一種脫氮微生物菌劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種脫氮微生物菌劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水體中的氮過度積累會造成了水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)安全。含氮廢水的處理是目前環(huán)境污染治理中的重大問題。水體脫氮的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。相較于物理化學(xué)方法，生物法具有處理成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，所以生物脫氮是目前被公認(rèn)的廢水脫氮中最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一。
[0003]—方面，生物脫氮需要大量的微生物菌劑，也就需要對篩選獲得的特定功能的脫氮微生物菌體進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，以期大量獲得具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的脫氮微生物，直接用于養(yǎng)殖水體、湖泊等自然水體的脫氮。
[0004]另一方面，傳統(tǒng)理論認(rèn)為生物脫氮必須通過硝化和反硝化2個(gè)獨(dú)立過程來實(shí)現(xiàn)，硝化和反硝化不能同時(shí)發(fā)生，硝化反應(yīng)在有氧的條件下進(jìn)行，而反硝化反應(yīng)需要在缺氧條件下進(jìn)行，傳統(tǒng)的兩段式生物脫氮工藝普遍存在基建投資和運(yùn)行費(fèi)用高，能耗大，操作控制條件復(fù)雜等不足。好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌的發(fā)現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的生物脫氮理論，使得同步硝化和反硝化成為可能，不僅可以可使硝化和反硝化在同一反應(yīng)器中完成，加快整個(gè)反應(yīng)過程，縮短水力停留時(shí)間，減小反應(yīng)器容積，降低運(yùn)行成本，還可以擴(kuò)大進(jìn)行脫氮處理的水質(zhì)范圍。
[0005]因此，考慮到硝化菌群之間具有較強(qiáng)的互利依賴性，純培養(yǎng)可能會導(dǎo)致死亡，這是由于亞硝化細(xì)菌生長過程中利用氨氮產(chǎn)生的亞硝酸對其自身有強(qiáng)烈的毒害和抑制作用，可以考慮將硝化菌與好氧反硝化菌進(jìn)行高密度混合培養(yǎng)，讓彼此為對方提供了生長所需的條件，或?yàn)閷Ψ较L的障礙，通過為對方提供生長因子，提供能利用的氮源，再制備成脫氮微生物菌劑，直接投放使用。
[0006]但是，目前對于混合微生物的高密度培養(yǎng)依然存在一定的技術(shù)問題，例如，微生物在培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物不能及時(shí)排出，對微生物的大量繁殖有一定的阻礙，所以，如何使硝化菌群和反硝化菌群均處于最佳的生長狀態(tài)，是一個(gè)亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，提供一種脫氮微生物菌劑的制備方法，能夠使硝化菌群和反硝化菌群均處于最佳的生長狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)硝化菌與好氧反硝化菌進(jìn)行高濃度混合培養(yǎng)，并在擴(kuò)大培養(yǎng)后制備成微生物菌劑。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種脫氮微生物菌劑的制備方法，好氧脫氮微生物制劑活化后接種于雙層填料形成的膜區(qū)內(nèi)，該填料可以是中空纖維膜或毛細(xì)管膜，其結(jié)構(gòu)形狀可以是管狀或平面狀，該填料厚度為0.1?1.0毫米，雙層填料能夠允許培養(yǎng)液和該微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物通過，該微生物則不能通過，培養(yǎng)液在一定的壓力下以一定的速度從一側(cè)填料流入膜區(qū)內(nèi)，供給該微生物生長用，并將該微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物從另一側(cè)填料排出，進(jìn)行微生物的高濃度培養(yǎng)；將培養(yǎng)得到的菌液離心分離，制備成高濃縮菌懸液，加入保護(hù)劑，均勻干燥噴霧到經(jīng)過滅菌的載體上，密封儲藏；所述的培養(yǎng)液按重量組分計(jì)包括以下成分=CH3COONa 20?26份、Na2CO3 22 ?25 份、NH4Cl 12 ?15 份、FeSO4 0.05 ?1.0 份、MgSO4.7H20 3 ?5 份、磷酸鹽緩沖液380?500份，所述磷酸鹽緩沖液是由K2HPOjP KH2PO4按照3: I的比例配制而成。
[0010]進(jìn)一步地，所述好氧脫氮微生物為異養(yǎng)硝化菌與好氧反硝化菌的混合菌群。
[0011]進(jìn)一步地，所述的給培養(yǎng)液施加的壓力為0.01?0.05MPa，所述培養(yǎng)液的流速相當(dāng)于單位時(shí)間內(nèi)流入膜區(qū)的培養(yǎng)液是膜區(qū)內(nèi)培養(yǎng)液總體積的0.002?0.003倍。
