CN113005116B - 一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用 - Google Patents

一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113005116B
CN113005116B CN202110124473.2A CN202110124473A CN113005116B CN 113005116 B CN113005116 B CN 113005116B CN 202110124473 A CN202110124473 A CN 202110124473A CN 113005116 B CN113005116 B CN 113005116B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pine nut
nut shells
red pine
water
modified red
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110124473.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113005116A (zh
Inventor
陈俊煌
颜良豪
陈添俊
郭元东
林婉真
吴云建
黄钦苗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Huisheng Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Fujian Huisheng Biotechnology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Huisheng Biotechnology Co ltd filed Critical Fujian Huisheng Biotechnology Co ltd
Priority to CN202110124473.2A priority Critical patent/CN113005116B/zh
Publication of CN113005116A publication Critical patent/CN113005116A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113005116B publication Critical patent/CN113005116B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C12N11/12—Cellulose or derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
    • A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/308—Biological phosphorus removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/02—Separating microorganisms from their culture media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2003/001—Biological treatment of water, waste water, or sewage using granular carriers or supports for the microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/105—Phosphorus compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/18—PO4-P
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用，涉及水产养殖水质改良领域，从富营养化水体及活性淤泥中筛选目标菌株，获得好氧聚磷菌，后进行扩种培养并配制成定容液，通过柠檬酸和红松子壳进行改性，之后放入定容液中吸附，再与聚乙二醇混合并搅拌，后滴至含CaCl2的饱和硼酸溶液，进行固化和交联，洗涤后冻干去除水分得到微生物制剂。本发明的有益效果：通过改性实现了将聚乙二醇添加至红松子壳上，有效的提高了改性红松子壳的强度，提高了对微生物的腐蚀抵抗能力，对生物无毒，具有良好的生物相容性；还实现了红松子壳的高值化应用。

Description

一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用
技术领域
本发明涉及水产养殖水质改良领域，具体而言，涉及一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用。
背景技术
我国是进出口红松子的主要生产大国，红松子仁出口居全球首位，大约是全世界交易总量的40％，红松子壳作为红松子仁加工生产过程中的废弃物占整个球果的70％左右，不能充分的对红松子进行利用，导致资源浪费，破坏环境。
近二十年来，集约化水产养殖业在国内外迅速发展，带来了巨大的经济利益，然而许多水产养殖户缺乏对水产养殖业生态问题严重性的充分认识，更缺乏解决问题的方法理论指导，为了单方面提高单位水体的养殖产量，片面追求高产，往往过分地加大放养密度，过度投饵、施肥，一方面导致水体中有机物、氮、磷猛增，水体富营养化，使水环境含氧量急剧减少，造成藻类迅速繁殖，这些藻类有恶臭、有毒，养殖生物不能食用，水体中溶解氧浓度下降，水体透明度降低，水质恶化；另一方面分解水体中过量的有机质和养殖生物的排泄物进一步消耗水体中的溶解氧，使水体环境处于缺氧状态，进一步加速藻类繁殖，导致藻类遮蔽阳光，水底生植物因光合作用受到阻碍而死去，使水体环境中致病菌与腐败菌的滋生并放出氮、磷等植物的营养物质，再供藻类利用，造成恶性循环并危害水体中的养殖生物，使得养殖水体中生物多样性下降，优质水产品种的养殖受到水质和饵料生物的限制。
按藻类对氮、磷需要的关系论，磷的需要更为重要，藻类的生长和繁殖受磷的限制尤为明显，因此降低水体中含磷量是净化养殖水体富营养化的重要手段之一。
未来的水产养殖业发展将受制于水资源、土地资源、环境保护、能源利用、水产品质以及其他重要因素，因此对养殖水体及自然水域水体进行水质原位改良和有害物质的去除，在确保水产品安全的基础上对水产养殖水资源循环利用，并实现生态环境的自然与人工双重恢复，有效地保护环境，发展循环经济，实现可持续发展。因此，近年来对水质进行原位改良和有害物质的去除受到了广泛的研究，中国专利CN110078224A采用微能耗微生物净化系统来对水体进行净化、中国专利CN208151154U采用污水循环处理系统来对水体进行净化，但均存在需较大占地空间，设备投入成本高且不能原位清除；中国专利CN109052834A将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按一定比例混合均匀来对水体进行净化，但不能对重金属进行处理；中国专利CN107583618A采用海藻酸钠/贻贝壳粉微球对水体进行净化，但存在不能清除磷污染的缺点。
发明内容
针对现有技术中存在不能充分的对红松子进行利用；需较大占地空间，设备投入成本高且不能原位清除；只能实现磷污染清除或重金属物理吸附的问题，本发明公开一种微生物制剂，由如下步骤制备而成：
步骤一，取好氧聚磷菌接种至合成培养基中，培养一段时间后，得到好氧聚磷菌液；
步骤二，通过离心倾去菌液上层清液，用生理盐水定容，得到定容液；
步骤三，称取改性红松子壳放入定容液中进行吸附，得到混合液。
步骤四，用针头直径为6-8mm的注射机将混合液滴至含CaCl2的饱和硼酸溶液中，固化成球，交联一段时间后，用生理盐水洗涤，放入冻干机中进行冻干，取出冻干颗粒，即获得所需微生物制剂。所述微生物制剂具体为好氧聚磷菌固定化颗粒。
优选地，步骤一中所述合成培养基的各组份及其浓度分别为：活性淤泥20g/L、胰蛋白酶15g/L、NaCl 5g/L和酵母提取物5g/L，且溶剂为富营养化水体。
优选地，步骤一中，在25℃、200r·min-1的条件下进行厌氧好氧连续培养2-3天，得到好氧聚磷菌液。
优选地，步骤二中离心转速为5000r·min-1，时间为20min，定容至300mL。
优选地，步骤三中称取改性红松子壳放入定容液中进行吸附，后与聚乙二醇混合，搅拌均匀，得到混合液。
