一種制備耐鹽微生物菌劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種制備耐鹽微生物菌劑方法，該方法是在敞開培養(yǎng)裝置中，直接在總鹽濃度為1~30%的條件下對高鹽環(huán)境樣品中的耐鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)；培養(yǎng)過程中按需添加有機(jī)碳源、營養(yǎng)元素和微量元素，控制適宜的pH、溫度和溶解氧并保持相對穩(wěn)定。采用本發(fā)明方法制備的耐鹽微生物菌劑，具有良好的耐鹽能力和抗鹽度沖擊能力，能夠在總鹽1～30%條件下降解水中的有機(jī)物而不受高濃度無機(jī)鹽的抑制，可直接用于鹽濃度1～30%的高含鹽廢水的凈化處理。本發(fā)明方法操作簡單、實施周期短，可快速進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說明】一種制備耐鹽微生物菌劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬環(huán)保微生物及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種制備耐鹽微生物菌劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高鹽廢水是指水中無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于I %的廢水，其來源復(fù)雜多廣，直接排放對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極大危害。高鹽廢水成分復(fù)雜，屬于難降解廢水之一，其中的無機(jī)鹽對普通微生物的生長產(chǎn)生抑制或毒害作用，嚴(yán)重限制了生物處理技術(shù)在高鹽廢水中的應(yīng)用。但是，包括蒸發(fā)、膜分離、離子交換、高級氧化、電解等在內(nèi)的物理化學(xué)方法，不僅對污染物的處理不徹底，容易造成二次污染；而且投資成本和運行成本也高。所以，在可能的條件下，采用生化方法處理高鹽廢水仍然是較理想方法。
[0003]高鹽廢水生化處理的方法主要包括鹽度馴化、稀釋生化和嗜鹽菌處理三種。鹽度馴化普通活性污泥可以使其獲得一定的耐鹽能力，但是馴化需要的時間較長、有機(jī)污染物降解效率下降，而且最高耐鹽濃度一般不超過3~5%、抗鹽度沖擊能力較差。稀釋生化需要大量的淡水，多數(shù)情況下難以采用，而且即使能夠處理達(dá)標(biāo)，并沒有減少無機(jī)鹽的排放總量。嗜鹽菌屬于能夠在高鹽環(huán)境下進(jìn)行正常的生長代謝，因此采用耐鹽微生物處理高鹽廢水普遍被認(rèn)為具有理論上的可能性；
但是目前國內(nèi)外利用嗜鹽菌處理高鹽廢水仍主要為實驗室研究，工程應(yīng)用案例極少，其根本原因在于::
(1)嗜鹽菌的分離、培養(yǎng)操作需要嚴(yán)苛的條件，從嗜鹽菌的分離到制備嗜鹽菌菌劑需要經(jīng)歷鑒定、生理生化試驗、降解試驗、擴(kuò)增試驗、復(fù)壯與保存等多個步驟，制備周期長且制備過程比較復(fù)雜，普通單位和個人難以實現(xiàn)。
[0004]( 2 )所采用的分離純培養(yǎng)技術(shù)手段決定了該方法僅僅能夠獲得現(xiàn)有技術(shù)條件下可純培養(yǎng)的嗜鹽菌或耐鹽菌，不能獲得以共生、共代謝等方式存在于高鹽環(huán)境中的耐鹽微生物，而這部分微生物在環(huán)境中占絕大多數(shù)。
[0005](3)菌劑的微生物構(gòu)成比較簡單，往往只有一種嗜鹽菌或幾種嗜鹽菌，只能夠處理成分簡單的高鹽廢水，難以適應(yīng)成分復(fù)雜的高鹽廢水的生化處理。
[0006]因此，目前制備耐鹽微生物菌劑的方法，不能適應(yīng)高鹽廢水處理的水質(zhì)多變特點和規(guī)?；瘧?yīng)用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題是針對傳統(tǒng)生化法處理高鹽廢水耐鹽能力不高、抗鹽度沖擊差、處理效率不高；以及針對嗜鹽菌菌劑處理高鹽廢水難以適應(yīng)高鹽廢水水質(zhì)的多變的問題，提供一種新的制備制備耐鹽微生物菌劑的方法。
[0008]本發(fā)明中所述耐鹽微生物，包括耐鹽和嗜鹽的細(xì)菌、真菌、古菌、原生動物和后生動物。[0009]本發(fā)明的原理:環(huán)境中微生物大多以共生、共代謝、互生、共棲等方式進(jìn)行生存、生長和代謝，高鹽環(huán)境中的耐鹽微生物也同樣如此。在高鹽環(huán)境下,有機(jī)物主要通過耐鹽微生物細(xì)胞之間的互利、共生、共代謝等方式被轉(zhuǎn)化或降解。一個包括耐鹽和嗜鹽的細(xì)菌、真菌、古菌、原生動物和后生動物等在內(nèi)許多種耐鹽微生物構(gòu)成的復(fù)合微生態(tài)系統(tǒng)，不僅能夠適應(yīng)高鹽廢水的高鹽環(huán)境，而且能夠?qū)ζ渲械奈廴疚镞M(jìn)行穩(wěn)定高效的降解，還具有較強(qiáng)的抗環(huán)境干擾能力。
