CN110551657A - 一种固体复合硝化菌剂的制备方法 - Google Patents

一种固体复合硝化菌剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环保微生物技术领域，具体涉及一种固体复合硝化菌剂的制备方法，包括以下步骤；步骤A富集培养：将生活污泥添加至营养液进行培养，将培养液进行离心得到硝化液沉淀，将硝化液沉淀分离并添加相同体积的营养液培养，重复上述步骤制得一级种子液；步骤B种子液培养：将一级种子液、营养液和微载体加入反应器进行发酵培养，制得硝化菌液；步骤C浓缩制粒：将步骤B得到的硝化菌液离心浓缩，加入保护剂和辅料混合、造粒、干燥制得固体复合硝化菌剂颗粒。本发明制备出的固体复合硝化菌剂去除氨氮能力强，固定化后菌种活性高，实际应用效果好。

Description

一种固体复合硝化菌剂的制备方法
技术领域
本发明涉及环保微生物技术领域，具体涉及一种固体复合硝化菌剂的制备方法。
背景技术
现有技术中，随着近年国家对污水排放管控加强，对于水质氨氮去除的需求越来越强。但是由于硝化菌属于自养细菌，生长缓慢，所以在传统活性污泥法中硝化菌浓度低，导致在污水处置过程难以使氨氮高效降解。所以需要通过外加硝化菌以快速提高生化系统中硝化菌的浓度来提高氨氮的去除能力，硝化菌作为产品由此受到越来越多的关注。
CN101709278A使用了活性污泥和硝化菌富集营养液进行亚硝化菌富集，并利用絮凝沉淀更换培养过程的营养液来提高菌体浓度，但是培养后只是以液体形式进行应用。
CN102952765A介绍了一种耐盐亚硝化菌的富集方法，最终所得菌液是以液体形式进行应用。
CN103103143A公开了利用间歇式活性污泥法将硝化菌体培养至稳定期后收集菌体添加营养液，使混合液含水率在40-80％之间，之后按混合液体积的2-5％添加二甲基亚砜作为保藏剂，并使存活率达到90％以上。此专利保藏方法仍是液体形式保存，且需要低温环境。
CN109205795A将培养得到湿的硝化菌、反硝化菌混合后加入液体培养基、酶和稳定剂制成液体复合菌剂。
CN109321482A培养一种异养复合微生物菌剂，并制成固体菌剂。此工艺针对异养微生物进行固体制剂制作，对自养细菌的适用性并未涉及。而且此专利需要对培养液进行高温消毒且培养过程需要无菌操作。
以上技术中液体硝化菌保存运输相对困难，多数快递和物流公司甚至对液体产品拒收，而且使用现有的固定化菌种技术效果不佳，固定化后菌种活性低，实际应用效果不佳，所以亟需一种解决上述问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种固体复合硝化菌剂的制备方法，利用生活污泥进行富集并保证富集后的菌液具有较强的硝化活力，将富集后的菌液加入微载体进行发酵培养并保证发酵后的菌液具有较强的硝化活力，将硝化菌液进行离心浓缩，加入保护剂和辅料进行混合、造粒、干燥制得高浓度、高硝化活力的固体复合硝化菌剂颗粒。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种固体复合硝化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤A富集培养：将生活污泥添加至营养液进行培养，当营养液中氨氮浓度下降至5-20mg/L时，将培养液进行离心得到硝化液沉淀，将硝化液沉淀分离并添加相同体积的营养液培养，重复上述步骤直至硝化活力值在10-50mg(NH4-N)/(L*h)，制得一级种子液；
步骤B种子液培养：将一级种子液、营养液和微载体加入反应器进行发酵培养，直至硝化活力值在20mg(NH4-N)/(L*h)以上，制得硝化菌液；
步骤C浓缩制粒：将步骤B得到的硝化菌液离心浓缩，加入保护剂和辅料混合、造粒、干燥制得固体复合硝化菌剂颗粒。
传统的富集方式是使用营养液进行培养，絮凝沉淀再添加新的营养液继续进行培养，以达到富集提高菌种浓度。本发明人研究发现，硝化菌在繁殖生长的过程中偏好附着在微载体上，而且附着在微载体上的硝化菌的硝化活力值比在培养液中的硝化菌的硝化活力值高，传统的富集方法通过投加絮凝剂虽然可以起到分离菌体，便于更换培养液的效果，但是不能为硝化菌生长提供固着环境，大大降低硝化菌的硝化活力值，从而使制备出的固体复合硝化菌剂颗粒硝化活力低，氨氮的去除能力差，应用效果不佳。因此，本发明人在进行发酵培养时投加微载体，为复合硝化菌提供适宜的生长附着环境，大大提高硝化活力，延长复合硝化菌的有效活力时间，从而使制得固体复合硝化菌剂颗粒硝化活力值高，去氨氮能力高，实际对污水处理应用时效果好。本发明人进一步测试得出硝化菌在培养过程中硝化活力95％以上集中在微载体上，而培养液的消化活力只占菌液活力的5％以下。