优选地，所述改性红松子壳称取重量为150g，吸附时长为1h，所述聚乙二醇体积为200mL，质量分数为10％。
优选地，步骤三中所述改性红松子壳由如下步骤改性而成：
步骤3.1，准确称取150g红松子壳并粉碎至4-6mm大小，置于3L烧杯中，再加入1.8L0.5mol·L-1的柠檬酸溶液混合后，在常温下以600r·min-1的速度搅拌30-40min，然后转入不锈钢盘中，在鼓风干燥箱中50-55℃烘24-36h，把温度升至120℃反应90min；
步骤3.2，将改性红松子壳冷却至室温后，用去离子水洗涤直至洗涤液不再使0.1M的硝酸铅溶液变浑浊，用抽滤设备进行抽滤；
步骤3.3，在60℃下将改性红松子壳烘干至恒重，置于干燥器中备用。
优选地，步骤四中所述含CaCl2的饱和硼酸溶液的体积为300mL、CaCl2的质量分数为2％，交联时间为24h，冻干温度为5-10℃。
优选地，步骤一中所述好氧聚磷菌采用如下步骤方法筛选：
步骤1.1，取80mL富营养化水体及20g活性淤泥，再加入20mL促生剂混合，在25℃、200r·min-1的条件下培养3h后，静置0.5小时；
步骤1.2，取上清液10mL，接种在细菌培养基上，在25℃、200r·min-1的条件下继续培养5天；
步骤1.3，取5mL培养液转接，保持培养基和培养条件不变；
步骤1.4，待转接培养5～6次后，在含富营养化水体及活性淤泥的分离培养基中，采用划线接种的方法将不同颜色和形态的单一菌落继续进行3次转接培养，反复分离纯化，得到好氧聚磷菌单菌落；
步骤1.5，将获得的好氧聚磷菌单菌落分别接种在100mL合成培养基中进行厌氧好氧连续培养2-3天后，测定各菌株的除磷效率，选取除磷效果最佳的菌株为目标菌株。
优选地，步骤1.5中，合成培养基中各组份及其浓度分别为：活性淤泥20g/L、胰蛋白酶15g/L、NaCl 5g/L和酵母提取物5g/L，且溶剂为富营养化水体，培养温度为25℃，搅拌速率为200r·min-1。
本发明还提供了一种微生物制剂的应用，将所述微生物制剂放在可悬浮在水体中的净化单元中。
优选地，所述净化单元包括用于提供浮力的浮床、用于填充所述微生物制剂的容置装置和用于控制所述容置装置下放深度的吊绳，所述吊绳一端可伸缩式捆绑在所述浮床上，所述吊绳的另一端捆绑在所述容置装置上。
优选地，所述容置装置包括表面设有通孔的容置装置盖和设有内壁和外壁的容置装置主体，所述容置装置主体的内壁和外壁上均开设有壁孔，所述内壁和所述外壁将容置装置主体内部划分为用于填充固体促生剂的内腔和用于填充所述微生物制剂的外腔。
有益效果：
采用本发明技术方案产生的有益效果如下：
(1)通过改性实现了将聚乙二醇添加至红松子壳上，不仅有效的提高了改性红松子壳的强度，提高了对微生物的腐蚀抵抗能力，而且对生物无毒，具有良好的生物相容性；
(2)通过交联，不仅使得好氧聚磷菌能够更好的固定在固定化颗粒上，避免了流水冲散菌群，有利于好氧聚磷菌发挥菌群优势，提高净化水体的效率，而且还提高了改性红松子壳的物理吸附能力；
(3)微生物制剂亦即好氧聚磷菌固定化颗粒能够吸附水中的腐植质、营养盐和水生动物的排泄物，提高寄宿在固定化颗粒中的好氧聚磷菌群对水体、排泄物和腐植质中有机物的利用效率，提高好氧聚磷菌群的摄取磷及除磷速率，促进好氧聚磷菌群的生长和繁殖，有利于好氧聚磷菌充分发挥菌群优势，降低水体中含磷量，减少水体中排泄物和腐植质的含量，限制水体中藻类、腐败菌和致病菌的生长和繁殖，此外还可对营养盐和污泥中释放的重金属进行吸附，避免了在净化水体时产生二次污染；
(4)通过将微生物制剂放在净化单元中的容置装置外腔，容置装置内腔填充固体促生剂，使得固定化颗粒中的好氧聚磷菌能够利用内腔中的固体促生剂进行快速生长和繁殖，有利于好氧聚磷菌形成菌群优势，此外，部分扩散到容置装置外的促生剂可激活水环境中具有降解污染物能力的土著微生物，利用生物竞争淘汰的方法，提高具有降解污染物能力的土著微生物地生态位，使其迅速繁殖，优化群落结构，提高水环境中的含氧量，提高环境的自净能力，使污染物就地降解或转化成无害物质，能够适应对更恶劣复杂的水体净化，此外，净化单元占地空间小，设备投入成本低，使用方便，可实现原位处理。
(5)本发明中采用的红松子壳可以一定程度上实现废弃红松子壳的高值化应用，变废为宝，避免了浪费资源及污染环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明较佳之净化单元立体图；
