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      以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法及其應(yīng)用的制作方法

      文檔序號(hào):4853499閱讀:658來(lái)源:國(guó)知局
      以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法及其應(yīng)用的制作方法
      【專(zhuān)利摘要】以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法及其應(yīng)用,包括用篩網(wǎng)篩選甘蔗渣,消毒清洗后裝入網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上;向容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒(méi)附著基,使溶氧維持在5-6mg/L;添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillus?sp.)菌粉并投加營(yíng)養(yǎng)鹽;10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌;所用菌種名稱(chēng)為Shan-1;在海水鹽度為22‰-35‰、溫度28-33℃、PH7.5-8.5條件下培養(yǎng)25-30天即得培養(yǎng)成熟的生物膜。本發(fā)明培養(yǎng)的生物膜在甘蔗渣上能存活很長(zhǎng)時(shí)間,對(duì)養(yǎng)殖廢水有很強(qiáng)的處理能力,特別是對(duì)養(yǎng)殖廢水中的氨氮和亞硝氮具有很強(qiáng)的降解能力。制備方法簡(jiǎn)單可行、成本低、使用期長(zhǎng)。
      【專(zhuān)利說(shuō)明】以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法及其應(yīng)用
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于海水養(yǎng)殖廢水處理領(lǐng)域,具體涉及一種以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法及其應(yīng)用,以處理海水養(yǎng)殖中產(chǎn)生的廢水。
      【背景技術(shù)】
      [0002]海水養(yǎng)殖中廢水排放的環(huán)境問(wèn)題已越來(lái)越引起人們的重視,在養(yǎng)殖廢水處理中,生物膜法廢水處理技術(shù)的優(yōu)越性,正受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。人們用不同的材料作為載體,接種不同的菌株培養(yǎng)生物膜,利用微生物的降解作用來(lái)處理養(yǎng)殖廢水。目前常用的載體有:沙子、碎石、砂礫、塑料蜂窩、陶粒、彈性填料、焦炭、爐渣、石棉瓦等。與此相比,用甘蔗渣作為載體有比表面積大、經(jīng)濟(jì)廉價(jià)、容易獲取等特性。此外,隨著甘蔗渣的緩慢分解能為細(xì)菌提供碳源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),與具有高效性能的細(xì)菌相結(jié)合,能達(dá)到理想的使用效果。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]本發(fā)明的目的在于提供一種以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法及其應(yīng)用,能夠利用甘蔗渣作為載體接種芽孢桿菌(Bacillus sp.)培養(yǎng)生物膜來(lái)處理養(yǎng)殖廢水的方法,它能滿(mǎn)足海水養(yǎng)殖廢水處理所需要的設(shè)計(jì)成本低、能耗低、凈化效率高、不產(chǎn)生二次污染等需求。
      [0004]以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法,其特征在于包括甘蔗渣附著基的制備步驟和生物膜的培養(yǎng)步驟:
      [0005]所述的甘蔗渣附著基制備步驟:用篩網(wǎng)篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣,消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋,每個(gè)網(wǎng)袋內(nèi)甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm,再將網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上;
      [0006]所述的生物膜培養(yǎng)步驟:向上述容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒(méi)附著基,通過(guò)氣石調(diào)節(jié)充氣量使容器水體中溶氧維持在5-6mg/L ;按照水體體積,添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉使容器內(nèi)芽孢桿菌數(shù)量達(dá)到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作為營(yíng)養(yǎng)鹽;10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱(chēng)為BZ-5 ;
      [0007]在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°C、PH7.5-8.5條件下,培養(yǎng)25-30天后每克甘蔗渣上附著菌可達(dá)IOltlCfu,所述甘蔗渣附著基上即附著了成熟的生物膜。
      [0008]所述營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分別為NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L。
      [0009]所述的芽孢桿菌菌粉是經(jīng)發(fā)酵后經(jīng)低溫冷凍制成,活化后菌體濃度為1010-10ncfu/go
      [0010]上述生物膜在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用。
      [0011] 上述選用篩選的芽孢桿菌(Bacillus sp.)名稱(chēng)為BZ-5,已于2014年3月14日保藏在位于北京朝陽(yáng)區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)的中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為CGMCC N0.8919。[0012]本發(fā)明制備出來(lái)的生物膜在甘蔗渣上能存活很長(zhǎng)時(shí)間,對(duì)養(yǎng)殖廢水有很強(qiáng)的處理能力,特別是對(duì)養(yǎng)殖廢水中的氨氮和亞硝氮具有很強(qiáng)的降解能力。制備方法簡(jiǎn)單可行、成本低、使用期長(zhǎng),它在海水養(yǎng)殖廢水處理中具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
      【具體實(shí)施方式】
      [0013]本發(fā)明包括甘蔗渣附著基的制備步驟和生物膜的培養(yǎng)步驟:
      [0014]所述的甘蔗渣附著基制備步驟:用篩網(wǎng)篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣,消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋,每個(gè)網(wǎng)袋內(nèi)甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm,再將網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上;