[0010]本發(fā)明的思路:根據(jù)高鹽環(huán)境中微生物的生長代謝特征和有機(jī)物降解特征，模擬和強(qiáng)化耐鹽微生物的生存環(huán)境特點:既不采用對嗜鹽菌進(jìn)行分離和純培養(yǎng)的方法，也不采用鹽度馴化的方法，而是直接在高鹽條件下培養(yǎng)耐鹽微生物群，通過混合培養(yǎng)的方式直接構(gòu)建一個由不同種類、不同功能的耐鹽微生物種群構(gòu)成的復(fù)合微生物生態(tài)系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種制備制備耐鹽微生物菌劑的方法，其特點是:在敞開的培養(yǎng)裝置中，直接在總鹽濃度I~30%的條件下對高鹽環(huán)境樣品中的耐鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)，所得培養(yǎng)液即為耐鹽微生物菌劑；培養(yǎng)過程中，按常規(guī)培養(yǎng)方法需要適量添加有機(jī)碳源、營養(yǎng)元素和微量元素，控制pH、溫度、溶解氧、總鹽保持穩(wěn)定。
[0012]本發(fā)明中，可以將該培養(yǎng)液進(jìn)行液體分裝制成液體菌劑、冷凍干燥后制成固體菌劑、與高分子材料制成包埋菌劑或與多空吸附材料結(jié)合制成固化菌劑。
[0013]本發(fā)明所述混合培養(yǎng)，區(qū)別于傳統(tǒng)菌劑制備方法的富集培養(yǎng)、篩選分離培養(yǎng)過程，貫徹于制備耐鹽微生物菌劑的整個過程，而且這一過程始終處在開放的高鹽環(huán)境條件下?；旌吓囵B(yǎng)過程中，高鹽環(huán)境樣品中的耐鹽和嗜鹽的微生物種群因獲得適宜的物質(zhì)、營養(yǎng)和環(huán)境條件在培養(yǎng)液中生長、代謝和繁殖，而且通過微生物的相互作用和提供的代謝產(chǎn)物，使得那些不能通過分離純培養(yǎng)的微生物也能夠生長繁殖而獲得富集培養(yǎng)。混合培養(yǎng)過程中的高鹽環(huán)境則提供了一種自然選擇作用，確?；旌吓囵B(yǎng)過程中能夠生長繁殖的耐鹽微生物群都能夠在所處高鹽環(huán)境下進(jìn)行正常生長繁殖而不受高濃度無機(jī)鹽抑制。開放或敞開的環(huán)境，使得混合培養(yǎng)過程中耐鹽微生物群始終與外界環(huán)境保持接觸，只有能夠適應(yīng)外界環(huán)境變化的耐鹽微生物群才能夠在混合培養(yǎng)過程中獲得競爭增殖優(yōu)勢，因此開放或敞開環(huán)境能夠確保所培養(yǎng)的耐鹽微生物菌群具有適應(yīng)外界環(huán)境的能力。
[0014]本發(fā)明方法所述高鹽環(huán)境，包括以下三類:
Cl)自然高鹽環(huán)境:海洋、死海、鹽湖、鹽田、鹽堿地、鹽礦、地下鹵水等。這些高鹽環(huán)境形成時間較長，耐鹽微生物種類高度豐富，微生物的耐鹽能力強(qiáng)，耐鹽微生物種群與所處高鹽環(huán)境的實際含鹽量和其它環(huán)境特征相適應(yīng)。
[0015](2)半自然高鹽環(huán)境:曬鹽場、鹽堿地、腌制品、長期存放的高鹽廢水、高鹽廢水污染的土壤、河流、湖泊等。這些高鹽環(huán)境形成的時間長短不一，而且鹽環(huán)境特征會發(fā)生變化。
[0016](3)土壤:農(nóng)田土壤、草地土壤、森林土壤等。土壤環(huán)境整體含鹽量不高，但由于土壤環(huán)境的非均質(zhì)性，以及干濕變化、礦化、風(fēng)化、淋溶等作用的長期存在，使得土壤環(huán)境中存在大量局部高鹽環(huán)境，這些微域高鹽環(huán)境足以支持各種耐鹽微生物的生存。
[0017]耐鹽微生物群來源于高鹽環(huán)境，不同高鹽環(huán)境具有不同的耐鹽微生物多樣性。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用需要選擇合適的高鹽環(huán)境取樣來制備耐鹽微生物菌劑。如果制備耐鹽微生物菌劑的目的是處理難降解工業(yè)廢水，那么應(yīng)當(dāng)有針對性的選擇受高鹽廢水污染的高鹽環(huán)境進(jìn)行取樣，例如:入海排污口附近海泥，鹽堿地上的受污染和河流和土壤，同類高鹽廢水生產(chǎn)車間排放口附近溝渠及土壤。如果制備耐鹽微生物菌劑的目的是處理含硫酸鈉廢水，那么從硫酸鈉型鹽湖中取樣效果可能會更好。如果制備耐鹽微生物菌劑的目的是處理高鹽低溫廢水，那么在冬季取樣或取深海的底泥樣品，同樣能夠縮短制備菌劑所需的周期。