图2为本发明较佳之容置装置盖仰视图；
图3为本发明较佳之容置装置主体仰视图。
图中：
1-净化单元；11-浮床；12-容置装置；121-容置装置盖；
122-容置装置主体；13-吊绳；2-壁孔；3-通孔；4-内壁；
5-外壁；6-内腔；7-外腔。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在实施例中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本实施方式从富营养化水体及活性淤泥中筛选目标菌株，获得好氧聚磷菌，对好氧聚磷菌进行扩种培养并配制成定容液，通过柠檬酸和红松子壳进行改性，获得改性红松子壳，将改性红松子壳放入定容液中进行吸附，后与聚乙二醇混合，搅拌均匀，再滴至含CaCl2的饱和硼酸溶液，进行固化和交联，用生理盐水洗涤后冻干去除水分得到所需微生物制剂。具体由如下步骤制备而成：
步骤一，取80mL富营养化水体及20g活性淤泥，再加入20mL促生剂混合，在25℃、200r·min-1的条件下培养3h后，静置0.5小时；取上清液10mL，接种在细菌培养基上，在25℃、200r·min-1的条件下继续培养5天，取5mL培养液转接，保持培养基和培养条件不变，待转接培养5～6次后，在含富营养化水体及活性淤泥的分离培养基中，采用划线接种的方法将不同颜色和形态的单一菌落继续进行3次转接培养，反复分离纯化，得到好氧聚磷菌单菌落；将获得的好氧聚磷菌单菌落分别接种在各组份及其浓度分别为：活性淤泥20g/L、胰蛋白酶15g/L、NaCl 5g/L和酵母提取物5g/L，且溶剂为富营养化水体，pH为自然pH的100mL合成培养基中，在25℃、200r·min-1的条件下进行厌氧好氧连续培养2-3天后，测定各菌株的除磷效率，选取除磷效果最佳的菌株为目标菌株，将目标菌株接种至500mL所述合成培养基中，在25℃、200r·min-1的条件下进行厌氧好氧连续培养2-3天后，得到好氧聚磷菌液；
步骤二，在转速5000r·min-1离心20min，倾去上清液，用质量分数0.9％生理盐水定容至300mL，得到定容液；
步骤三，准确称取150g红松子壳并粉碎至4-6mm大小，置于3L烧杯中，再加入1.8L0.5mol·L-1的柠檬酸溶液混合后，在常温下以600r·min-1的速度搅拌30-40min，然后转入不锈钢盘中，在鼓风干燥箱中50-55℃烘24-36h，把温度升至120℃反应90min；将改性红松子壳冷却至室温后，用去离子水洗涤直至洗涤液不再使0.1M的硝酸铅溶液变浑浊，用抽滤设备进行抽滤；在60℃下将改性红松子壳烘干至恒重，置于干燥器中备用；取出干燥器中150g的改性红松子壳放入所述定容液中，吸附1h后与200mL质量分数10％的聚乙二醇混合，搅拌均匀，得到混合液。
步骤四，用针头直径为6-8mm的注射机将所述混合液滴至体积为300mL、质量分数为2％的CaCl2的饱和硼酸溶液中，固化成球，交联24h后，用质量分数为0.9％的生理盐水洗涤，放入冻干机中，在5-10℃下冻干，取出冻干颗粒，即获得所需微生物制剂。所述微生物制剂具体为好氧聚磷菌固定化颗粒。
如图1所示，本实施方式还提供了一种微生物制剂的应用，将所述微生物制剂放在可悬浮在水体中的净化单元1中。
作为一种优选地实施方式，所述净化单元1包括用于提供浮力的浮床11、用于填充所述微生物制剂的容置装置12和用于控制所述容置装置12下放深度的吊绳13，所述吊绳13一端可伸缩式捆绑在所述浮床11上，所述吊绳13的另一端捆绑在所述容置装置12上。
如图1、图2和图3所示，作为一种优选地实施方式，所述容置装置12包括表面设有通孔3的容置装置盖121和设有内壁4和外壁5的容置装置主体122，所述容置装置主体122的内壁4和外壁5上均开设有壁孔2，所述内壁4和所述外壁5将容置装置主体122内部划分为用于填充固体促生剂的内腔6和用于填充所述微生物制剂的外腔7。
下面通过几组实施例和对比例对采用本实施方式技术方案得到的微生物制剂的有益效果进行进一步的说明。
实施例一：
本实施例为目标菌株的筛选，具体步骤如下：
