CN116463265A - 一种混合菌种的筛选方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合菌种的筛选方法及其应用，属于废水处理技术领域；包括：步骤一：从特殊环境中进行采样；步骤二：处理样品获得混合菌种重悬液；步骤三：在不同盐浓度下培养驯化混合菌种；步骤四：将驯化后所得的混合菌种分为轻度耐盐、中度耐盐和高度耐盐三种类型；步骤五：将三种类型的混合菌种在不同盐浓度培养基中培养驯化后进行高通量测序，确定其微生物组成并制成含20％甘油的冻存管保存于‑80摄氏度中；本发明选用混合菌种，通过生物发酵的工艺将废水中可生化性差的物质转化为其它具有更高可生化性的单细胞蛋白和寡糖等，降低常规污泥系统的负荷。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合菌种的筛选方法及其应用，属于废水处理技术领域。
背景技术
在制药化工等行业中，氯化钠、硫酸钠等作为常用原料，在使用过程中因工艺线路、反应不完全、其它溶剂的大量使用等原因，导致硫酸钠废水呈现高盐、高毒、高浓的特点，其盐含量可达60～250g/L，COD含量可达50000～10000mg/L。如果不经处理直接排放到自然环境中，会导致水体和土壤受污染，破坏土壤结构，导致土壤板结，水体富营养化、对环境造成污染。一方面由于废水中的COD浓度较高，含有大量生物毒性大、难以降解的有机物，难以直接进行生物降解，另外一方面高盐废水会影响生化系统的细菌生存，无法直接通过生物法进行彻底处理。
对于废水中含盐浓度高，COD浓度较高，且常含生物抑制物、生物难降解物和生物不可降解物等原因，需要对其进行预处理，降低生物毒性，提高可生化性后，再进入常规的活性污泥系统。目前，常见的废水预处理手段有许多，例如铁碳微电解、芬顿氧化、蒸发脱盐等物化手段，合适的物化法虽然立竿见影，但是通常设备投资高、耗能高，而且无法直接达到排放标准。因此针对高盐制药化工废水，有必要开发出新的、更为高效低成本的预处理方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种混合菌种的筛选方法及其应用。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明第一方面，提供一种混合菌种，所述混合菌种的微生物组成包括轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物和重度耐盐微生物三种；所述轻度耐盐微生物包括Halomonas属、Bacillus属、Halophile属、Desulfovibrio属、Halococcus属；所述中度耐盐微生物包括Aquisalimonas属、Halomonas属、Bacillus属、Halophile属、Halorubrum属；所述重度耐盐微生物包括Halomonas属、Natrialba属、Aliifodinibius属、Halorubrum属、Haloterrigena属、Aquisalimonas属。
本发明第二方面，提供一种混合菌种的筛选方法，所述方法如下：
步骤S1：从海洋、盐湖和盐场采集土壤、水样、菌苔样品；
步骤S2：将采集的样品分别进行处理，分别得到三份重悬液并三份重悬液进行混合得到混合菌种重悬液；
步骤S3：配置不同浓度的钠盐培养基，加入微生物生长所需的碳源和生长因子；
步骤S4：在不同浓度的钠盐培养基中加入步骤S2中混合后的重悬液并培养，每24h测定OD600nm，当OD600nm达到最大时，制成含20％甘油的冻存管保存于-80摄氏度中；
步骤S5：将上述所得的微生物分为轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物、高度耐盐微生物，并配置成相应浓度的钠盐培养基，将对应类型的微生物加入，并进行培养驯化，当OD600nm达到最大时，提取微生物DNA进行高通量测序，确定其微生物组成并制成含20％甘油的冻存管保存于-80摄氏度中。
优选的，步骤S2所述的将采集的样品分别进行处理，具体步骤如下：
土壤样品：取50g土壤置于锥形瓶中，加入土壤体积两倍的生理盐水，在培养箱中150r/min放置15min，悬浮土壤中的微生物，悬浮后过滤土壤，将液体在3000r/min，离心10min，取沉淀并用适量生理盐水重悬备用；
水样：取1L水样，过滤后在3000r/min，离心20min，取沉淀并用适量生理盐水重悬备用；
菌苔样品：使用适量的生理盐水重悬备用。
优选的，步骤S3所述的配置不用浓度的钠盐培养基，分别为0.5％、1％、2.5％、5％、10％、15％、20％、25％的钠盐培养基。
优选的，步骤S3所述的钠盐包括氯化钠、硫酸钠，按质量比，氯化钠：硫酸钠＝2:1。
优选的，步骤S3所述的微生物生长所需的碳源为葡萄糖、淀粉、土豆浸膏。
优选的，步骤S3所述的生长因子为维生素、微量元素和生物素。
优选的，步骤S5所述的将上述所得的微生物分为轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物、高度耐盐微生物，并配置成相应浓度的钠盐培养基，具体为：
所述轻度耐盐微生物为在浓度为0.5-5％下培养驯化的混合菌种；所述中度耐盐微生物为在浓度为5-15％下培养驯化的混合菌种；所述高度耐盐微生物为在浓度为25-25％下培养驯化的混合菌种；并分别配置成5％、15％、25％的钠盐培养基。
本发明第三方面，提供一种利用混合菌种的筛选方法得到的混合菌种在高盐废水中的应用。