[0018]本發(fā)明所述有機(jī)碳源，是指耐鹽微生物群生長所需的有機(jī)物，是絕大部分微生物生長和繁殖的基本物質(zhì)基礎(chǔ)和能量來源。不同微生物所能夠利用的有機(jī)碳源種類可能不同，即使對于一種都能夠利用的有機(jī)碳源，在菌群混合培養(yǎng)的過程中，也會由于利用能力和效率的差異或?qū)е赂偁幧L的失敗。采用混合培養(yǎng)方法制備耐鹽微生物菌劑，關(guān)鍵是提供適宜的物質(zhì)、營養(yǎng)和環(huán)境條件，使不同種類、不同生理類型的耐鹽微生物盡可能多的獲得生長繁殖而富集到培養(yǎng)液當(dāng)中。因此，提供的有機(jī)碳源種類越豐富，能夠為耐鹽微生物群提供的生長底物類型也就越豐富，那么混合培養(yǎng)獲得的富集培養(yǎng)液中的耐鹽微生物多樣性也就更豐富。但在本發(fā)明實施過程中，不可能在一次制備菌劑的混合培養(yǎng)過程中，提供不限種類的有機(jī)物供不同生理代謝類型的耐鹽微生物進(jìn)行利用，因此在有限的條件下應(yīng)當(dāng)提供盡可能多的易生物利用的有機(jī)碳源。這些有機(jī)碳源既可以是單一的碳水化合物，也可以是其混合物。綜合考慮有機(jī)碳源的生物降解性、獲取難易度、成本、生物毒性、操作安全性及其它因素，可用于實施本發(fā)明的有機(jī)碳源可以是:葡萄糖、蔗糖、甲醇、乙醇、乙酸、苯酚、苯胺、苯甲酸、面粉、果汁、牛奶、污泥消化液、廢水、牛肉膏、蛋白胨、酵母粉等。在利用本發(fā)明進(jìn)行菌劑的規(guī)?；苽溥^程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用目的選擇容易獲取且成本較低的有機(jī)碳來源。本發(fā)明所添加的有機(jī)碳源至少為I種，優(yōu)選2種以上，且其B/C≥0.2，優(yōu)選B/C≥0.4。
[0019]本發(fā)明方法所述營養(yǎng)元素，是耐鹽微生物細(xì)胞干物質(zhì)組成除C、H、O外含量較高的幾種元素，包括N、P、K、S、Mg、Ca、Fe。其中，微生物對于N、P的需求量最大，在培養(yǎng)過程中一般需要足量補(bǔ)充。K不僅作為營養(yǎng)元素，而且作為部分耐鹽微生物平衡細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的重要離子。S、Ca、Fe、Mg雖然是必須元素，但是培養(yǎng)過程不一定需要特別補(bǔ)充，因為除蒸餾水和去離子水外，一般水源都可能含有一定濃度的S、Ca、Fe和Mg。因此本發(fā)明實施過程中，不鼓勵采用去離子水和蒸餾水，所有營養(yǎng)元素應(yīng)該按需添加。
[0020]本發(fā)明所述微量元素，作為微生物生長代謝必需但需求量很少的元素。一般培養(yǎng)液中的濃度處在0.001~lmg/L這個范圍。濃度超過這個范圍，可能對微生物的生長造成毒害和抑制作用；濃度低于這個范圍，可能因為營養(yǎng)缺乏而影響生長。本發(fā)明實施過程中，微量元素按需要添加，需要根據(jù)培養(yǎng)環(huán)境中微量元素的含量進(jìn)行分析后確定。例如，若以海水為水源進(jìn)行制備耐鹽微生物菌劑的，一般可以不用另外添加微量元素。如果添加，本發(fā)明可能需要添加的微量元素包括:Mn、Zn、Cu、Co、N1、B、Se、V和Mo。
[0021]本發(fā)明可在pH為5.0~9.5下實施；由于大多數(shù)耐鹽微生物菌群存在的高鹽環(huán)境都為弱堿性環(huán)境，因此，PH控制在7.5~8.5效果更好。
[0022]本發(fā)明在常溫下實施即可，也可以在低溫、中溫和高鹽下實施。因此，本發(fā)明實施過程中，最好將培養(yǎng)溫度控制在5~15°C、15~40°C或40°C~55°C。
[0023]本發(fā)明可用于制備耐鹽厭氧微生物菌劑、耐鹽兼氧微生物菌劑、耐鹽好氧微生物菌劑。因此，通過在培養(yǎng)過程中控制培養(yǎng)裝置中的溶解氧，可以制備出不同需氧類型的耐鹽微生物群。可以通過密封、充入氮氣、二氧化碳等措施將培養(yǎng)裝置控制在完全厭氧狀態(tài)，制備耐鹽厭氧菌劑；通過攪拌、振蕩、微曝氣將培養(yǎng)裝置中溶解氧含量控制在0.1~0.5mg/L，制備耐鹽缺氧微生物菌劑；將溶解氧控制在0.5~2.0mg/L，制備耐鹽兼氧微生物菌劑；將溶解氧控制在2.0~5.0mg/L,制備耐鹽兼氧微生物菌劑。
[0024]本發(fā)明可實施的總鹽濃度為I~30%，其中無機(jī)鹽可以是NaCl、Na2SO4, CaCl2,NaN03> KNO3或其它無生物物毒性的無機(jī)鹽的一種或多種。在某些情況下，無機(jī)鹽本身可能具有除滲透壓脅迫以外的生物毒性，需要在發(fā)明實施過程中予以注意。