取80mL富营养化水体及20g活性淤泥，再加入20mL促生剂混合，在25℃、200r·min-1的条件下培养3h后，静置0.5小时；取上清液10mL，接种在细菌培养基上，在25℃、200r·min-1的条件下继续培养5天，取5mL培养液转接，保持培养基和培养条件不变，待转接培养6次后，在含富营养化水体及活性淤泥的分离培养基中，采用划线接种的方法将不同颜色和形态的单一菌落继续进行3次转接培养，反复分离纯化，得到好氧聚磷菌单菌落，在本实施例中将筛选得到的好氧聚磷菌系统命名为X-i(其中i指代任意自然数)。
将X-i分别接种在各组份及其浓度分别为：活性淤泥20g/L、胰蛋白酶15g/L、NaCl5g/L和酵母提取物5g/L，且溶剂为富营养化水体，pH为自然pH的100mL合成培养基中，在25℃、200r·min-1的条件下进行厌氧好氧连续培养3天，测定各菌株的生物量和TP去除率，其中检测时间分别在1d、2d、3d时，生物量为OD600检测，具体数据如表1和表2所示。
实施例二：
本实施例为制备微生物制剂，即制备好氧聚磷菌固定化颗粒，具体步骤如下：
步骤一，在本实施例中使用实施例一中获得的X-9进行培养，得到好氧聚磷菌液；
步骤二，在转速5000r·min-1离心20min，倾去上清液，用质量分数0.9％生理盐水定容至300mL，得到定容液；
步骤三，准确称取150g红松子壳并粉碎至4-6mm大小，置于3L烧杯中，再加入1.8L0.5mol·L-1的柠檬酸溶液混合后，在常温下以600r·min-1的速度搅拌40min，然后转入不锈钢盘中，在鼓风干燥箱中53℃烘36h，把温度升至120℃反应90min；将改性红松子壳冷却至室温后，用去离子水洗涤直至洗涤液不再使0.1M的硝酸铅溶液变浑浊，用抽滤设备进行抽滤；在60℃下将改性红松子壳烘干至恒重，置于干燥器中备用；取出干燥器中150g的改性红松子壳放入所述定容液中，吸附1h后与200mL质量分数10％的聚乙二醇混合，搅拌均匀，得到混合液。
步骤四，用针头直径为6-8mm的注射机将所述混合液滴至体积为300mL、质量分数为2％的CaCl2的饱和硼酸溶液中，固化成球，交联24h后，用质量分数为0.9％的生理盐水洗涤，放入冻干机中，在5℃下冻干，取出冻干颗粒，即获得所需微生物制剂。所述微生物制剂具体为好氧聚磷菌固定化颗粒。
实施例三
本实施例为测试微生物制剂对重金属离子的吸附效果，具体步骤如下：
分别将50g微生物制剂投入浓度相同的重金属离子溶液中，分别在5min、15min、30min、60min、100min、180min、330min、400min进行吸附效果检测，同理对50g改性红松子壳进行检测，其中在本次实施例中的重金属离子以重金属铅离子为代表，具体数据如表3所示。
实施例四：
本实施例为测试微生物制剂对富营养化水体的净化效果，具体步骤如下：
取富营养化水体并检测水质后均分成两份，其水质特征：TN 7.83mg/L、TP0.98mg/L、COD 237.8mg/L、Chla 235.6mg/L。将改性红松子壳放入相同条件下培养的X-9菌液进行吸附后，捞出改性红松子壳并洗涤，结束后投入任意一份水体中；取等质量的微生物制剂在同一时间下投入另一份水体中，分别在15d、30d进行水质检测，具体数据如表4和表5所示。
实施例五：
本实施例为鲟鱼池应用试验，具体步骤如下：
分别将1kg的微生物制剂装入挂袋和本发明的净化单元中，筛选两个水质相同、其它条件相近的50m2鲟鱼池，任意将挂袋和净化单元放入不同的鲟鱼池中，每隔五天对鲟鱼池的池水进行水质检测，具体数据如表6和表7所示。
表1各菌种不同时间的TP去除率
表2各菌种不同时间的生物量
由表1和表2可知，在本次测试菌种中，X-9在OD600和TP去除率两方面均具有最佳的表现，而在表2中X-9在2d时检测的OD600大幅下降是由于TP的急剧减少导致X-9无法在不利的生活条件下释放能量，供X-9在不利环境中维持其生存所需，故选取X-9作为目标菌株。
表3重金属离子吸附效果的对比表
由表3可知，在相同条件下，微生物制剂对重金属离子的吸附效果明显优于改性红松子壳，而且随着时间的推移微生物制剂与改性红松子壳间吸附效果的差异越明显；说明通过交联提高了改性红松子壳的物理吸附能力，更有利于具有物理吸附作用的改性红松子壳发挥物理吸附作用。
表4微生物制剂对富营养化水体的净化效果
时间/d TN/(mg/L) TP/(mg/L) COD/(mg/L) Chla/(mg/L)
初始 7.83 0.98 237.8 235.6
15 2.74 0.32 100.2 91.9
30 0.90 0.02 19.6 11.2
表5改性红松子壳吸附X-9对富营养化水体的净化效果