优选的，所述方法如下：测定高盐废水中的盐浓度，并加入相应浓度的混合菌种，添加的初始混合菌种不低于25％，之后进行发酵处理。优选的，废水中可生化有机碳占总有机碳的比例大于50％，B/C>0.3，COD在10000～30000mg/L，盐的浓度为0.05％-25％。维持发酵体系中的C:N:P的摩尔比为190-210：4-6：1
本发明具有以下有益效果：(1)本发明选用混合菌种，通过生物发酵的工艺将废水中可生化性差的物质转化为其它具有更高可生化性的单细胞蛋白和寡糖等，降低常规污泥系统的负荷。
(2)针对高浓高盐的废水，本发明从不同特殊环境中筛选出专一性强、效果好的三种混合菌种，利用不同耐盐范围的混合菌种通过生物发酵的工艺将废水中可生化性差的物质转化为其它具有更高可生化性的单细胞蛋白和寡糖等，生化性可提高2-5倍，并去除废水中60％-90％的COD和氨氮，提高后续常规污泥系统的处理效率。
附图说明
图1为实施例1中废水处理前后COD近一周变化情况；
图2为实施例1中废水处理前后氨氮近一周变化情况。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
一种混合菌种，所述混合菌种的微生物组成包括轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物和重度耐盐微生物三种；所述轻度耐盐微生物包括Halomonas属、Bacillus属、Halophile属、Desulfovibrio属、Halococcus属；所述中度耐盐微生物包括Aquisalimonas属、Halomonas属、Bacillus属、Halophile属、Halorubrum属；所述重度耐盐微生物包括Halomonas属、Natrialba属、Aliifodinibius属、Halorubrum属、Haloterrigena属、Aquisalimonas属。
一种混合菌种的筛选方法，所述方法如下：
步骤S1：从海洋、盐湖和盐场采集土壤、水样、菌苔样品；
步骤S2：将采集的样品分别进行处理，分别得到三份重悬液并三份重悬液进行混合得到混合菌种重悬液；
具体步骤如下：
土壤样品：取50g土壤置于锥形瓶中，加入土壤体积两倍的生理盐水，在培养箱中150r/min放置15min，悬浮土壤中的微生物，悬浮后过滤土壤，将液体在3000r/min，离心10min，取沉淀并用适量生理盐水重悬备用；
水样：取1L水样，过滤后在3000r/min，离心20min，取沉淀并用适量生理盐水重悬备用；
菌苔样品：使用适量的生理盐水重悬备用；
步骤S3：配置不同浓度的钠盐培养基(0.5％、1％、2.5％、5％、10％、15％、20％、25％)，其中钠盐包括氯化钠、硫酸钠，按质量比，氯化钠：硫酸钠＝2:1；加入微生物生长所需的碳源和生长因子；微生物生长所需的碳源为葡萄糖、淀粉、土豆浸膏；生长因子为维生素、微量元素和生物素；
步骤S4：在不同浓度的钠盐培养基中加入步骤S2中混合后的重悬液并培养，每24h测定OD600nm，当OD600nm达到最大时，制成含20％甘油的冻存管保存于-80摄氏度中；
步骤S5：将上述所得的微生物分为轻度耐盐微生物(0.5-5％)、中度耐盐微生物(5-15％)、高度耐盐微生物(25-25％)，并配置5％、15％、25％的钠盐培养基，将对应类型的微生物加入，并进行培养驯化，当OD600nm达到最大时，提取微生物DNA进行高通量测序，确定其微生物组成并制成含20％甘油的冻存管保存于-80摄氏度中。
混合菌种的筛选方法得到的混合菌种在高盐废水中的应用。
方法如下：测定高盐废水中的盐浓度，并加入相应浓度的混合菌种，添加的初始混合菌种不低于25％，之后进行发酵处理。
实施例1、2.5％盐浓度废水的生物发酵预处理
废水水质分析：高浓度废水，含2.5％盐浓度、难降解有毒物质如二甲基甲酰胺、四氢呋喃等，该类废水无法直接进入企业现有的常规污泥系统，限制了企业的产能。水质信息为COD为21000mg/L、NH3-N为320mg/L、TP为3mg/L；
按照以下步骤进行：
(1)选择轻度耐盐(0.5-5％)的混合菌种，投加的初始菌量为25％；
(2)往体系中加入淀粉、尿素和磷盐，使其C:N:P的比列为200:5:1；
(3)进行发酵处理。
处理后主要指标如下：整体停留数天。如图1、图2(图中横坐标为运行天数，纵坐标为mg/L)所示，废水COD去除率达60％以上，总氮去除率达60％以上，且整个生物预处理系统运行稳定，大大提高了后续系统的处理效率，使整个污水处理系统能力提升40％以上。
实施例2、10％盐浓度废水的生物发酵预处理
废水水质分析：高浓度废水，含10％盐浓度、难降解有毒物质如二甲基甲酰胺、四氢呋喃等，该类废水无法直接进入企业现有的常规污泥系统，限制了企业的产能。水质信息为COD为40000mg/L、NH3-N为420mg/L、TP为4.5mg/L：
按照以下步骤进行：
(1)选择中度耐盐(5-15％)的混合菌种，投加的初始菌量为25％；
(2)往体系中加入淀粉、尿素和磷盐，使其C:N:P的比列为200:6:1；
(3)进行发酵处理。
处理后废水COD去除率达65％以上，总氮去除率达60％以上，且整个生物预处理系统运行稳定，大大提高了后续系统的处理效率，使整个污水处理系统能力提升60％以上。
实施例3、20％盐浓度废水的生物发酵预处理
废水水质分析：高浓度废水，含20％盐浓度、难降解有毒物质如二甲基甲酰胺、四氢呋喃等，该类废水无法直接进入企业现有的常规污泥系统，限制了企业的产能。水质信息为COD为50000mg/L、NH3-N为450mg/L、TP为3.5mg/L：
