CN109370961B - 一种好氧反硝化菌剂及其制备方法 - Google Patents

一种好氧反硝化菌剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水治理领域，具体公开了一种好氧反硝化菌剂，包括肺炎克雷伯菌菌液、植生拉乌尔菌菌液、弯曲芽孢杆菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯式菌菌液、鲍氏不动杆菌菌液和斯式假单胞菌菌液。一种好氧反硝化菌剂的制备方法，包括如下步骤：步骤a：菌种活化；步骤b：扩大培养；步骤c：配制菌剂，将步骤b中的菌液混合配制成混合菌液，将混合菌液接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养24h～48h，当微生物总菌数大于109CFU/ml时，收集菌剂并分装于无菌容器中保存。本技术方案解决了现有技术中污水处理过程中存在的成本高及管理难度大的问题。

Description

一种好氧反硝化菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水治理领域，具体涉及一种好氧反硝化菌剂及其制备方法。
背景技术
近年来，我国工业得到了飞速的发展，与此同时，工业废水的排放和污染问题日益凸显。工业废水中通常包括有机无机固形物、硫化物、氨氮化合物、重金属、表面活性剂等多种污染和有毒物质。其中，氨氮化合物能够分解成为氮氧化物，氮氧化物是一种严重危害人体健康和破坏生态平衡的大气污染物，其治理问题越来越受到重视。目前治理氨氮化合物的主要措施主要是化学脱氮和生物脱氮，而化学脱氮由于会引入新的污染源，目前已经逐渐被淘汰。
现有技术中生物脱氮的硝化和反硝化过程通常利用反硝化菌种进行，而反硝化菌种大多为厌氧菌，因而目前生物脱氮过程需要单独设置缺氧处理单元用于反硝化反应，而缺氧处理单元内易产生污泥，为避免污泥堵塞需要加快污泥的沉降，因而需要在缺氧处理单元内控制一定的碱度，增加了污水处理成本及管理难度。
发明内容
本发明意在提供一种好氧反硝化菌剂及其制备方法，以解决现有技术中污水处理过程中存在的成本高及管理难度大的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种好氧反硝化菌剂，包括菌剂和培养基，所述菌剂，所述菌剂由肺炎克雷伯菌菌液、植生拉乌尔菌菌液、弯曲芽孢杆菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯式菌菌液、鲍氏不动杆菌菌液和斯式假单胞菌菌液组成。
此外，本技术方案还提供一种好氧反硝化菌剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤a：菌种活化，将肺炎克雷伯菌、植生拉乌尔菌、弯曲芽孢杆菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯式菌、鲍氏不动杆菌、斯式假单胞菌的菌种分别活化成原种；
步骤b：扩大培养，将步骤a中活化的原种分别接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养，通过发酵罐分批发酵，当微生物总菌数大于109CFU/ml时，收集菌液；
步骤c：配制菌剂，将步骤b中的肺炎克雷伯菌、植生拉乌尔菌、弯曲芽孢杆菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯式菌、鲍氏不动杆菌、斯式假单胞菌的菌液按照权利要求2或权利要求3所述的菌液体积比配制成混合菌液，将混合菌液接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养24h～48h，当微生物总菌数大于109CFU/ml时，收集菌剂并分装于无菌容器中保存。
本技术方案的原理及有益效果在于：本技术方案通过在污泥中筛选出能够在污泥内生长的好氧反硝化菌种，通过多个菌种的复合使用，使得多个菌种协同发挥作用，在有氧的状态下利用硝态氮，将其转化形成亚硝态氮，进而转化成为气态氮，达到降解氨氮的效果，本技术方案中通过筛选选择出了克雷伯氏菌和肺炎克雷伯菌，不仅将选择致病菌进行污染治理，而且通过复配使用还大大提高了氨氮降解效率。本技术方案中由于进行反硝化反应的菌种为好氧菌，无需额外增设厌氧池，进而也无需考虑厌氧池内污泥沉降的碱度控制问题，不仅减少了经济成本，而且也降低了污染治理过程中的管理难度，一举多得。
进一步，各菌液占菌剂的体积比为肺炎克雷伯菌菌液10％～16％、植生拉乌尔菌菌液10％～16％、弯曲芽孢杆菌菌液10％～16％、鞘氨醇杆菌菌液10％～16％、克雷伯式菌菌液10％～16％、鲍氏不动杆菌菌液10％～16％、斯式假单胞菌菌液10％～16％。
将菌液按照此混合比进行配置，使得混合菌液的氨氮降解效率高。
进一步，各菌液占菌剂的体积比为肺炎克雷伯菌菌液12.5％、植生拉乌尔菌菌液12.5％、弯曲芽孢杆菌菌液12.5％、鞘氨醇杆菌菌液12.5％、克雷伯式菌菌液12.5％、鲍氏不动杆菌菌液12.5％、斯式假单胞菌菌液12.5％。
将菌液按照此混合比进行配置，使得混合菌液的氨氮降解效率高。
进一步，每1000mL所述好氧反硝化培养基中包括葡萄糖3.6g、硫酸铵1.0g、磷酸二氢钾0.2g、碳酸钙2.0g、七水硫酸镁0.2g、硫酸锰0.02g、微量元素溶液1mL。
本技术方案中对反硝化培养基的配方进行改进，通过调整葡萄糖和硫酸铵的添加量，达到调整培养基碳氮比的目的，进而提高菌种的反硝化速率。
进一步，微量元素溶液中含有氯化锌80mg、七水硫酸亚铁100mg、硼酸20mg、五水硫酸铜20mg。
微量元素的添加能够使培养基营养全面，为菌种提供生长所需微量元素，提高菌种的活力。
进一步，好氧反硝化培养基pH为6.5～8.2，使用前经121℃灭菌30min。
pH7.5为菌种的最适pH，能够加快菌种的生长，好氧反硝化培养基在使用前经过灭菌可防止培养基内的杂菌污染问题。
进一步，一种好氧反硝化菌剂在污水治理上的应用。
进一步，一种好氧反硝化菌剂在污水治理上的应用，向好氧池中投加好氧反硝化菌剂，好氧反硝化菌剂的单次投加量为好氧池体积的0.01％～1％。
本技术方案好氧反硝化菌剂能够直接投加在好氧池中，对池内污水进行氨氮的降解，无需额外增设厌氧池，降低了污水处理的成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
一种好氧反硝化菌剂，包括菌剂和培养基，菌剂由肺炎克雷伯菌菌液、植生拉乌尔菌菌液、弯曲芽孢杆菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯式菌菌液、鲍氏不动杆菌菌液和斯式假单胞菌菌液组成。
实施例1-16为本发明的实施例，表1中为每100mL菌剂中各个菌液的添加量，用培养基调节总量，单位：mL。
表1
Figure BDA0001921157130000031
Figure BDA0001921157130000041
以实施例16为例，来说明本技术方案好氧反硝化菌剂的具体制备步骤：
步骤a：菌种活化，将肺炎克雷伯菌、植生拉乌尔菌、弯曲芽孢杆菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯式菌、鲍氏不动杆菌、斯式假单胞菌的菌种分别活化成原种；
步骤b：扩大培养，将步骤a中活化的原种分别接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养，通过发酵罐分批发酵，当微生物总菌数为1010CFU/ml时，收集菌液，每1000mL所述好氧反硝化培养基中包括葡萄糖3.6g、硫酸铵1.0g、磷酸二氢钾0.2g、碳酸钙2.0g、七水硫酸镁0.2g、硫酸锰0.02g、微量元素溶液(内含氯化锌80mg、七水硫酸亚铁100mg、硼酸20mg、五水硫酸铜20mg)1mL，好氧反硝化培养基的pH为7.5，使用前经121℃灭菌30min；
步骤c：配制菌剂，取步骤b中的肺炎克雷伯菌菌液12.5mL、植生拉乌尔菌菌液12.5mL、弯曲芽孢杆菌菌液12.5mL、鞘氨醇杆菌菌液12.5mL、克雷伯式菌菌液12.5mL、鲍氏不动杆菌菌液12.5mL、斯式假单胞菌菌液12.5mL。配制成混合菌液，将混合菌液接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养24h～48h，当微生物总菌数为1010CFU/ml时，收集菌剂并分装于无菌容器中保存制得好氧反硝化菌剂。
反硝化试验：
在实验室制备模拟好氧池，向实验室模拟好氧池中投加实施例1～16的好氧反硝化菌剂，单次投加量为好氧池体积的0.1％；采用反硝化剂(厂家：群林生物，粉剂)为对比例，对比例的反硝化剂的添加量也为好氧池体积的0.1％，每24h分别检测各个好氧池中硝态氮含量、NO2含量及总氮降解率，每个处理组进行三次平行试验，结果以平均值表示，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0001921157130000042
Figure BDA0001921157130000051
由上表可知，本技术方案中的好氧反硝化菌剂对好氧池内氨氮的降解效果较好，其中投加了肺炎克雷伯菌及克雷伯氏菌菌液的菌剂对总氮的降解效果尤为明显，肺炎克雷伯菌及克雷伯氏菌菌液的单菌降解率均超过60％，7种微生物菌剂按照等体积比复配使用制备的菌剂对好氧池中氨氮的降解效果最好，降解率达到了80％，降解后的总氮含量为43.22mg/L，城市污水进水总氮浓度35～60mg/L，按照降解率80％，其出水总氮浓度7～12mg/L，即达到了GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准<15mg/L，本技术方案中的复合菌剂与对比例1相比有明显优势，且不存在化学药剂残留及引入外来污染物的问题。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种好氧反硝化菌剂，其特征在于：包括菌剂和培养基，所述菌剂包括如下体积比的菌液，肺炎克雷伯菌菌液10%~16%、植生拉乌尔菌菌液10%~16%、弯曲芽孢杆菌菌液10%~16%、鞘氨醇杆菌菌液10%~16%、克雷伯式菌菌液10%~16%、鲍氏不动杆菌菌液10%~16%、斯式假单胞菌菌液10%~16 %。
2.根据权利要求1所述的一种好氧反硝化菌剂，其特征在于：各菌液占菌剂的体积比为肺炎克雷伯菌菌液12.5%、植生拉乌尔菌菌液12.5%、弯曲芽孢杆菌菌液12.5%、鞘氨醇杆菌菌液12.5%、克雷伯式菌菌液12.5%、鲍氏不动杆菌菌液12.5%、斯式假单胞菌菌液12.5 %。
3.根据权利要求1或2所述的一种好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a：菌种活化，将肺炎克雷伯菌、植生拉乌尔菌、弯曲芽孢杆菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯式菌、鲍氏不动杆菌、斯式假单胞菌的菌种分别活化成原种；
步骤b：扩大培养，将步骤a中活化的原种分别接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养，通过发酵罐分批发酵，当微生物总菌数大于109CFU/ml时，收集菌液；
步骤c：配制菌剂，将步骤b中的肺炎克雷伯菌、植生拉乌尔菌、弯曲芽孢杆菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯式菌、鲍氏不动杆菌、斯式假单胞菌的菌液按照权利要求1或权利要求2所述的菌液体积比配制成混合菌液，将混合菌液接种至好氧反硝化培养基中恒温震荡培养24h～48h，当微生物总菌数大于109CFU/ml时，收集菌剂并分装于无菌容器中保存。
4.根据权利要求3所述的一种好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于：每1000mL所述好氧反硝化培养基中包括葡萄糖3.6g、硫酸铵1.0g、磷酸二氢钾0.2g、碳酸钙2.0g、七水硫酸镁0.2g、硫酸锰0.02g、微量元素溶液1mL。
5.根据权利要求4所述的一种好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述微量元素溶液中含有氯化锌80mg、七水硫酸亚铁100mg、硼酸20mg、五水硫酸铜20mg。
6.根据权利要求5所述的一种好氧反硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述好氧反硝化培养基pH为6.5~8.2，使用前经121℃灭菌30min。
7.根据权利要求1所述的一种好氧反硝化菌剂在污水治理上的应用。
8.根据权利要求7所述的一种好氧反硝化菌剂在污水治理上的应用，其特征在于：向好氧池中投加如权利要求2或权利要求3所述的好氧反硝化菌剂，好氧反硝化菌剂的单次投加量为好氧池体积的0.01%~1%。
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