时间/d TN/(mg/L) TP/(mg/L) COD/(mg/L) Chla/(mg/L)
初始 7.83 0.98 237.8 235.6
15 3.52 0.48 133.2 120.1
30 1.6 0.21 54.7 44.8
注：在30d将表5中改性红松子壳捞出时，部分改性红松子壳腐烂崩解，而表4中的微生物制剂则没有明显变化。
由表4和表5可知，相同条件下微生物制剂对富营养化水体的净化效果明显优于改性红松子壳吸附X-9，而且30d时部分改性红松子壳腐烂崩解，微生物制剂则没有明显变化。由此说明，将聚乙二醇添加至红松子壳上，不仅有效的提高了改性红松子壳的强度，提高了对微生物的腐蚀抵抗能力，对生物无毒，具有良好的生物相容性；通过交联使得好氧聚磷菌能够更好的固定在固定化颗粒上，避免了菌群被冲散，有利于好氧聚磷菌发挥菌群优势，提高净化水体的效率。
表6鲟鱼池挂袋试验结果
注：由于25d检测到的水质较差，故对鲟鱼池池水进行额外净化处理，在鲟鱼池挂袋试验中不进行30d的水质检测。
表7鲟鱼池净化单元试验结果
时间/d TN/(mg/L) TP/(mg/L) COD/(mg/L)
初始 0.63 0.18 20.0
5 0.33 0.04 13.7
10 0.34 0.03 11.3
15 0.33 0.02 11.1
20 0.35 0.02 11.2
25 0.82 0.11 16.2
30 1.17 0.21 26.8
由表6和表7可知，采用本发明的净化单元对鲟鱼池池水进行净化的效果明显优于采用挂袋的形式，本发明的净化单元不仅可以随水流在鲟鱼池内进行移动，而且可通过吊绳改变容置装置深度，高效便捷的对鲟鱼池不同空间位置进行净化，故使用本发明的净化单元对鲟鱼池池水进行处理，只需在池中投放净化单元并每隔25天进行一次微生物制剂的更换和固体促生剂的填充即可确保对池水的水质进行持续净化，高效便捷地保证了鲟鱼池池水的水质，且使用时操作简单，占据空间小，投入成本低，可实现原位处理。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种微生物制剂，其特征在于，由如下步骤制备而成：
步骤一，取好氧聚磷菌接种至合成培养基中，培养一段时间后，得到好氧聚磷菌液；
步骤二，在转速5000r·min-1 离心20min，倾去所述好氧聚磷菌液的上层清液，用质量分数0.9%生理盐水定容300mL，得到定容液；
步骤三，称取改性红松子壳放入所述定容液中进行吸附，后与聚乙二醇混合，搅拌均匀，得到混合液；
步骤四，用针头直径为6-8mm的注射机将所述混合液滴至含CaCl2的饱和硼酸溶液中，固化成球，交联一段时间后，用生理盐水洗涤，放入冻干机中进行冻干，取出冻干颗粒，即获得微生物制剂；
步骤一中，所述好氧聚磷菌采用如下步骤方法筛选：取80mL富营养化水体及20g活性淤泥，再加入20mL促生剂混合，在25℃、200 r·min-1的条件下培养3h后，静置0.5小时；取上清液10mL，接种在细菌培养基上，在25℃、200 r·min-1的条件下继续培养5天；取5 mL培养液转接，保持培养基和培养条件不变；待转接培养5-6次后，在含富营养化水体及活性淤泥的分离培养基中，采用划线接种的方法将不同颜色和形态的单一菌落继续进行3次转接培养，反复分离纯化，得到好氧聚磷菌单菌落；将获得的好氧聚磷菌单菌落分别接种在100mL合成培养基中进行厌氧好氧连续培养2-3天后，测定各菌株的OD600和除磷效率，选取OD600和除磷效率最高的菌株为目标菌株；合成培养基中各组份及其浓度分别为：活性淤泥20g/L、胰蛋白酶15g/L、NaCl 5g/L和酵母提取物5g/L，且溶剂为富营养化水体，培养温度为25℃，搅拌速率为200 r·min-1；
步骤三中，准确称取150 g红松子壳并粉碎至4-6mm大小，置于3L烧杯中，再加入1.8L0.5 mol·L-1的柠檬酸溶液混合后，在常温下以600 r·min-1的速度搅拌40 min，然后转入不锈钢盘中，在鼓风干燥箱中53℃烘36h，把温度升至120℃反应90 min，得到改性红松子壳；将所述改性红松子壳冷却至室温后，用去离子水洗涤直至洗涤液不再使0.1 M的硝酸铅溶液变浑浊，用抽滤设备进行抽滤；在60℃下将改性红松子壳烘干至恒重，置于干燥器中备用；取出干燥器中150 g的改性红松子壳放入所述定容液中，吸附1h后与200mL 质量分数10%的聚乙二醇混合，搅拌均匀，得到混合液；