按照以下步骤进行：
(1)选择高度耐盐(15-25％)的混合菌种，投加的初始菌量为30％；
(2)往体系中加入淀粉、尿素和磷盐，使其C:N:P的比列为200:5:1；
(3)进行发酵处理。
处理后废水COD去除率达以上，总氮去除率达70％以上，且整个生物预处理系统运行稳定，大大提高了后续系统的处理效率，使整个污水处理系统能力提升65％以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。但是以上所述仅为本发明的具体实施例，本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (10)
1.一种混合菌种，其特征在于，所述混合菌种的微生物组成包括轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物和重度耐盐微生物三种；所述轻度耐盐微生物包括Halomonas属、Bacillus属、Halophile属、Desulfovibrio属、Halococcus属；所述中度耐盐微生物包括Aquisalimonas属、Halomonas属、Bacillus属、Halophile属、Halorubrum属；所述重度耐盐微生物包括Halomonas属、Natrialba属、Aliifodinibius属、Halorubrum属、Haloterrigena属、Aquisalimonas属。
2.权利要求1所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，所述方法如下：
步骤S1：从海洋、盐湖和盐场采集土壤、水样、菌苔样品；
步骤S2：将采集的样品分别进行处理，分别得到三份重悬液并三份重悬液进行混合得到混合菌种重悬液；
步骤S3：配置不同浓度的钠盐培养基，加入微生物生长所需的碳源和生长因子；
步骤S4：在不同浓度的钠盐培养基中加入步骤S2中混合后的重悬液并培养，每24h测定OD600nm，当OD600nm达到最大时，制成含20％甘油的冻存管保存于-80摄氏度中；
步骤S5：将上述所得的微生物分为轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物、高度耐盐微生物，并配置成相应浓度的钠盐培养基，将对应类型的微生物加入，并进行培养驯化，当OD600nm达到最大时，提取微生物DNA进行高通量测序，确定其微生物组成并制成含20％甘油的冻存管保存于-80摄氏度中。
3.根据权利要求2所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，步骤S2所述的将采集的样品分别进行处理，具体步骤如下：
土壤样品：取50g土壤置于锥形瓶中，加入土壤体积两倍的生理盐水，在培养箱中150r/min放置15min，悬浮土壤中的微生物，悬浮后过滤土壤，将液体在3000r/min，离心10min，取沉淀并用适量生理盐水重悬备用；
水样：取1L水样，过滤后在3000r/min，离心20min，取沉淀并用适量生理盐水重悬备用；
菌苔样品：使用适量的生理盐水重悬备用。
4.根据权利要求2所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，步骤S3所述的配置不用浓度的钠盐培养基，分别为0.5％、1％、2.5％、5％、10％、15％、20％、25％的钠盐培养基。
5.根据权利要求2所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，步骤S3所述的钠盐包括氯化钠、硫酸钠，按质量比，氯化钠：硫酸钠＝2:1。
6.根据权利要求2所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，步骤S3所述的微生物生长所需的碳源为葡萄糖、淀粉、土豆浸膏。
7.根据权利要求2所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，步骤S3所述的生长因子为维生素、微量元素和生物素。
8.根据权利要求4所述的混合菌种的筛选方法，其特征在于，步骤S5所述的将上述所得的微生物分为轻度耐盐微生物、中度耐盐微生物、高度耐盐微生物，并配置成相应浓度的钠盐培养基，具体为：
所述轻度耐盐微生物为在浓度为0.5-5％下培养驯化的混合菌种；所述中度耐盐微生物为在浓度为5-15％下培养驯化的混合菌种；所述高度耐盐微生物为在浓度为25-25％下培养驯化的混合菌种；并分别配置成5％、15％、25％的钠盐培养基。
9.权利要求2-8所述的混合菌种的筛选方法得到的混合菌种在高盐废水中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述方法如下：测定高盐废水中的盐浓度，并加入相应浓度的混合菌种，添加的初始混合菌种不低于25％，之后进行发酵处理。
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| CN202310448813.6A CN116463265A (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种混合菌种的筛选方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
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