      [0015]所述的生物膜培養(yǎng)步驟:向上述容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒(méi)附著基,通過(guò)氣石調(diào)節(jié)充氣量使系統(tǒng)中溶氧維持在5-6mg/L;按照水體體積,添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉使容器內(nèi)芽孢桿菌數(shù)量達(dá)到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作為營(yíng)養(yǎng)鹽;所述營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分別為NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L,10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱(chēng)為BZ-5 ;
      [0016]在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°^!17.5-8.5條件下,培養(yǎng)25-30天后每克甘蔗渣上附著菌可達(dá)IOltlCfu,所述甘蔗渣附著基上即附著了成熟的生物膜。
      [0017]所述的芽孢桿菌菌粉是經(jīng)發(fā)酵后經(jīng)低溫冷凍制成,活化后菌體濃度為1010-10ncfu/go
      [0018]利用上述方法培養(yǎng)的生物膜進(jìn)行養(yǎng)殖廢水處理的方式如下:
      [0019]1.支架及處理系統(tǒng)的建立:首先用耐腐蝕的硬質(zhì)材料如PVC管制作支架,每個(gè)支架共四層,每層平鋪一層孔徑為15mm-30mm的方格網(wǎng)布,每個(gè)支架體積約占處理單元的40%-50%o處理系統(tǒng),由若干個(gè)圓形加厚水箱組成,每個(gè)水箱作為一個(gè)處理單元,總體積約為養(yǎng)殖廢水日排放量1-2倍;第一個(gè)處理單元配備一個(gè)淋水裝置,最后一個(gè)處理單元中水可重新流回養(yǎng)殖池;每個(gè)處理單元放置一個(gè)支架,并用水管連接,每個(gè)處理單元的進(jìn)水管的出水口都設(shè)置在底部而出水口在頂部使每個(gè)桶中水體均至下而上流動(dòng);
      [0020]2.附著基制備:用篩網(wǎng)篩選出長(zhǎng)度為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣,消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋,每個(gè)網(wǎng)袋裝甘蔗渣1.0-1.2Kg,再將網(wǎng)袋固定在支架網(wǎng)布上;每層網(wǎng)布平鋪一袋甘蔗渣,水體垂直流過(guò)甘蔗渣,能極大的增加生物膜與水體的接觸面積,增大降解效率;60目大小孔徑網(wǎng)袋能包裹甘蔗渣并具有良好的過(guò)水性能,隨著甘蔗渣的緩慢降解會(huì)有部分細(xì)小甘蔗渣進(jìn)入水體,這不僅能促進(jìn)生物膜的更新?lián)Q代也能增加水體中碳氮比促進(jìn)微生物的生長(zhǎng);
      [0021]3.按照上述方式對(duì)生物膜進(jìn)行培養(yǎng),經(jīng)25-30天生物膜即培養(yǎng)成熟,成熟后甘蔗渣附著菌可達(dá)10lclcfu/g左右,能快速降解養(yǎng)殖廢水;
      [0022]4.廢水處理:將廢水經(jīng)由淋水裝置輸入第一個(gè)處理單元,從最后一個(gè)處理單元中重新流回養(yǎng)殖池;在處理初始氨氮濃度為5.98mg/L養(yǎng)殖廢水時(shí),72h后氨氮濃度降到
      0.22mg/L,去除率高達(dá)96%,可根據(jù)養(yǎng)殖廢水的不同污染程度調(diào)整水力停留時(shí)間以獲得最大效率。
      [0023]上述的芽孢桿菌(Bacillus sp.)來(lái)自浙江省舟山市對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘的底泥中,經(jīng)過(guò)純化篩選獲得。上述芽孢桿菌(Bacillus sp.)在LB固體培養(yǎng)基上形成為圓形菌落,表面光滑,邊緣整齊,表面濕潤(rùn),白色,不透明,革蘭氏染色呈陽(yáng)性。
      [0024] 上述芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉經(jīng)發(fā)酵低溫冷凍制成,菌體濃度約1010-10ncfu/go上述選用篩選的芽孢桿菌(Bacillus sp.)名稱(chēng)為BZ-5,已于2014年3月14日保藏在位于北京朝陽(yáng)區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)的中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為CGMCC N0.8919。
      【權(quán)利要求】
      1.以甘蔗渣為載體的生物膜培養(yǎng)方法,其特征在于包括:附著基的制備步驟和生物膜的培養(yǎng)步驟, 所述的附著基制備步驟:用篩網(wǎng)篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣,消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋,每個(gè)網(wǎng)袋甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm,再將網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上; 所述的生物膜培養(yǎng)步驟:向上述容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒(méi)附著基,通過(guò)氣石調(diào)節(jié)充氣量使系統(tǒng)中溶氧維持在5-6mg/L ;按照水體體積,添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillussp.)菌粉使容器內(nèi)芽孢桿菌數(shù)量達(dá)到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作為營(yíng)養(yǎng)鹽;10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱(chēng)為BZ-5 ; 在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°C、PH7.5-8.5條件下,總共經(jīng)歷25-30天時(shí),所述網(wǎng)袋即成為培養(yǎng)成熟的生物膜。
      2.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)方法,其特征在于所述營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分別為由NH4C120mg/L、糖蜜 0.3g/L。
      3.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)方法,其特征在于所述芽孢桿菌菌粉是經(jīng)發(fā)酵后經(jīng)低溫冷凍制成,且活化后菌體濃度約為KT-lOUcfu/g。
      4.權(quán)利要求1所述的生物膜在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用。
      【文檔編號(hào)】C02F103/08GK103911361SQ201410161317
      【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
      【發(fā)明者】馬甡, 王賢豐, 單洪偉, 葉建勇, 魏逸峰 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)
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