[0025]本發(fā)明實施過程中，需要維持一個相對穩(wěn)定的環(huán)境條件，即培養(yǎng)過程中鹽濃度、pH、溫度、溶解氧、有機(jī)碳源、營養(yǎng)元素和微量元素等參數(shù)應(yīng)當(dāng)與培養(yǎng)初始參數(shù)保持一致，不發(fā)生大的變化。但是，在不同的實施過程中，可根據(jù)應(yīng)用目的選擇不同的參數(shù)條件。
[0026]本發(fā)明某一次實施過程，應(yīng)當(dāng)保持鹽濃度的相對穩(wěn)定，包括無機(jī)鹽的組成和總鹽濃度都應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定。雖然耐鹽微生物均能在很寬的鹽濃度范圍內(nèi)進(jìn)行正常的生長和代謝，但不同耐鹽微生物生長代謝速率最快的的鹽濃度存在差異。對于大多數(shù)耐鹽微生物，都有一個生長代謝最適宜的鹽濃度。
[0027]本發(fā)明某一次實施過程，應(yīng)當(dāng)保持pH的相對穩(wěn)定。高鹽環(huán)境大多為鹽堿環(huán)境，嗜弱堿的耐鹽微生物在環(huán)境中較為普遍，但是也不缺乏能夠在酸性、弱酸性、中性等環(huán)境下進(jìn)行最適生長代謝的耐鹽微生物。因此，根據(jù)實際高鹽廢水的PH范圍，選擇合適的pH作為菌劑制備過程中的控制條件。
[0028]本發(fā)明某一次實施過程，應(yīng)當(dāng)保持溶解氧的相對不變。微生物根據(jù)其生長代謝對氧氣需要的程度，可分為厭氧微生物、兼氧厭氧微生物、兼氧好氧微生物和好氧微生物。所以菌劑制備過程中，溶解氧的水平對混合共培養(yǎng)過程中耐鹽微生物的富集培養(yǎng)效果產(chǎn)生影響:在溶解氧較高的情況下進(jìn)行混合培養(yǎng)制備得到的耐鹽微生物菌劑，菌群中以耐鹽好氧微生物為主；在溶解氧不高的情況下制備得到的耐鹽微生物菌劑，菌群中同時含有耐鹽好氧微生物和兼氧微生物；在溶解氧很低的情況下，所制備菌劑中以耐鹽厭氧微生物為主。因此，根據(jù)菌劑制備的應(yīng)用目的選擇混合培養(yǎng) 過程的氧含量。若制備耐鹽好氧菌劑，培養(yǎng)過程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充氧且應(yīng)該維持較高的溶解氧濃度；若制備耐鹽兼氧菌劑，需適當(dāng)充氧，并將溶解氧維持在較低的水平；若制備耐鹽厭氧菌劑，就不需要充氧。
[0029]本發(fā)明實施過程中，應(yīng)當(dāng)保持有機(jī)碳源來源不發(fā)生大的變化。不同微生物對同一種有機(jī)物的代謝能力會存在差異，在混合培養(yǎng)過程中獲得的競爭優(yōu)勢會不同。因此，可以控制菌劑制備過程的有機(jī)碳源種類，有針對性制備適合某類高鹽有機(jī)廢水的耐鹽微生物菌劑。例如，若制備耐鹽除酚菌劑，則菌劑制備過程中有機(jī)碳源至少含有苯酚或其它簡單酚類物質(zhì)；若制備耐鹽除胺菌劑，則菌劑制備過程中有機(jī)碳源至少含有苯胺或其它有機(jī)胺類物質(zhì)。制備此類菌劑并用于工業(yè)廢水的處理，特別有利于含一類物質(zhì)的廢水的迅速工業(yè)化啟動。
[0030]利用本發(fā)明方法，可在不同的鹽濃度、有機(jī)碳源、營養(yǎng)和環(huán)境條件下制備出不同功能的耐鹽微生物菌劑，分別用于不同的生化工藝或不同的實際廢水。
[0031]利用本發(fā)明方法對耐鹽微生物菌劑進(jìn)行制備，并進(jìn)行工業(yè)化放大。至少包含2種方法:(I)直接在規(guī)?；b置中按照本發(fā)明方法實施；(2)先在較小的裝置中制備耐鹽微生物菌劑，然后在同樣的培養(yǎng)條件下進(jìn)行放大培養(yǎng)。從整個實施過程中的質(zhì)量保證和可控程度，優(yōu)選采用逐級放大和批量擴(kuò)增培養(yǎng)的方法對耐鹽微生物菌劑進(jìn)行規(guī)?；苽?。
[0032]本發(fā)明方法制備得到的耐鹽微生物菌劑，能夠直接用于鹽濃度為I~30%的高含鹽有機(jī)廢水生化處理。
[0033]本發(fā)明的有益效果:
(I)制備耐鹽微生物菌劑所需的步驟和條件簡單、實施周期短。
[0034](2)所制備得到的菌劑含有豐富的耐鹽微生物多樣性，能夠耐受的鹽濃度范圍達(dá)
I~30%。
[0035](3)所制備得到的菌劑具有很強(qiáng)的抗鹽度沖擊能力，短期鹽度沖擊不會對其降解有機(jī)物的效果產(chǎn)生影響。
[0036](4)所制備得到的菌劑環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠用于不同高鹽廢水的生化處理。
[0037](5)利用本發(fā)明，可以直接大規(guī)模的制備菌劑并進(jìn)行工業(yè)化。
[0038]需要說明的是，本發(fā)明只是采用混合培養(yǎng)方式在開放高鹽條件下直接制備耐鹽微生物菌劑一般性說明。在本發(fā)明實施過程中，影響因素包括但不限于:高鹽環(huán)境樣品的來源、無機(jī)鹽及鹽濃度、營養(yǎng)成分、溫度、pH、氧含量、培養(yǎng)時間、培養(yǎng)裝置。
【具體實施方式】
[0039]本發(fā)明是基于開放環(huán)境下混合培養(yǎng)方法制備耐鹽微生物菌劑的概括性說明。影響制備耐鹽微生物菌劑的因素很多，而且由于所具有的實際意義，其不一定具有最佳取值或最佳取值范圍，因而不可能將所有的優(yōu)選實施方式一一列出。在此，結(jié)合本發(fā)明的原理和實施步驟，對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)的說明和解釋。因此，可以認(rèn)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在理解本發(fā)明制備耐鹽微生物菌劑的方法的原理和實施步驟下，能夠做出大量的補(bǔ)充或改進(jìn)，這些補(bǔ)充或改進(jìn)都應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。下面通過具體實施例來對本發(fā)明方法做進(jìn)一步說明。
[0040]實施例1，一種制備耐鹽微生物菌劑的方法，其步驟是:在敞開的培養(yǎng)裝置中，直接在總鹽質(zhì)量濃度在I~30%的條件下對高鹽環(huán)境樣品中的耐鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)，所得培養(yǎng)液即為耐鹽微生物菌劑；培養(yǎng)過程中，按常規(guī)培養(yǎng)方法適量添加有機(jī)碳源、營養(yǎng)元素和微量元素，控制pH =5.0~9.5，控制溫度、溶解氧、總鹽濃度保持穩(wěn)定。所制備得到的耐鹽微生物菌劑可以用于總鹽濃度為I~30%的高含鹽廢水的凈化處理。
[0041]實施例2，實施例1所述的制備方法中:所述的敞開的培養(yǎng)裝置在培養(yǎng)過程中，始終與空氣保持連通。
[0042]實施例3，實施例1或2所述的制備方法中:所述高鹽環(huán)境樣品來源但不限于:海洋、死海、鹽湖、鹽田、鹽堿地、鹽礦、鹽井、曬鹽場、腌制品、高鹽廢水、土壤。
[0043]實施例4，實施例1-3任何一項所述的制備方法中:所添加的有機(jī)碳源至少為I種，且其B/C均≥0.2。
[0044]實施例5，實施例1-4任何一項所述的制備方法中:所添加的營養(yǎng)元素是為N、P、K、S、Fe、Ca、Mg。
[0045]實施例6,實施例1-5任何一項所述的制備方法中:添加的微量元素至少包含Mn、Zn、Cu、Co、N1、B、Se、W 和 Mo 中的一種或多種。
[0046]實施例7，實施例1-6任何一項所述的制備方法中:培養(yǎng)過程中控制pH =7.5~
8.5。
[0047]實施例8，實施例1-7任何一項所述的制備方法中:培養(yǎng)過程中溫度為5~15°C或者15~40°C或者40°C~55°C。
[0048]實施例9，實施例1-8任何一項所述的制備方法中:培養(yǎng)過程為厭氧，或控制溶解氧為 0.1 ~0.5mg/L 或者 0.5 ~2.0mg/L 或者 1.0 ~5.0mg/L。
[0049]實施例10:制備耐鹽除酚微生物菌劑實驗:
高鹽樣品取自連云港海邊底泥，取回后冷藏保存。
[0050]培養(yǎng)液含3~7%NaCl或Na2S04、牛肉膏、苯酚、營養(yǎng)元素、微量元素、pH為6.5^7.5，其中有機(jī)碳源:苯酚營養(yǎng)元素:尿素 0.f 2g/L、K2HPO4 0.15^2.5g/L、KH2PO4 0.05、.75g/UMgSO4 0.01 ~0.2g/L、CaCl2 0.01 ~0.02g/L ;微量元素:MnCl2 0.ΟΟ1-Ο.4mg/L、H3BO3 0.001-0.4mg/L、CoCl2 0.Ο1-Ο.2mg/L、CuCl2 0.005~0.2mg/L、NiCl2 0.005~0.2mg/L、Na2MoO4 0.001-0.3mg/L、ZnCl2 0.005~0.2mg/L，F(xiàn)eSO4 0.1~2mg/L、EDTA 0.3~6mg/L
制備步驟:
取廣5g底泥加入250mL三角瓶，裝入50mL培養(yǎng)液，其中牛肉膏0.05~10g/L、蛋白胨
0.05~10g/L、酵母粉0.05~10g/L，在溫度為20~30°C、pH為6.5~7.5條件下振蕩培養(yǎng)6(Tl20h，靜置30~120min后所得懸液即為含耐鹽微生物菌群的混合液。取ClOmL該混合液加入裝有50mL培養(yǎng)液的三角瓶，添加牛肉膏20(Tl000mg/L、苯酚2(T50mg/L，溫度2(T30°C震蕩培養(yǎng)24~48h。所得混合液即為含有耐鹽微生物菌群的混合液，能夠在3~7%NaCl或條件下對苯酚進(jìn)行降解。