[0012]進(jìn)一步地，所述活化是將10份脫氮微生物制劑接種至裝有150mL無菌水的800mL錐形瓶中，220r/min振蕩活化2.5?3h，棄去原載體。
[0013]進(jìn)一步地，所述培養(yǎng)過程的溫度是在29?32°C。
[0014]進(jìn)一步地，所述培養(yǎng)液的pH范圍是7.0?8.0，pH值過高或過低對菌體生長均不利。
[0015]進(jìn)一步地，所述培養(yǎng)液的溶解氧為0.6?0.8mg/L，溶氧量低于0.6mg/L會導(dǎo)致硝化菌生長變慢，過高則會剩余。
[0016]進(jìn)一步地，所述離心分離是在2000?2300r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min。
[0017]進(jìn)一步地，所述保護(hù)劑為為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的甘氨酸與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%的甘油按質(zhì)量比為1: 2?3的混合物，保護(hù)劑的添加量為菌懸液的2.2?3.6倍。
[0018]進(jìn)一步地，所述載體為海藻酸鈣或硅藻土或米糠，載體的含水量在12?15%范圍內(nèi)。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:將硝化菌與好氧反硝化菌置于雙層填料形成的膜區(qū)內(nèi)進(jìn)行混合培養(yǎng)，培養(yǎng)液在一定的壓力下以一定的速度從一側(cè)填料流入膜區(qū)內(nèi)，供給該微生物生長用，并將該微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物從另一側(cè)填料排出，同時(shí)，異養(yǎng)硝化菌為好氧反硝化菌提供了生長所需的硝酸態(tài)氮，好氧反硝化菌為異養(yǎng)硝化菌消除生長的障礙，使硝化菌群和反硝化菌群均處于最佳的生長狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)微生物的高濃度培養(yǎng)，并在擴(kuò)大培養(yǎng)后制備成易于保存的微生物菌劑，該菌劑長時(shí)間存放后，其氨氮降解性能和菌體繁殖活化性能均較好，菌體具有較好的生長潛力，菌體對氨氮去除率較高。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明脫氮微生物菌劑的氨氮去除效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1:
[0022]—種脫氮微生物菌劑的制備方法，硝化菌與好氧反硝化菌的混合菌群10份接種至裝有150mL無菌水的800mL錐形瓶中，220r/min振蕩活化2.5h，棄去原載體，接種于雙層填料形成的膜區(qū)內(nèi)，該填料是中空纖維膜，其結(jié)構(gòu)形狀是平面狀，填料度為0.1毫米，雙層填料能夠允許培養(yǎng)液和該微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物通過，該微生物則不能通過，培養(yǎng)液在0.0lMPa的壓力下以一定的速度從一側(cè)填料流入膜區(qū)內(nèi)，所述流速相當(dāng)于單位時(shí)間內(nèi)流入膜區(qū)的培養(yǎng)液是膜區(qū)內(nèi)培養(yǎng)液總體積的0.002倍，供給該微生物生長用，并將該微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物從另一側(cè)填料排出，進(jìn)行微生物的高濃度培養(yǎng)，培養(yǎng)過程的溫度是在29°C，培養(yǎng)液的PH范圍是7.0，pH值過高或過低對菌體生長均不利，所述培養(yǎng)液的溶解氧為
0.6mg/L，溶氧量低于0.6mg/L會導(dǎo)致硝化菌生長變慢，過高則會剩余；將培養(yǎng)得到的菌液在2000r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min，分離制備成高濃縮菌懸液，加入由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的甘氨酸與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%的甘油按質(zhì)量比為1: 2的混合物制成的保護(hù)劑，保護(hù)劑的添加量為菌懸液的2.2倍，均勻干燥噴霧到經(jīng)過滅菌的藻酸鈣載體上，載體的含水量在12%范圍內(nèi)，密封儲藏；所述的培養(yǎng)液按重量組分計(jì)包括以下成分=CH3COONa 20份、Na2CO3 22份、NH4Cl 12份、FeSO4 0.05份、MgSO4.7H20 3份、磷酸鹽緩沖液380份，所述磷酸鹽緩沖液是由K2HPOjP KH2PO4按照3: I的比例配制而成。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]—種脫氮微生物菌劑的制備方法，硝化菌與好氧反硝化菌的混合菌群10份接種至裝有150mL無菌水的800mL錐形瓶中，220r/min振蕩活化2.75h，棄去原載體，接種于雙層填料形成的膜區(qū)內(nèi)，該填料是中空纖維膜，其結(jié)構(gòu)形狀是管狀，填料厚度為0.55毫米，雙層填料能夠允許培養(yǎng)液和該微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物通過，該微生物則不能通過，培養(yǎng)液在0.03MPa的