于环境保护的概念日益重视，含氨氮废水的处理即为重要课题之一。近年来，以厌氧氨氧化菌为主的含氨氮废水处理程序已被开发出来，该废水处理程序具有高效率、低成本及节能等优势。然而，由于厌氧氨氧化菌具有生长缓慢且不易培养的先天特性，使得厌氧氨氧化菌的运输或保存作业难度较高。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，所制得的含厌氧氨氧化菌粉末可便于运输或保存。
为达到上述目的，本发明所提供的一种含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，包括下列步骤：(A)将20-60重量份的抗冻剂与40-75重量份的含厌氧氨氧化菌基质混合成含厌氧氨氧化菌混合物，含厌氧氨氧化菌基质的组成包括厌氧氨氧化菌，该抗冻剂包括聚乙二醇或二甲基亚砜；(B)将含厌氧氨氧化菌混合物冷冻干燥，制得含厌氧氨氧化菌粉末。
上述本发明的技术方案中，含厌氧氨氧化菌基质更包括硝化菌。
含厌氧氨氧化菌基质更包括异营性脱硝菌。
步骤(A)是先将抗冻剂与水混合成抗冻剂水溶液，再将抗冻剂水溶液与含厌氧氨氧化菌基质混合。
抗冻剂水溶液中更含有铵离子及亚硝酸根离子。
铵离子及亚硝酸根离子的摩尔浓度比概为1∶1.32。
该抗冻剂是聚乙二醇。
在步骤(A)前，更将含厌氧氨氧化菌基质滤干，滤干后的含厌氧氨氧化菌基质再与抗冻剂混合。
在步骤(A)前，更将含厌氧氨氧化菌基质滤干，且所述抗冻剂水溶液是将抗冻剂与含厌氧氨氧化菌基质滤干后所得原液混合制得，接着将滤干后的含厌氧氨氧化菌基质与抗冻剂水溶液混合。
采用上述技术方案，本发明所制得的含厌氧氨氧化菌粉末可便于运输、保存，有利于以厌氧氨氧化菌为主的含氨氮废水处理程序的推广与运用。
具体实施方式
现举以下实施例对本发明进行详细说明。
本发明的含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法包括如下所述的步骤(A)及步骤(B)：
步骤(A)将20-60重量份的抗冻剂与40-75重量份的含厌氧氨氧化菌基质混合成含厌氧氨氧化菌混合物，该抗冻剂包括聚乙二醇或二甲基亚砜，例如选自聚乙二醇、二甲基亚砜、其他合适的抗冻剂及其混合物其中之一，含厌氧氨氧化菌基质的组成至少包括厌氧氨氧化菌，并优选地进一步包含硝化菌及异营性脱硝菌至少其中一个，含厌氧氨氧化菌基质可以是由前述微生物自然共生所形成的微生物颗粒，或者，含厌氧氨氧化菌基质也可以是富含前述微生物的活性污泥，这些微生物颗粒及活性污泥可自以前述微生物为基础的生物反应槽取得，例如取自同时含有厌氧氨氧化菌、硝化菌及异营性脱硝菌的生物反应槽，该生物反应槽例如是用于去除含氨氮废液中的氨氮及COD，所取得的含厌氧氨氧化菌基质在使用前，先将含厌氧氨氧化菌基质滤干，滤干后的含厌氧氨氧化菌基质再与抗冻剂混合，含厌氧氨氧化菌基质滤干的过程另会产生含有氨氮的原液；在抗冻剂原为固态粉末的场合，例如使用聚乙二醇固态粉末为原料，抗冻剂优选地先与水混合成抗冻剂水溶液，接着再将抗冻剂水溶液与含厌氧氨氧化菌基质混合，混合所需的水可以使用前述滤干过程产生的原液，或者使用另行调配的营养液，营养液中含有铵离子及亚硝酸根离子等含厌氧氨氧化菌基质所需的营养物，铵离子及亚硝酸根离子的摩尔浓度比接近1∶1.32，使厌氧氨氧化菌能保持较高活性。
步骤(B)将含厌氧氨氧化菌混合物冷冻干燥，制得含厌氧氨氧化菌粉末。冷冻干燥时，可先将含厌氧氨氧化菌混合物置于温度低于该混合物冰点的环境中，使混合物中的水转变为冰，而后将已凝固的混合物移至高真空环境，使冰升华成水蒸气并去除，实现干燥目的。在其他可能的实施例中，所述混合物也可直接在干燥室内经迅速抽成真空而冷冻，同时将水挥发去除。
下表一表现了本发明实施例1、2及对照组1、2的数据，其中实施例1、2及对照组1分别使用聚乙二醇、二甲基亚砜及甘油作为抗冻剂，且抗冻剂与含厌氧氨氧化菌基质的重量份均为50，其中含厌氧氨氧化菌基质包含厌氧氨氧化菌、硝化菌及异营性脱硝菌，将抗冻剂与含厌氧氨氧化菌基质调制成含厌氧氨氧化菌混合物并进行冷冻干燥，对照组2则未使用抗冻剂而直接进行冷冻干燥。实施例1、2及对照组1、2在冷冻干燥并保持于冷冻环境50天后，进行产气实验，产气实验是将冻干粉末洗净后，置于盛装有氨氮及亚硝酸氮的营养液中进行，具活性的厌氧氨氧化菌可将氨氮及亚硝酸氮转化为氮气，由此求得氮气生成速率，另外，计算营养液中的厌氧氨氧化菌挥发性悬浮固体物(VSS)浓度，以下列公式求得比厌氧氨氧化活性(Specific Anammox Activity，下称SAA)：其中X为营养液中的VSS浓度，VL是营养液的体积。以未进行冷冻干燥的含厌氧氨氧化菌基质进行产气实验时的SAA为参考值，实验组1、2及对照组1、2在冷冻干燥50天后进行产气实验时的SAA与该参考值的比值代表厌氧氨氧化菌的存活率。
表一
实验结果显示，使用聚乙二醇及二甲基亚砜的实施例1、2在冷冻干燥50天后，厌氧氨氧化菌的存活率均维持在100％左右或更高，反观对照组的厌氧氨氧化菌存活率都仅约20％左右，显示聚乙二醇及二甲基亚砜为制备含厌氧氨氧化菌粉末的合适抗冻剂。
下表二则表现了本发明实施例3-5及对照组3的数据，其中实施例3-5分别使用28.5、50及60重量份的聚乙二醇作为抗冻剂，含厌氧氨氧化菌基质包含厌氧氨氧化菌、硝化菌及异营性脱硝菌，对照组3则未使用抗冻剂，在完成冷冻干燥后，以前述计算方式求得实施例3-5及对照组3的SAA值，该值与未冷冻干燥的含厌氧氨氧化菌基质的SAA值的比值为厌氧氨氧化菌的存活率。
表二
结果显示，实验组3-5的存活率均高于未添加抗冻剂的对照组3，其中以抗冻剂重量份为28.5及50的实施例3、4增幅较为明显。
另外，实施例6-9则试验了所制备的冻干粉末以常温保存一段时间后的存活率表现，测试所使用的冻干粉末是以50重量份的聚乙二醇、50重量份的含厌氧氨氧化菌基质及50重量份滤干过程产生的原液调制成的混合物经冻干处理后制得，所使用的含厌氧氨氧化菌基质包括厌氧氨氧化菌、硝化菌及异营性脱硝菌，存活率是以如前所述的计算方式求得。
表三
样品 冻干后天数 存活率(％)
实施例6 10 47.13
实施例7 15 53.81
实施例8 24 90.02
实施例9 37 83.17
结果显示，实施例8、9在冻干后24、37天时仍可保有90.02及83.17的存活率，证实冻干后的粉末可在常温环境下保存，不需要持续冷冻，因此可以降低使用者在保存及运输时的负担。
最后，必须再次说明的是，本发明在前述实施例中所揭示的构成元件仅为举例说明，并非用来限制本案的专利保护范围，其他等效元件的替代或变化，也应被本案的专利保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，包括下列步骤：
(A)将20-60重量份的抗冻剂与40-75重量份的含厌氧氨氧化菌基质混合成含厌氧氨氧化菌混合物，含厌氧氨氧化菌基质的组成包括厌氧氨氧化菌，该抗冻剂包括聚乙二醇或二甲基亚砜；
(B)将含厌氧氨氧化菌混合物冷冻干燥，制得含厌氧氨氧化菌粉末。
2.如权利要求1所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：含厌氧氨氧化菌基质更包括硝化菌。
3.如权利要求1所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：含厌氧氨氧化菌基质更包括异营性脱硝菌。
4.如权利要求2所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：含厌氧氨氧化菌基质更包括异营性脱硝菌。
5.如权利要求1至4中任一项所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：步骤(A)是先将抗冻剂与水混合成抗冻剂水溶液，再将抗冻剂水溶液与含厌氧氨氧化菌基质混合。
6.如权利要求5所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：抗冻剂水溶液中更含有铵离子及亚硝酸根离子。
7.如权利要求6所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：铵离子及亚硝酸根离子的摩尔浓度比概为1∶1.32。
8.如权利要求1至4中任一项所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：该抗冻剂是聚乙二醇。
9.如权利要求1至4中任一项所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：在步骤(A)前，更将含厌氧氨氧化菌基质滤干，滤干后的含厌氧氨氧化菌基质再与抗冻剂混合。
10.如权利要求5所述含厌氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：在步骤(A)前，更将含厌氧氨氧化菌基质滤干，且所述抗冻剂水溶液是将抗冻剂与含厌氧氨氧化菌基质滤干后所得原液混合制得，接着将滤干后的含厌氧氨氧化菌基质与抗冻剂水溶液混合。
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