[0051]繼續(xù)取該混合液加入到新鮮培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)，逐步提高苯酚的濃度，可提高所制備的耐鹽微生物菌劑降解苯酹的能力。
[0052]取該混合液IOOmL到1000mL三角瓶中，加入同樣的培養(yǎng)液進(jìn)行振蕩或曝氣培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為24~48h，可以將制備的菌劑進(jìn)行放大培養(yǎng)。再以該1000mL菌劑接種到10L裝置中進(jìn)行曝氣培養(yǎng)，可以獲得10L耐鹽微生物菌劑。通過這樣的方式進(jìn)行逐級放大培養(yǎng)，可以批量獲得耐鹽除酚微生物菌劑。
[0053]按照上述菌劑制備步驟，只是改變培養(yǎng)液中無機(jī)鹽的濃度，例如，可以在I~3%的NaCl或Na2SO4制備耐鹽除酚菌劑，也可以在5~10%的NaCl或Na2SO4制備耐鹽除酚菌劑，還可以在更高的鹽濃度下制備出耐鹽除酚菌劑。
[0054]按照上述菌劑制備方法，將培養(yǎng)液中的苯酚改為苯胺或其它有機(jī)物，可以制備得到在高鹽條件下能夠降解苯胺類或其它有機(jī)物的耐鹽微生物菌劑。
[0055]用上述菌劑處理高鹽含酚廢水，24h內(nèi)，可在總鹽I~10%范圍內(nèi)將1000mg/L的苯酚完全降解；可在總鹽10~17%范圍內(nèi)將500mg/L苯酚完全降解；可在總鹽17~25%范圍內(nèi)，將100mg/L苯酚完全降解，可在總鹽25~30%范圍內(nèi)，將50mg/L苯酚完全降解。
[0056]實施例11:制備耐鹽除酚嗜鹽微生物菌劑實驗:
高鹽樣品取自青海某鹽田。
[0057]培養(yǎng)液組成:(NH4)2S04 0.1-.0 g/L、K2HPO4 0.1~2.0 g/Lg/L、MgCl2 0.01-0.lg/UCaCl2 0.θ01-θ.lg/L、FeS04 0.001 ~0.01g/L、葡萄糖 0.05~2.0g/L、苯酚 0.01-0.5g/L、酵母膏0.f 2g/L、NaCl 18(T250g/L、微量元素、pH 7.5~8.5。由于培養(yǎng)液用自來水配制，因此未補(bǔ)加微量元素。
[0058]制備方法:
取約Ig高鹽樣品加入250mL三角瓶，其中含有50mL培養(yǎng)液，放入恒溫?fù)u床于2(T30°C培養(yǎng)至少120h。靜止后，所得上層懸液即為富集培養(yǎng)得到的含有嗜鹽菌的混合液。將該混合液轉(zhuǎn)接培養(yǎng)一次，接種比例5~20%，培養(yǎng)液中酵母膏0.2^0.5g/L、葡萄糖0.05、.1 g/L,苯酚0.θ1-θ.02g/L,在pH為7.5~8.5條件下培養(yǎng)48~120h。所得混合液即為能夠在17~25%的鹽濃度下降解苯酚的嗜鹽菌菌劑。
[0059]將該菌液繼續(xù)培養(yǎng)，并緩慢提高培養(yǎng)液中苯酚的濃度，可制備出除酚能力更加強(qiáng)大的嗜鹽菌菌劑。
[0060]將該菌液按照5~20%的比例接種逐級放大培養(yǎng)，可以批量制備耐鹽除酚嗜鹽菌菌劑。
[0061]實施例12:制備耐鹽厭氧微生物菌劑的實驗:
高鹽環(huán)境樣品取自海邊受污染的底泥，顏色發(fā)黑。
[0062]培養(yǎng)液組成:NH4Cl0.1-1.0g/L、K2HPO4 0.2~2.0g/L、KH2PO4 0.16~1.6g/L、MgSO40.θ1-θ.lg/L,CaCl2 0.lg/L、NaCl 30~80g/L、葡萄糖 0.5~5.0g/L、pH7.5~8.5。培養(yǎng)液采用海水進(jìn)行配制，因此未補(bǔ)加微量元素。
[0063]制備方法:
取l~5g海泥加入1000mL三角瓶，裝入500mL培養(yǎng)液，其中蛋白胨0.1-θ.5g/L、酵母粉
0.05~0.3g/L、葡萄糖 0.1-0.5g/L、純堿 0.1-θ.5g/L，在溫度 30-40°C、ρΗ7.5~8.5 條件下恒溫培養(yǎng)120~240h。將上清液加入新鮮培養(yǎng)液中，仍然在厭氧條件下進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度30-40°C、pH為7.5~8.5，培養(yǎng)時間120h以上。如此轉(zhuǎn)接培養(yǎng)5~10個周期，可制備得到耐鹽厭氧微生物菌劑。
[0064]實施例13:制備耐鹽厭氧微生物菌劑的實驗:
高鹽環(huán)境樣品取自青海某鹽湖湖底沉積物。
[0065]培養(yǎng)液組成為:(NH4)2S04 0.1~2g/L、K2HPO4 0.15~2.5g/L、KH2PO4 0.05~0.75g/L、MgSO4 0.θ1-θ.2g/L、CaCl2 0.θ1-θ.02g/L、MnCl2 0.ΟΟ1-Ο.4mg/L、H3BO3 0.ΟΟ1-Ο.4mg/L、CoCl2 0.01-0.2mg/L、CuCl2 0.005~0.2mg/L、NiCl2 0.005~0.2mg/L、Na2MoO4