步骤四中，用针头直径为6-8mm的注射机将所述混合液滴至体积为300mL、质量分数为2%的CaCl2的饱和硼酸溶液中，固化成球，交联24h后，用质量分数为0.9%的生理盐水洗涤，放入冻干机中，在5℃下冻干，取出冻干颗粒，即获得所述微生物制剂。
2.权利要求1所述的微生物制剂在水体净化中的应用，其特征在于，将所述微生物制剂放在可悬浮在水体中的净化单元中，并将所述净化单元投入水体中进行水体净化。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述净化单元包括用于提供浮力的浮床、用于填充所述微生物制剂的容置装置和用于控制所述容置装置下放深度的吊绳，所述吊绳一端可伸缩式捆绑在所述浮床上，所述吊绳的另一端捆绑在所述容置装置上。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述容置装置包括表面设有通孔的容置装置盖和设有内壁和外壁的容置装置主体，所述容置装置主体的内壁和外壁上均开设有壁孔，所述内壁和所述外壁将容置装置主体内部划分为用于填充固体促生剂的内腔和用于填充所述微生物制剂的外腔。
CN202110124473.2A 2021-01-29 2021-01-29 一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用 Active CN113005116B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110124473.2A CN113005116B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110124473.2A CN113005116B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113005116A CN113005116A (zh) 2021-06-22
CN113005116B true CN113005116B (zh) 2023-10-24

Family

ID=76385131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110124473.2A Active CN113005116B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113005116B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150104946A (ko) * 2014-03-07 2015-09-16 이상섭 수질 또는 토양복원용 호기성 미생물을 증식한 다공성 광물질
CN106277355A (zh) * 2016-08-28 2017-01-04 铜仁市万山区盛和矿业有限责任公司 一种废水处理剂
CN106744950A (zh) * 2017-03-13 2017-05-31 东北农业大学 松子壳基活性炭及其制备方法和应用
CN106732442A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 郑州莉迪亚医药科技有限公司 一种含核桃壳的蓝藻处理剂及其制备方法及应用
CN109126734A (zh) * 2018-10-11 2019-01-04 成都其其小数科技有限公司 一种用于重金属废水处理的高效低成本吸附剂及制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667781C1 (ru) * 2017-06-26 2018-09-24 Алексей Михайлович Леончиков Биологически активная добавка из кедровой скорлупы и способ ее получения

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150104946A (ko) * 2014-03-07 2015-09-16 이상섭 수질 또는 토양복원용 호기성 미생물을 증식한 다공성 광물질