其中，所述生活污泥为采用氧化沟工艺的生活污水厂二沉池排出污泥或者采用CAST工艺的生活污水厂池内的活性污泥。上述生活污泥具有丰富的菌种，进行富集时能够有效地筛选出硝化活力值高的菌种，同时能够保持硝化菌种的多样性。
其中，所述营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵0.5-5％，硫酸铵0.5-5％，亚硝酸钠0.5-2％，碳酸氢钠0.5-5％，磷酸氢二钾0.1-1％，硫酸镁0.01-0.1％，硫酸铜0.001-0.05％，硫酸亚铁0.01-0.1％，碳酸钙0.5-10％，余量为水。此营养液全部采用无机盐作为配方，在富集过程中只有进行化能自养的硝化菌能够繁殖，其他的异养型杂菌无法生存，因此可以起到定向富集硝化菌的作用。
其中，所述步骤A富集培养采用培养温度为20-35℃，搅拌转速为100-160rpm的恒温摇床内振荡培养。采用适宜的培养温度，使硝化菌能够快速进行繁殖，同时进行搅拌，使恒温摇床内的硝化菌能够均匀与营养液接触，有效地提高硝化菌的繁殖速度。
其中，所述步骤B种子液培养依次包括扩大培养和发酵培养，所述步骤B扩大培养为：将一级种子液和营养液加入第一反应器，控制反应温度为20-35℃，搅拌转速100-400rpm，通气比(VVM)0.5-1.5，反应压力为0.05-0.3MPa，直至测得第一反应器内液体的硝化活力值为10-50mg(NH4-N)/(L*h)，即得二级种子液。步骤B种子液培养能够快速增加一级种子液的菌种浓度，获得高浓度高活性的复合硝化菌。经过富集培养后的菌液浓度得到提高，使一级种子液中的菌种浓度在5*108个/mL以上，高浓度的菌种培养需要控制一定的条件，使高浓度的菌种能够进一步繁殖生长，从而进一步提高菌种浓度。若反应温度过高、过低，通气比过高、过低，反应压力过高、过低均影响菌种繁殖，导致菌种无法进一步繁殖，无法提高菌种浓度。
其中，所述发酵培养为将二级种子液和营养液加入第二反应器，并加入以第二级反应器中营养液质量计算、质量分数为0.2％-1.25％的微载体进行发酵培养，控制温度为20-35℃，搅拌转速为50-200rpm，通气比(VVM)为0.5-1.5，反应压力为0.05-0.3MPa，直至测得第二反应器内液体的硝化活力值在20mg(NH4-N)/(L*h)以上，即得硝化菌液。进行发酵培养时，将微载体加入二级种子液中进行发酵培养，微载体的加入为菌种提供适宜的附着地方，使菌种快速地生长繁殖，同时，提高菌种的硝化活力，使发酵培养后的菌液具有高浓度和高硝化活力，从而使制备出的固体复合硝化菌剂颗粒具有高活性的硝化活力，氨氮去除能力高，实际对污水处理应用时效果好。
其中，所述微载体为100-600目的沸石粉、珍珠岩粉、双飞粉、硅藻土或蛭石粉中的一种或两种以上混合物。沸石表面粗糙和具有的多孔结构，使其具有较强的携载能力，不但能使物料均匀地吸附在表面，而且能吸附到孔穴和通道内，提高了物料的可利用性也大大改善混合的均匀性。沸石粉是天然的沸石岩磨细而成，硝化菌种附着于沸石粉时，能够有效地提高硝化菌种的硝化活力，增加去除污水中氨氮能力，净化水质，缓解转水现象。珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，其具有珍珠裂隙结构，具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小，且无毒、无味、防火、吸音等特点。双飞粉也叫“钙镁粉”，主要成分是钙与镁的碳盐。硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成，其化学成分以SiO2为主，具有特殊多孔的构造。蛭石是一种水合物，呈块状、片状和粒状，是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物。其富含氮、磷、钾、铝、铁、镁、硅酸盐等成分。蛭石有较高的层电荷数，故具有较高的阳离子交换容量和较强的阳离子交换吸附能力。硝化菌种附着于微载体中，形成一个固定的生长繁殖环境，提高生长繁殖速度，从而提高了硝化菌种的硝化活力。
其中，所述保护剂为蔗糖、葡萄糖、海藻糖、鼠李糖、甘露糖、麦芽糖、明胶、BHA、吐温80中两种以上混合物。
其中，所述辅料为草木灰、高岭土粉、黏土粉、碳酸钙粉、硅藻土粉、硬脂酸镁的一种或两种以上混合物。
其中，所述步骤C浓缩制粒中的干燥步骤为：将所得的湿颗粒在35-80℃下干燥0.5-12h，使制得水份质量百分比含量为1-10％的固体复合硝化菌剂颗粒。经测试经过干燥后固体复合菌剂颗粒的硝化活力得到有效提高，硝化活力提高50％。本发明还包括真空保存，所述真空保存具体为将干燥后的固体复合菌剂颗粒放入袋中，抽真空密封保存。
本发明的有益效果：本发明的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，利用生活污泥进行富集并保证富集后的菌液具有较强的硝化活力，将富集后的菌液加入微载体进行发酵培养并保证发酵后的菌液具有较高硝化活力，将硝化菌液进行离心浓缩，加入保护剂和辅料进行混合、造粒、干燥制得高浓度、高硝化活力的固体复合硝化菌剂颗粒。经过本发明的方法制备出的固体复合硝化菌剂能够增加菌体浓度，获得5-15倍浓缩的硝化菌液，菌体浓度为1*108-5*108个/mL，硝化菌的菌体浓度采用TTC(2，3，5－三苯基氯化四氮唑)对硝化菌液进行染色后取样用血球计数板进行计数；硝化菌液活力值为20mg(NH4-N)/(L*h)以上，制成固体后硝化菌剂保存和运输更加便利，使用抽真空保存，可以防止固体菌剂受潮和氧化，保存时间更久；使用本发明的方法培养，无需对原料进行高温消毒和无菌操作，对能源消耗少，更适合工业化生产，生产效率高。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
结合以下实施例及附图对本发明作进一步描述。
实施例1
1.步骤A硝化菌种富集
配制硝化菌营养液，分装到5个500mL三角瓶中，每瓶装液量为100mL，之后每瓶接种10mL活性物污泥，在28℃，160rpm恒温摇床内振荡培养富集硝化菌种。培养过程检测氨氮浓度，当氨氮浓度下降到10mg/L之后，将三角瓶内的培养液倒出至两个250mL的离心瓶中进行离心，收集沉淀于一个500mL三角瓶内，再加入500mL硝化菌营养液，充分混匀后再分装至空的500mL三角瓶内，每瓶100mL。按照此方法连续富集20天后可得到硝化菌液活力达40.1mg(NH4-N)/(L*h)。实际操作时，可将富集后硝化菌液加甘油后于-20℃下进行低温保存备用。
2.步骤B扩大培养：
配制3L硝化菌营养液，按每瓶1L分装至3个3L的摇瓶中。取出冷藏硝化菌菌种解冻后离心收集菌体，菌体使用生理盐水混匀清洗2次后，接入3L三角瓶内，每瓶接种量为2支50mL离心管保存菌体。将3L三角瓶于32℃，160rpm恒温摇床内振荡培养。培养过程检测营养液中氨氮浓度，当氨氮浓度下降至10mg/L以下后，补加20mL质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液。连续5d后检测硝化菌液消化活力可达到16.3mg(NH4-N)/(L*h)。
3.进一步进行步骤B扩大培养：
配制60L硝化菌营养液于100L发酵罐内，之后将3L硝化菌种子液全部接入100L发酵罐内，控制培养温度28℃，搅拌转速200rpm，通气比(VVM)为0.7。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养5d后检测硝化活力可达13.5mg(NH4-N)/(L*h)。
4.步骤B发酵培养，硝化菌液培养：
配制600L硝化菌营养液于1000L发酵罐内，投加18kg 200目珍珠岩。之后将100L发酵罐培养所得的60L二级种子液全部接种至1000L发酵罐内。控制培养温度28℃，搅拌转速100rpm，通气比(VVM)为0.7。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养10d后获得硝化菌液，硝化菌液活力可达36.5mg(NH4-N)/(L*h)。
5.步骤C浓缩制粒，硝化菌液浓缩级：
培养结束后将硝化菌液于蝶式离心机内进行离心浓缩，收集浓缩后菌液66L。往菌体浓缩液投加保护剂。保护剂按浓缩菌液体积投加质量体积比为1％的甘露糖和质量体积比为1％麦芽糖。将加入保护剂的浓缩菌液充分混匀后与辅料一同放入混合造粒机进行造粒。辅料为按浓缩菌液体积投加质量体积比为2％的草木灰。将所制取颗粒于40℃热风下干燥4h，所得颗粒含水量5.1％，干燥后硝化活力为干燥前的65％。
6.固体颗粒包装及保存
将干燥后颗粒按0.5kg/袋分装于包装袋后抽真空于常温保存。
其中，硝化活力的测试方法为：取100mL硝化菌液进行离心，之后将沉淀与100mL复合硝化菌液混合后放入500mL三角瓶中，之后于20-35℃，转速180rpm的恒温摇床中进行培养，于培养后1h、2h、3h、4h、5h取样检测氨氮浓度，将上述5个时间点的氨氮浓度作为纵坐标，时间作为横坐标进行拟合直线，所得直线的斜率的绝对值即为硝化活力值。
其中，硝化菌营养液营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵1‰，硫酸铵1‰，碳酸氢钠5‰，磷酸氢二钾0.3‰，硫酸镁0.01‰，硫酸铜0.001‰，碳酸钙3‰，硫酸亚铁0.01‰，余量为水。
实施例2
1.硝化菌种富集
配制硝化菌营养液，分装到5个500mL三角瓶中，每瓶装液量为100mL，之后每瓶接种10mL活性物污泥，在24℃，140rpm恒温摇床内振荡培养富集硝化菌种。培养过程检测氨氮浓度，当氨氮浓度下降到5mg/L之后，将三角瓶内的培养液倒出至两个250mL的离心瓶中进行离心，收集沉淀于一个500mL三角瓶内，再加入500mL硝化菌营养液，充分混匀后再分装至空的500mL三角瓶内，每瓶100mL。按照此方法连续富集25天后可得到硝化菌液活力达22.3mg(NH4-N)/(L*h)。将富集后硝化菌液加甘油后于-20℃下进行低温保存备用。
2.步骤B扩大培养：
配制3L硝化菌营养液，按每瓶1L分装至3个3L的摇瓶中。取出冷藏硝化菌菌种解冻后离心收集菌体，菌体使用生理盐水混匀清洗2次后，接入3L三角瓶内，每瓶接种量为2支50mL离心管保存菌体。将3L三角瓶于35℃，220rpm恒温摇床内振荡培养。培养过程检测营养液中氨氮浓度，当氨氮浓度下降至15mg/L以下后，补加20mL质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.6％纯碱混合液。连续6d后检测硝化菌液消化活力可达到11.7mg(NH4-N)/(L*h)。
3.进一步进行步骤B扩大培养：
配制70L硝化菌营养液于100L发酵罐内，之后将3L硝化菌种子液全部接入100L发酵罐内，控制培养温度32℃，搅拌转速200rpm，通气比(VVM)为1。培养过程控制pH在8.0，pH下降后使用质量浓度为4.4％(NH4)4SO4和7.5％纯碱混合液进行调节。连续培养5d后检测硝化活力可达43.3mg(NH4-N)/(L*h)。
4.步骤B发酵培养，硝化菌液培养：
配制700L硝化菌营养液于1000L发酵罐内，投加18kg 200目珍珠岩。之后将100L发酵罐培养所得的70L二级种子液全部接种至1000L发酵罐内。控制培养温度32℃，搅拌转速100rpm，通气比(VVM)为1。培养过程控制pH在8.0，pH下降后使用质量浓度为4.4％(NH4)4SO4和7.5％纯碱混合液进行调节。连续培养10d后获得硝化菌液。硝化菌液活力可达25.6mg(NH4-N)/(L*h)
5.步骤C浓缩制粒，硝化菌液浓缩级：
培养结束后将硝化菌液于蝶式离心机内进行离心浓缩，收集浓缩后菌液77L。往菌体浓缩液投加保护剂。保护剂按浓缩菌液体积分别投加质量体积比为2％的蔗糖和0.5％BHA和1％吐温80。将加入保护剂的浓缩菌液充分混匀后与辅料一同放入混合造粒机进行造粒。辅料为按浓缩菌液体积投加质量体积比为200％的高岭土粉。将所制取颗粒于55℃热风下干燥2h，所得颗粒含水量5.4％，干燥后硝化活力为干燥前的70％。
6.固体颗粒包装及保存
将干燥后颗粒按0.5kg/袋分装于包装袋后抽真空于常温保存。
其中，硝化菌营养液营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵2.5‰，硫酸铵0.5‰，碳酸氢钠5.5‰，磷酸氢二钾0.5‰，硫酸镁0.05‰，硫酸铜0.001‰，碳酸钙5‰，硫酸亚铁0.015‰，余量为水。
实施例3
1.步骤A硝化菌种富集
配制硝化菌营养液，分装到5个500mL三角瓶中，每瓶装液量为100mL，之后每瓶接种10mL活性物污泥，在20℃，100rpm恒温摇床内振荡培养富集硝化菌种。培养过程检测氨氮浓度，当氨氮浓度下降到10mg/L之后，将三角瓶内的培养液倒出至两个250mL的离心瓶中进行离心，收集沉淀于一个500mL三角瓶内，再加入500mL硝化菌营养液，充分混匀后再分装至空的500mL三角瓶内，每瓶100mL。按照此方法连续富集20天后可得到硝化菌液活力达20.7mg(NH4-N)/(L*h)。实际操作时，可将富集后硝化菌液加甘油后于-20℃下进行低温保存备用。
2.步骤B扩大培养：
配制3L硝化菌营养液，按每瓶1L分装至3个3L的摇瓶中。取出冷藏硝化菌菌种解冻后离心收集菌体，菌体使用生理盐水混匀清洗2次后，接入3L三角瓶内，每瓶接种量为2支50mL离心管保存菌体。将3L三角瓶于20℃，100rpm恒温摇床内振荡培养。培养过程检测营养液中氨氮浓度，当氨氮浓度下降至10mg/L以下后，补加20mL质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液。连续5d后检测硝化菌液消化活力可达到10.1mg(NH4-N)/(L*h)。
3.进一步进行步骤B扩大培养：
配制60L硝化菌营养液于100L发酵罐内，之后将3L硝化菌种子液全部接入100L发酵罐内，控制培养温度20℃，搅拌转速100rpm，通气比(VVM)为0.5。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养5d后检测硝化活力可达12.8mg(NH4-N)/(L*h)。
4.步骤B发酵培养，硝化菌液培养：
配制600L硝化菌营养液于1000L发酵罐内，投加18kg 100目珍珠岩。之后将100L发酵罐培养所得的60L二级种子液全部接种至1000L发酵罐内。控制培养温度20℃，搅拌转速100rpm，通气比(VVM)为0.5。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养10d后获得硝化菌液，硝化菌液活力可达20.5mg(NH4-N)/(L*h)。
5.步骤C浓缩制粒，硝化菌液浓缩级：
培养结束后将硝化菌液于蝶式离心机内进行离心浓缩，收集浓缩后菌液66L。往菌体浓缩液投加保护剂。保护剂按浓缩菌液体积投加质量体积比为1％的葡萄糖和质量体积比为1％吐温80。将加入保护剂的浓缩菌液充分混匀后与辅料一同放入混合造粒机进行造粒。辅料为按浓缩菌液体积投加质量体积比为200％的高岭土粉。将所制取颗粒于35℃热风下干燥12h，所得颗粒含水量10％，干燥后硝化活力为干燥前的65％。
6.固体颗粒包装及保存
将干燥后颗粒按0.5kg/袋分装于包装袋后抽真空于常温保存。
其中，硝化菌营养液营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵0.5％，硫酸铵0.5％，亚硝酸钠0.5％，碳酸氢钠0.5％，磷酸氢二钾0.1％，硫酸镁0.01％，硫酸铜0.001％，硫酸亚铁0.01％，碳酸钙0.5％，余量为水。
实施例4
1.步骤A硝化菌种富集
配制硝化菌营养液，分装到5个500mL三角瓶中，每瓶装液量为100mL，之后每瓶接种10mL活性物污泥，在35℃，160rpm恒温摇床内振荡培养富集硝化菌种。培养过程检测氨氮浓度，当氨氮浓度下降到20mg/L之后，将三角瓶内的培养液倒出至两个250mL的离心瓶中进行离心，收集沉淀于一个500mL三角瓶内，再加入500mL硝化菌营养液，充分混匀后再分装至空的500mL三角瓶内，每瓶100mL。按照此方法连续富集20天后可得到硝化菌液活力达23mg(NH4-N)/(L*h)。将富集后硝化菌液加甘油后于-20℃下进行低温保存备用。
2.步骤B扩大培养：
配制3L硝化菌营养液，按每瓶1L分装至3个3L的摇瓶中。取出冷藏硝化菌菌种解冻后离心收集菌体，菌体使用生理盐水混匀清洗2次后，接入3L三角瓶内，每瓶接种量为2支50mL离心管保存菌体。将3L三角瓶于35℃，160rpm恒温摇床内振荡培养。培养过程检测营养液中氨氮浓度，当氨氮浓度下降至10mg/L以下后，补加20mL质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液。连续5d后检测硝化菌液消化活力可达到10.5mg(NH4-N)/(L*h)。
3.进一步进行步骤B扩大培养：
配制60L硝化菌营养液于100L发酵罐内，之后将3L硝化菌种子液全部接入100L发酵罐内，控制培养温度35℃，搅拌转速160rpm，通气比(VVM)为1.5。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养5d后检测硝化活力可达13.5mg(NH4-N)/(L*h)。
4.步骤B发酵培养，硝化菌液培养：
配制600L硝化菌营养液于1000L发酵罐内，投加18kg 200目沸石粉。之后将100L发酵罐培养所得的60L二级种子液全部接种至1000L发酵罐内。控制培养温度35℃，搅拌转速200rpm，通气比(VVM)为1.5。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养10d后获得硝化菌液，硝化菌液活力可达21.2mg(NH4-N)/(L*h)。
5.步骤C浓缩制粒，硝化菌液浓缩级：
培养结束后将硝化菌液于蝶式离心机内进行离心浓缩，收集浓缩后菌液66L。往菌体浓缩液投加保护剂。保护剂按浓缩菌液体积投加质量体积比为2％的甘露糖和质量体积比为1％BHA。将加入保护剂的浓缩菌液充分混匀后与辅料一同放入混合造粒机进行造粒。辅料为按浓缩菌液体积投加质量体积比为150％的碳酸钙粉和50％的黏土粉。将所制取颗粒于80℃热风下干燥0.5h，所得颗粒含水量1％，干燥后硝化活力为干燥前的60％。
6.固体颗粒包装及保存
将干燥后颗粒按0.5kg/袋分装于包装袋后抽真空于常温保存。
其中，硝化菌营养液营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵3％，硫酸铵3％，亚硝酸钠1.5％，碳酸氢钠3％，磷酸氢二钾0.8％，硫酸镁0.08％，硫酸铜0.02％，硫酸亚铁0.08％，碳酸钙8％，余量为水。
实施例5
1.步骤A硝化菌种富集
配制硝化菌营养液，分装到5个500mL三角瓶中，每瓶装液量为100mL，之后每瓶接种10mL活性物污泥，在30℃，160rpm恒温摇床内振荡培养富集硝化菌种。培养过程检测氨氮浓度，当氨氮浓度下降到15mg/L之后，将三角瓶内的培养液倒出至两个250mL的离心瓶中进行离心，收集沉淀于一个500mL三角瓶内，再加入500mL硝化菌营养液，充分混匀后再分装至空的500mL三角瓶内，每瓶100mL。按照此方法连续富集20天后可得到硝化菌液活力达50mg(NH4-N)/(L*h)。实际操作时，可将富集后硝化菌液加甘油后于-20℃下进行低温保存备用。
2.步骤B扩大培养：
配制3L硝化菌营养液，按每瓶1L分装至3个3L的摇瓶中。取出冷藏硝化菌菌种解冻后离心收集菌体，菌体使用生理盐水混匀清洗2次后，接入3L三角瓶内，每瓶接种量为2支50mL离心管保存菌体。将3L三角瓶于30℃，140rpm恒温摇床内振荡培养。培养过程检测营养液中氨氮浓度，当氨氮浓度下降至10mg/L以下后，补加20mL质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液。连续5d后检测硝化菌液消化活力可达到15.4mg(NH4-N)/(L*h)。
3.进一步进行步骤B扩大培养：
配制60L硝化菌营养液于100L发酵罐内，之后将3L硝化菌种子液全部接入100L发酵罐内，控制培养温度30℃，搅拌转速200rpm，通气比(VVM)为1.2。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养5d后检测硝化活力可达49.8mg(NH4-N)/(L*h)。
4.步骤B发酵培养，硝化菌液培养：
配制600L硝化菌营养液于1000L发酵罐内，投加12kg400目硅沸石粉和2kg500目蛭石粉。之后将100L发酵罐培养所得的60L二级种子液全部接种至1000L发酵罐内。控制培养温度30℃，搅拌转速180rpm，通气比(VVM)为1.1。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养10d后获得硝化菌液，硝化菌液活力可达25mg(NH4-N)/(L*h)。
5.步骤C浓缩制粒，硝化菌液浓缩级：
培养结束后将硝化菌液于蝶式离心机内进行离心浓缩，收集浓缩后菌液66L。往菌体浓缩液投加保护剂。保护剂按浓缩菌液体积投加质量体积比为1％的鼠李糖和质量体积比为1％明胶。将加入保护剂的浓缩菌液充分混匀后与辅料一同放入混合造粒机进行造粒。辅料为按浓缩菌液体积投加质量体积比为50％的硬脂酸镁和150％的硅藻土粉。将所制取颗粒于80℃热风下干燥0.5h，所得颗粒含水量1％，干燥后硝化活力为干燥前的60％。
6.固体颗粒包装及保存
将干燥后颗粒按0.5kg/袋分装于包装袋后抽真空于常温保存。
其中，硝化菌营养液营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵1％，硫酸铵1％，亚硝酸钠0.5％，碳酸氢钠1％，磷酸氢二钾0.4％，硫酸镁0.04％，硫酸铜0.01％，硫酸亚铁0.02％，碳酸钙4％，余量为水。
实施例6
1.步骤A硝化菌种富集
配制硝化菌营养液，分装到5个500mL三角瓶中，每瓶装液量为100mL，之后每瓶接种10mL活性物污泥，在28℃，120rpm恒温摇床内振荡培养富集硝化菌种。培养过程检测氨氮浓度，当氨氮浓度下降到12mg/L之后，将三角瓶内的培养液倒出至两个250mL的离心瓶中进行离心，收集沉淀于一个500mL三角瓶内，再加入500mL硝化菌营养液，充分混匀后再分装至空的500mL三角瓶内，每瓶100mL。按照此方法连续富集20天后可得到硝化菌液活力达33.1mg(NH4-N)/(L*h)。将富集后硝化菌液加甘油后于-20℃下进行低温保存备用。
2.步骤B扩大培养：
配制3L硝化菌营养液，按每瓶1L分装至3个3L的摇瓶中。取出冷藏硝化菌菌种解冻后离心收集菌体，菌体使用生理盐水混匀清洗2次后，接入3L三角瓶内，每瓶接种量为2支50mL离心管保存菌体。将3L三角瓶于28℃，120rpm恒温摇床内振荡培养。培养过程检测营养液中氨氮浓度，当氨氮浓度下降至10mg/L以下后，补加20mL质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液。连续5d后检测硝化菌液消化活力可达到12.6mg(NH4-N)/(L*h)。
3.进一步进行步骤B扩大培养：
配制60L硝化菌营养液于100L发酵罐内，之后将3L硝化菌种子液全部接入100L发酵罐内，控制培养温度28℃，搅拌转速180rpm，通气比(VVM)为1.1。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养5d后检测硝化活力可达45.1mg(NH4-N)/(L*h)。
4.步骤B发酵培养，硝化菌液培养：
配制600L硝化菌营养液于1000L发酵罐内，投加10kg400目硅藻土和3kg双飞粉。之后将100L发酵罐培养所得的60L二级种子液全部接种至1000L发酵罐内。控制培养温度30℃，搅拌转速180rpm，通气比(VVM)为1.3。培养过程控制pH在7.5，pH下降后使用质量浓度为3.3％(NH4)4SO4和5.3％纯碱混合液进行调节。连续培养10d后获得硝化菌液，硝化菌液活力可达24mg(NH4-N)/(L*h)。
5.步骤C浓缩制粒，硝化菌液浓缩级：
培养结束后将硝化菌液于蝶式离心机内进行离心浓缩，收集浓缩后菌液66L。往菌体浓缩液投加保护剂。保护剂按浓缩菌液体积投加质量体积比为2％的海藻糖和质量体积比为1％麦芽糖。将加入保护剂的浓缩菌液充分混匀后与辅料一同放入混合造粒机进行造粒。辅料为按浓缩菌液体积投加质量体积比为50％的黏土粉和150％草木灰。将所制取颗粒于60℃热风下干燥1.5h，所得颗粒含水量6％，干燥后硝化活力为干燥前的55％。
6.固体颗粒包装及保存
将干燥后颗粒按0.5kg/袋分装于包装袋后抽真空于常温保存。
其中，硝化菌营养液营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵1.5％，硫酸铵2％，亚硝酸钠1.5％，碳酸氢钠4％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.07％，硫酸铜0.03％，硫酸亚铁0.04％，碳酸钙0.5％，余量为水。
测试实验
测试实验一：按照前述工艺，使用颗粒度直径为3mm左右的微载体进行硝化菌培养，培养后取100mL硝化菌液，将使用2层纱布过滤得到具有硝化菌的微载体，将微载体放入100mL复合硝化菌营养液作为测试组1；上述100mL硝化菌液过滤离心后将沉淀放入100mL复合硝化菌营养液混合作为测试组2，同时检测两个测试组1h和5h后培养液中氨氮的浓度，通过每个实验组氨氮浓度的下降值除以时间差4h获得平均每小时对氨氮的去除速度，结果如表1。可发现硝化活力的复合硝化主要集中在微载体上，占总活力的97％，而菌液中的消化活力仅占总活力的3％，说明使用微载体进行培养，能够显著提高硝化菌种的硝化活力。
表1
测试实验二：将上述测试组1和测试组2在适宜环境的条件培养7天，测试硝化活力值，结果如表2。添加微载体的测试组1活力可达25.22mg(NH4-N)/(L*h)，不使用微载体培养的测试组2活力最高只有7mg(NH4-N)/(L*h)，说明使用微载体进行培养，大大提高了硝化菌的硝化活力有效时间，实际应用时，能够增加在污水中的去除氨氮能力，增加污水净化效果。
表2
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A富集培养：将生活污泥添加至营养液进行培养，当营养液中氨氮浓度下降至5-20mg/L时，将培养液进行离心得到硝化液沉淀，将硝化液沉淀分离并添加相同体积的营养液培养，重复上述步骤直至硝化活力值在10-50mg(NH4-N)/(L*h)，制得一级种子液；
步骤B种子液培养：将一级种子液、营养液和微载体加入反应器进行发酵培养，直至硝化活力值在20mg(NH4-N)/(L*h)以上，制得硝化菌液；
步骤C浓缩制粒：将步骤B得到的硝化菌液离心浓缩，加入保护剂和辅料混合、造粒、干燥制得固体复合硝化菌剂颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述生活污泥为采用氧化沟工艺的生活污水厂二沉池排出污泥或者采用CAST工艺的生活污水厂池内的活性污泥。
3.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述营养液包括下列质量百分比的原料：氯化铵0.5-5％，硫酸铵0.5-5％，亚硝酸钠0.5-2％，碳酸氢钠0.5-5％，磷酸氢二钾0.1-1％，硫酸镁0.01-0.1％，硫酸铜0.001-0.05％，硫酸亚铁0.01-0.1％，碳酸钙0.5-10％，余量为水。
4.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述步骤A富集培养采用培养温度为20-35℃，搅拌转速为100-160rpm的恒温摇床内振荡培养。
5.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述步骤B种子液培养依次包括扩大培养和发酵培养，所述扩大培养为：将一级种子液和营养液加入第一反应器，控制反应温度为20-35℃，搅拌转速100-400rpm，通气比(VVM)0.5-1.5，反应压力为0.05-0.3MPa，直至测得第一反应器内液体的硝化活力值为10-50mg(NH4-N)/(L*h)，即得二级种子液。
6.根据权利要求5所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述发酵培养为将二级种子液和营养液加入第二反应器，并加入以第二级反应器中营养液质量计算、质量分数为0.2％-1.25％的微载体进行发酵培养，控制温度为20-35℃，搅拌转速为50-200rpm，通气比(VVM)为0.5-1.5，反应压力为0.05-0.3MPa，直至测得第二反应器内液体的硝化活力值在20mg(NH4-N)/(L*h)以上，即得硝化菌液。
7.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述微载体为100-600目的沸石粉、珍珠岩粉、双飞粉、硅藻土或蛭石粉中的一种或两种以上混合物。
8.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述保护剂为蔗糖、葡萄糖、海藻糖、鼠李糖、甘露糖、麦芽糖、明胶、BHA、吐温80中两种以上混合物。
9.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述辅料为草木灰、高岭土粉、黏土粉、碳酸钙粉、硅藻土粉、硬脂酸镁的一种或两种以上混合物。
10.根据权利要求1所述的一种固体复合硝化菌剂的制备方法，其特征在于：所述步骤C浓缩制粒中的干燥步骤为：将所得的湿颗粒在35-80℃下干燥0.5-12h，使制得水份质量百分比含量为1-10％的固体复合硝化菌剂颗粒。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111534507A (zh) * 2020-06-17 2020-08-14 武汉工程大学 一种粘土矿物原矿固定化微生物菌剂及制备方法和应用
CN112029688A (zh) * 2020-09-24 2020-12-04 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种用于工业废水的硝化菌剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583706A (zh) * 2012-01-16 2012-07-18 宜态科环保技术(苏州)有限公司 一种高盐、低碳工业废水持续生物增效去除氨氮的处理方法
CN109095623A (zh) * 2018-10-10 2018-12-28 中南民族大学 一种提高好氧硝化菌及亚硝化菌培养密度的微载体及其制备方法
CN109321482A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 广东中微环保生物科技有限公司 一种环保用复合微生物菌剂固体颗粒产品及其制备方法
CN109486740A (zh) * 2018-12-13 2019-03-19 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种半干态硝化菌剂的制备方法及应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583706A (zh) * 2012-01-16 2012-07-18 宜态科环保技术(苏州)有限公司 一种高盐、低碳工业废水持续生物增效去除氨氮的处理方法
CN109321482A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 广东中微环保生物科技有限公司 一种环保用复合微生物菌剂固体颗粒产品及其制备方法
CN109095623A (zh) * 2018-10-10 2018-12-28 中南民族大学 一种提高好氧硝化菌及亚硝化菌培养密度的微载体及其制备方法
CN109486740A (zh) * 2018-12-13 2019-03-19 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种半干态硝化菌剂的制备方法及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁绍兰等: "生物沸石脱氨氮技术研究展望", 《矿产保护与利用》 *
乔楠等: "改性硅藻土负载异养硝化-好氧反硝化菌对生活污水的处理研究", 《硅酸盐通报》 *
宋超鹏等: "脱氮微生物固定化材料的研究进展", 《常州大学学报（自然科学版）》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111534507A (zh) * 2020-06-17 2020-08-14 武汉工程大学 一种粘土矿物原矿固定化微生物菌剂及制备方法和应用
CN112029688A (zh) * 2020-09-24 2020-12-04 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种用于工业废水的硝化菌剂及其制备方法

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