0.ΟΟ1-Ο.3mg/L, ZnCl2 0.005~0.2mg/L，F(xiàn)eSO4 0.1~2mg/L、EDTA 0.3~6mg/L，NaCl 5 ~10%,葡萄糖 0.5 ~10g/L, NaHC03 2 ~20g/L, pH 7.5 ~8.5。
[0066]取IOg鹽湖沉積物，用上述培養(yǎng)液稀釋至IOOmL,攪拌30~120min，靜置30min后，將除沙土以外的其余混合液加入到6000mL帶攪拌的有機(jī)玻璃裝置，然后加入5000mL上述培養(yǎng)液，其中COD為500mg/L，開動慢速攪拌進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中溫度30~35°C、pH7.5~8.5。培養(yǎng)120h。然后排掉清夜500mL，加入上述培養(yǎng)液的10倍濃縮液約500mL，然后加入葡萄糖，調(diào)節(jié)PH，使COD為500mg/L，pH為7.5~8.5，培養(yǎng)24h。然后排掉500mL混合液，再加入500mL濃縮培養(yǎng)液，加入葡萄糖使COD增加至500~600mg/L。由此保持培養(yǎng)過程中溫度和PH的穩(wěn)定，逐漸增加葡萄糖，可在30~90天內(nèi)制備出對葡萄糖具有很強(qiáng)水解酸化能力的耐鹽菌劑。
[0067]上述菌劑制備過程中，若延長每個周期的培養(yǎng)時間，直至產(chǎn)甲烷并檢測COD去除率> 90%再進(jìn)行下一周期的培養(yǎng)，培養(yǎng)出的耐鹽微生物菌劑將含有耐鹽產(chǎn)甲烷菌群。
[0068]此外，照上述菌劑制備步驟，改變培養(yǎng)過程中的NaCl濃度，并適當(dāng)調(diào)整每個培養(yǎng)周期的時間，并保證溫度和PH在設(shè)定的范圍內(nèi)，都能夠培養(yǎng)出具有相應(yīng)厭氧降解能力的耐鹽微生物菌劑。[0069]實施例14:制備耐鹽耐堿微生物菌劑的實驗:
高鹽環(huán)境樣品取自西藏某碳酸鹽型鹽湖，取回后4 °C冷藏保存。
[0070]培養(yǎng)液組成=(NH4)2SO40.2~1.0g/L、MgSO4 0.1~2.0g/L、CaCl2 0.05~0.20g/UFeCl2 0.005 ~0.02g/L、MnCl2 0.001~0.04mg/L, H3BO3 0.001 ~0.04mg/L、CoCl20.01~0.02mg/L、CuCl2 0.005~0.2mg/L、NiCl2 0.005~0.2mg/L、Na2MoO4 0.01~0.03mg/L、ZnCl2 0.005~0.02mg/L,、EDTA 0.3~5mg/L、3~9%Κ2ΗΡ04、葡萄糖、苯酚、蛋白胨、pH 為9.0~12.0。
[0071]制備步驟:
250mL三角瓶中，加入IOOmL培養(yǎng)液，其中苯酚20~50、葡萄糖100~200mg/L、蛋白胨100~500mg/L，再加入約1~5g鹽湖沉積物，置于恒溫?fù)u床于5~15°C、15~25°C或25~35°C，轉(zhuǎn)速15(T300rpm培養(yǎng)72~240h，所得即為含有耐堿微生物的種子液。靜置半小時，取種子液5~1OmL加入三角瓶中，再補(bǔ)充IOOmL培養(yǎng)液，于溫度為5~15°C、15~25°C、25~35°C、35~45°C或45~55°C、轉(zhuǎn)速為15(T300rpm培養(yǎng)24~72h。如此轉(zhuǎn)接培養(yǎng)3~6個周期，其中苯酚濃度增加至50~200mg/L、葡萄糖濃度增加至200~l000mg/L、蛋白胨濃度增加至500~5000mg/L。如此培養(yǎng)便可制備得到耐鹽耐堿微生物菌劑。
[0072]仍以鹽堿湖沉積物為高鹽樣品，培養(yǎng)步驟同上，只是無機(jī)鹽可以換成氯化鈉、硫酸鈉或氯化鈣，均可培養(yǎng)得到適鹽耐堿微生物菌劑。
[0073]實施例15:制備耐鹽耐酸微生物菌劑的實驗:
高鹽環(huán)境樣品取自新疆某硫酸鹽型鹽湖湖底沉積物。
[0074]培養(yǎng)液組成:NH4Cl0.5~1.0g/L、KH2PO4 0.5~2.0g/L、MgSO4 0.1~0.5g/L、CaCl20.02~0.05g/L、MnCl2 0.1~0.4mg/L、H3BO3 0.01~0.05mg/L、CoCl2 0.01~0.02mg/L、CuCl2 0.01~0.05mg/L、NiCl2 0.05~0.lmg/L、Na2MoO4 0.01~0.05mg/L、ZnCl2 0.05~0.lmg/L、FeSO4 I~5mg/L、NaCl 1 ~15%、葡萄糖 0.5 ~20g/L、酵母粉 0.5 ~2.0g/L、pH 2.0 ~5.0。
[0075]制備步驟:
取5000mL培養(yǎng)液，加入IOg高鹽沉積物，其中葡萄糖500~1000mg/L，曝氣培養(yǎng)，控制溫度32~35°C，培養(yǎng)72h。然后轉(zhuǎn)接培養(yǎng)24h，培養(yǎng)液其它成分保持不變，葡萄糖濃度為500~1000mg/L。保持培養(yǎng)周期為24h，溫度32~35°C、pH為2.0~5.0，并逐漸增加轉(zhuǎn)接培養(yǎng)過程中葡萄糖的濃度；經(jīng)過5~IOd的培養(yǎng)，能夠迅速制備得到耐鹽耐酸微生物菌劑。
[0076]按照上述步驟，只是將培養(yǎng)液中的NaCl換成Na2S04、KN03、CaCl2或其它無機(jī)鹽，同樣可以制備得到耐鹽耐酸微生物菌劑。
[0077]實施例16:耐鹽微生物菌劑的耐鹽能力和抗鹽度沖擊能力試驗:
為研究本發(fā)明制備的耐鹽好氧污泥的抗鹽度沖擊能力，首先在300L有機(jī)玻璃污水處理裝置中按照實施例1的步驟培養(yǎng)得到耐鹽微生物菌劑。然后將其部分分裝到7個6L有機(jī)玻璃裝置中。試驗處理設(shè)置進(jìn)水鹽濃度分別為0%、1%、3%、5%、8%、10%和15%，其中5%鹽濃度進(jìn)水為對照；以甲醇和苯酚為模擬廢水中有機(jī)污染物，進(jìn)水COD和酚濃度分別為3000mg/L和700mg/L，水力停留時間HRT為24h ;試驗分為2個階段:鹽度沖擊階段和鹽度恢復(fù)階段，分別進(jìn)行I個月。在鹽度沖擊階段，分別按照0%、1%、3%、5%、8%、10%和15%鹽濃度進(jìn)水，每次換水3000mL ;在鹽度反轉(zhuǎn)恢復(fù)階段，所有處理恢復(fù)5%進(jìn)水鹽濃度。通過測定出水COD.酚濃度、SV30^MLSS和MLVSS、污泥外觀來反映鹽度沖擊造成的影響。
[0078]試驗結(jié)果表明，采用本專利方法培養(yǎng)的耐鹽菌劑，在1%~15%進(jìn)水鹽濃度沖擊下:耐鹽好氧活性污泥能夠很好的抵抗鹽度沖擊，鹽度沖擊未對COD和酚的降解效果產(chǎn)生顯著影響，并且耐鹽污泥系統(tǒng)在鹽度 沖擊后很快恢復(fù)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備耐鹽微生物菌劑的方法，其特征在于，其步驟是:在敞開的培養(yǎng)裝置中，直接在總鹽濃度I~30%的條件下對高鹽環(huán)境樣品中的耐鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)，所得培養(yǎng)液即為耐鹽微生物菌劑；培養(yǎng)過程中，按常規(guī)培養(yǎng)方法需要適量添加有機(jī)碳源、營養(yǎng)兀素和微量元素，控制PH、溫度、溶解氧、總鹽保持穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的敞開的培養(yǎng)裝置在培養(yǎng)過程中，始終與空氣保持連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述高鹽環(huán)境樣品來源但不限于:海洋、死海、鹽湖、鹽田、鹽堿地、鹽礦、鹽井、曬鹽場、腌制品、高鹽廢水、土壤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:菌劑制備過程中加入的有機(jī)碳源至少為I種，且其B/C≥0.2，優(yōu)選B/C≥0.4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:菌劑制備過程中加入的營養(yǎng)元素是N、P、K、S、Fe、Ca、Mg中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:菌劑制備過程中加入的微量元素是Mn、Zn、Cu、Co、N1、B、V、Se 和 Mo 中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:培養(yǎng)過程中pH為5.0~9.5，優(yōu)選7.5~8.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:培養(yǎng)過程中溫度為5~15°C或者15 ~40°C或者 40°C~55°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:培養(yǎng)過程為厭氧，或控制溶解氧為0.1 ~0.5mg/L 或者 0.5 ~2.0mg/L 或者 1.0 ~5.0mg/L。
【文檔編號】C12N1/20GK103540555SQ201310540099
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】徐軍, 王開春, 董自斌, 李學(xué)字, 云干, 趙焰, 楊志林, 劉志奎 申請人:中藍(lán)連海設(shè)計研究院