CN106277355A (zh) * 2016-08-28 2017-01-04 铜仁市万山区盛和矿业有限责任公司 一种废水处理剂
CN106732442A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 郑州莉迪亚医药科技有限公司 一种含核桃壳的蓝藻处理剂及其制备方法及应用
CN106744950A (zh) * 2017-03-13 2017-05-31 东北农业大学 松子壳基活性炭及其制备方法和应用
CN109126734A (zh) * 2018-10-11 2019-01-04 成都其其小数科技有限公司 一种用于重金属废水处理的高效低成本吸附剂及制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
改性板栗壳、松子壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能;白鹭等;粮食与油脂;第31卷(第09期);第68-72页 *
高得率果壳活性炭的研制;李海潮等;林业科技;第26卷(第5期);第42-44页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113005116A (zh) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109534513B (zh) 生物炭强化的菌藻固定化制剂原位净化水产养殖废水方法
CN108467118B (zh) 一种固定化藻菌去除养殖废水氮磷的方法
CN102965365B (zh) 一种用于水质净化的微生物纳米球的制备方法
CN110697907B (zh) 一种固定化复合菌群材料及其制备方法
CN105582890B (zh) 一种复合纳米生物质炭材料的制备方法及其应用
CN109609406A (zh) 一种用于黑臭水体治理的缓释型微生物菌剂及其制备方法
CN109956563B (zh) 一种高效好氧反硝化聚磷菌固定化小球的制备方法及其应用
CN104651342B (zh) 一种耐盐耐冷氨氧化细菌固定化方法和应用
CN108793433B (zh) 一种高浊度水质应急处理技术
CN111254137A (zh) 一种固定化炭藻材料及其制备方法、用途
CN109439571A (zh) 一种氨氮去除菌剂
CN109455828B (zh) 一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法
CN115304169B (zh) 一种菌藻共生体系及其处理生活污水的方法和装置
Soumya et al. Removal of phosphate and nitrate from aqueous solution using seagrass Cymodocea rotundata beads
CN104961289A (zh) 一种畜禽养殖废水的微纳米曝气高效生物处理技术体系
CN108675464A (zh) 一种去除电镀废水处理出水中微量重金属及痕量f-53b的方法
CN108328737B (zh) 一种基于人工湿地强化处理养殖废水的微生态基质、其制备方法及其应用
CN112174325A (zh) 固定化生物反应器、固定化方法及处理黑臭水的方法
CN111944799B (zh) 一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒的制备方法和应用
CN107162168A (zh) 一种基于微生物强化的生物曝气滤池
CN113005116B (zh) 一种微生物制剂及其在水体净化方面的应用
CN109133361A (zh) 一种用于黑臭河治理的生物缓释球及制备方法及应用
Shan et al. Ammonia and nitrite nitrogen removal in shrimp culture by Vibrio alginolyticus VZ5 immobilized in SA beads
CN110964713A (zh) 用于黑臭水体去除氨氮的固定化微生物颗粒的制备方法
CN115353987B (zh) 用于处理养猪废水的枯草芽孢杆菌菌株sc株及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant