一种复合菌剂、及制备方法和处理含盐污水的方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合菌剂、及制备方法和处理含盐污水的方法，包括嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌；其制备方法是将各组分分别在不同盐浓度下进行液体培养，各菌液达到一定菌量时混合得到复合菌剂；该复合菌剂能够投加入污水中用于处理含盐污水。由于复合菌剂中不同菌种在不同含盐条件下的生长状态不同，在高中低三大盐度范围均有其优势生长菌种，故而该复合菌剂能够处理不同盐度的有机污水，适用范围更广。
【专利说明】一种复合菌剂、及制备方法和处理含盐污水的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合菌剂，该复合菌剂制备方法，以及利用该复合菌剂处理含盐污水的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着城市化进程的加快和经济的迅速发展，淡水资源日益紧缺，许多沿海城市开始推行海水直接利用，如用于工业冷却水、工业生产用水以及城市生活用水。海水利用量的增加将会导致高盐度污水排放量的增加。同时，随着工业的快速发展，高盐度工业污水排放量也在迅速增加。
[0003]目前，对于高盐度污水采用的处理方法有电解法、膜分离法、焚烧法或深井灌注法，但这些方法因处理费用高而难于在实际中推广。热门的生物处理技术因其经济、高效而被广泛应用于污水处理中，但盐度过高时，会破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶，对微生物的生长产生抑制作用，从而使污水处理无法达到理想的效果。一些企业将高盐废水进行稀释后再运用生物处理技术，虽然使盐度降低到微生物能够承受的范围，但是会增加处理规模、基建投资以及运行费用，同时造成大量水资源的浪费。
[0004]随着细胞生物学、分子生物学等学科的迅速发展，国内外学者根据耐盐菌、嗜盐菌可以在高盐度环境中良好生长的特性，对利用耐盐菌、嗜盐菌等处理高盐污水进行了相应的研究，并取得了一定的进展。如污泥驯化法，即污泥在一定盐度范围内经过驯化后可对污水中的有机物进行有效地去除，但是对于含盐浓度很高的工业污水，所驯化的耐盐微生物由于能够耐受的盐度范 围有限，加之污泥需经过长期驯化，才能对高盐环境产生适应能力，因而采用污泥驯化方法并不能够有效处理含盐量很高的有机污水。当往高盐度污水处理系统中投加嗜盐菌或耐盐菌后，可缓解高盐度对活性污泥的不利影响，提高COD的去除率，邹小玲等对投加嗜盐菌与否好氧处理高盐度污水实例进行了比较，结果表明投加嗜盐菌后可改善高盐度污水的处理效率。
[0005]但是，目前的研究集中在嗜盐菌对单一类型高盐浓度的工业污水处理，对于同时处理不同盐度污水、应用范围广泛且效果突出的复合菌剂，还有待进一步开发。
【发明内容】
[0006]针对上述现存的技术问题，本发明首先提供一种处理含盐污水的复合菌剂，进一步提供该复合菌剂的制备方法，以及利用该复合菌剂进行含盐污水处理的方法，以达到处理不同盐浓度污水的效果。
[0007]为实现上述目的，本发明提供的复合菌剂，包括嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌。其中:嗜盐古菌需要高盐浓度来维持它们的细胞结构，最显著的特征是对高浓度NaCl的依赖，至少需要1.5mol/L的NaCl才能生长。嗜盐细菌能够在极端的盐环境下生长和繁殖，特别是在天然地盐湖和太阳蒸发盐池中生存，其细胞质能够抵抗外界的高盐度。耐盐细菌能够在较低盐度的环境中生长，耐受盐浓度范围有限。[0008]进一步的，所述的嗜盐古菌的菌量为IO7-1O8个/L，嗜盐细菌的菌量为IO8-1O9个/L，耐盐细菌的菌量为IO8-1O9个/L。
进一步的，推荐使用以下具体菌种:
所述的嗜盐古菌可以是盐红杆菌属iHalorubruid盒寝属iHaloarcula)中至少一种。盐红杆菌属(Malorubrum)在徽_ NaCl溶液中才能生长，且保持杆状，是饱和或近饱和的NaCl环境中的极端嗜盐菌。盐盒菌属(WoarcWa)用碳水化合物、羧酸、乙醇和氨基酸作为碳 源和能源，生活在盐湖、盐场和含盐土壤等中性盐环境中。
[0009]所述的嗜盐细菌可以是盐单胞菌属(Malormonas、、嗜盐芽孢杆菌属{Halobacillus)中至少一种。其中，盐单胞菌属(Worfflmas)具有很强的适应能力，对温度、盐度和氧气的适应范围广；而嗜盐芽孢杆菌属(Wo如ci77M)中等嗜盐，严格好氧，化能异养菌，两者在污水处理与生物修复方面可能具有重要的应用价值。
[0010]所述的耐盐细菌可以是芽孢杆菌属Ofeci77M)，其有机质分解力强:增殖的同时，会释出高活性的分解酶类，将难分解的大分子物质分解成可利用的小分子物质；抑菌、灭害力强:具有占据空间优势，抑制有害菌、病原菌等有害微生物的的生长繁殖；除臭力强:可以分解产生恶臭气体的有机物质、有机硫化物、有机氮等，大大改善场所的环境。
[0011]上述的所有菌均可市购或者从有关微生物保藏机构或者其它途径获得，能够在对应的培养基上按常规进行斜面活化培养和液体扩大培养，并且能够实现本发明的目的。
[0012]本发明提供的复合菌剂的制备方法，首先需要对嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌进行分开培养，由于三者对NaCl的需求和承受力不同，故对应的培养基中所加NaCl的浓度有所区别，具体包括如下步骤:
A、将嗜盐古菌接种到pH为7.5、NaCl浓度为2-5mol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下培养72h ；
将嗜盐细菌接种到PH为8.0,NaCl浓度为l-3mol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下分别培养24h ；
将耐盐细菌接种到PH为8.0,NaCl浓度为Ο-lmol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下分别培养24h ；
B、将步骤A所得的各菌液混合均匀，即得复合菌剂。
[0013]进一步的，所述的液体培养基还包括:酵母膏10g/L、蛋白胨7.5g/L、柠檬酸三钠3g/L、KCl 2g/L,MgSO4.7Η20 10g/L。另外，培养基必须添加的NaCl按上述制备方法步骤A中规定的量添加即可。
[0014]本发明提供的处理含盐污水的方法，包括向含盐污水中投加所述的复合菌剂的步骤，按含盐污水的1/100-10/100容积比添加，具体添加量还可随含盐污水的含盐量的不同而适当做调整，污水含盐量越高，所需的复合菌液的量就越多。
[0015]进一步的，该方法尤其适用于盐浓度为0-20%的含盐污水，超出此范围，则污水处理效果不显著。
[0016]进一步的，该方法还尤其适用于COD的浓度为500_1200mg/L的含盐污水，能够获
得较好的处理效果。
[0017]本发明优点在于，当嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌处于同一环境中时，它们会根据生长需求占据不同的生境:在污水盐浓度较高时，如含盐量10%-20%，嗜盐古菌成为该环境的优势菌种；在污水盐浓度中等时，如含盐量5%-10%，则嗜盐细菌成为该环境的优势菌种；在污水盐浓度较低时，如含盐量0%-5%，则耐盐细菌成为该环境的优势菌种。可见，由嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌配伍成复合菌剂中，对含盐污水处理发挥主要作用的菌株可随污水含盐量的不用而做实时调整，使得处理污水含盐的范围增大，菌剂的使用范围更广、使用条件更宽，使得含盐污水的处理更加简便。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0019]本发明克服已有菌剂设计的不足，充分发挥微生物菌剂中各微生物的积极作用，保证接种菌剂中各功能性微生物的有效利用，提供一种可处理不同环境下不同含盐度的污水的复合菌剂。
[0020]本发明的技术方案为:一种复合菌剂，包括嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌。上述实施例中，嗜盐古菌的菌量为IO7-1O8个/L，嗜盐细菌的菌量为IO8-1O9个/L，耐盐细菌的菌量为IO8-1O9个/L。上述的所有菌均可市购或者从有关微生物保藏机构或者其它途径获得，能够在对应的培养基上按常规进行斜面活化培养和液体扩大培养，并且能够实现本发明的目的。
[0021]上述各实施例中，所述的嗜盐古菌可以采用盐红杆菌属或者盐盒菌属(Maloarcula),或者盐红杆菌属(Ma 1rubrim)与盐盒菌属Qbloarcula )的组合,两者任意配比。所述的嗜盐细菌可以采用盐单胞菌属或者嗜盐芽孢杆菌属iHalobacillus ),或者盐单胞菌属{Halormonas、与嗜盐芽孢杆菌属的组合，两者任意配比。所述的耐 盐细菌可以是芽孢杆菌属(Meicillus)。
[0022]本发明关于制备上述复合菌剂的方法，首先市购或者从有关微生物保藏机构或者其它途径获得所需微生物。其次，准备好液态培养基，培养基配方主要包括:酵母膏10g/L、蛋白胨7.5g/L、柠檬酸三钠3g/L、KCl 2g/L、MgSO4.7H20 10g/L、以及NaCl。并且，因为嗜盐古菌在NaCl浓度为2.0-5.0moI/L生长适宜，嗜盐细菌在NaCl浓度为1.0-3.0moI/L生长适宜，耐盐细菌在NaCl浓度为0-1.0moI/L时生长适宜，故而依据所培养的微生物向培养基中添加不同浓度的NaCl，即将嗜盐古菌接种到pH为7.5、NaCl浓度为2-5mol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下培养72h ;将嗜盐细菌接种到pH为
8.0、NaCl浓度为l-3mol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下分别培养24h ;将耐盐细菌接种到pH为8.0、NaCl浓度为O-lmol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下分别培养24h。最后，将以上步骤所得的各菌液混合均匀，即得复合菌剂，且菌剂各组分要达到上述各实施例中对菌量的要求，才能取得明显的效果。
[0023]本发明关于利用上述复合菌剂处理含盐污水的方法，即向含盐污水中投加上述的复合菌剂，按含盐污水的1/100-10/100容积比添加，且具体添加量还可随含盐污水的含盐量的不同而适当做调整，污水含盐量越高，所加的复合菌液的量可以越多。该方法能够处理的污水的盐浓度为0-20%，COD的浓度为500-1200mg/L，超过上述范围，则菌剂作用见效不明显。
[0024]本处理含盐污水的方法根据微生物生长特性的不同，主要是耐盐性的不同，依靠复合菌剂的各组分在不同盐浓度条件下各自发挥作用，来增强菌剂的含盐污水处理能力。当嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌处于同一环境中时，它们会根据生长需求占据不同的生境，在较高盐浓度时，嗜盐古菌成为该环境的优势菌种，在较低的盐浓度时，则嗜盐细菌和耐盐细菌成为该环境的优势菌种，从而达到处理不同盐度的有机污水的目的。
[0025]试验一:在实验室内，采用生物滤柱和生物滤床对盐浓度约0.5%的食堂污水进行处理。具体处理设备为:利用有机玻璃制备生物滤柱，滤柱的填料由蛭石、沸石和果壳组成；利用水泥围成生物滤床，滤床的填料由蛭石、沸石和生物陶粒组成；滤柱底部通过导管连通到滤床内。处理步骤为:将复合菌剂再按1/20容积比投加于滤柱与滤床内，使污水自滤柱顶口流入，自滤床侧口流出，处理温度为25-35°C，处理水量为50L。待系统稳定后连续监测5d，分别测其C0D、TP和TN的进出水浓度及去除率。其中，COD:用重铬酸钾法测定；TN:用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定；TP:过硫酸钾消解钥酸铵分光光度法测定；盐浓度:用电导仪测定。
[0026]结果:首次投放复合菌剂至食堂污水中，其处理时间为18_24h。经过5d的连续监测，进水中COD浓度为(629±58)mg/L，TP浓度为(2.6±0.62)mg/L, TN浓度为(5.35±2.51)mg/L，较为稳定。经生物滤床处理后，出水COD值为56_72mg/L，TP值为0.46-1.27mg/L, TN值为1.25-2.27mg/L。可见，COD平均去除率为89.5%，TP平均去除率为59.5%，TN平均去除率为63.1%，TN去除率在60%左右，处理效果较好。
[0027]试验二:对一蔬菜腌制加工厂盐浓度为10%的蔬菜腌制污水进行处理，采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理工艺，先将复合菌剂利用液体培养基进行培养，再按1/10容积比投入工厂处理池中，处理温度25-35°C，溶解氧浓度2.5-4.5 mg/L, SBBR污水体积为1000L0待菌剂在弹性填料上挂膜稳定后，每隔2d测一次进出水的C0D、TP和TN值。其中，COD:用重铬酸钾法测定；TN:用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定；TP:过硫酸钾消解钥酸铵分光光度法测定；盐浓度:用电导仪测定。
[0028]结果:首次投放复合菌剂至处理池中，处理时间为18_24h。经过长达一个月的监测，显示进水中COD浓度为(1208±42) mg/L，TP浓度为(11.5± 1.5) mg/L，TN浓度为(122±10)mg/L，较为稳定。经菌剂实际处理后，出水COD值为56_88mg/L，TP值为l_2mg/L，TN值为20-28mg/L。可见，COD平均去除率为94.0%，TP平均去除率为88.6%，TN平均去除率为81.5%。处理后的蔬菜腌制污水的COD值小于88mg/L，已达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准。
[0029]试验三:在实验室内，采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理不同盐度的河水，具体为取样河水加入SBBR模拟反应器容器内，SBBR污水体积为50L，按体积的1/100向河水中投加复合菌剂，待复合菌剂挂膜于弹性填料后，在盐浓度为0.1%原河水中添加NaCl，分别配制成盐浓度分别为5%、8%、10%、20%的污水，处理温度25-35°C，溶解氧浓度2.0-3.5mg/L，在四种情况下分别测定处理前后COD值。其中，COD:用重铬酸钾法测定；盐浓度:用电导仪测定。
[0030]结果:首次投放复合菌剂至河水中，处理时间为12-18 h0当河水盐浓度为5%时，COD平均去除率为82.3% ；当河水盐浓度为8%时，COD平均去除率为83.9% ；当河水盐浓度为10%时，COD平均去除率为87.4% ；当河水盐浓度为20%时，COD平均去除率为72.4%。可见，处理盐浓度范围较宽的河水时，复合菌剂的处理效果始终保持在一个较好的状态，复合菌剂中的各组分在不同盐度条件下分别占有生长优势，即便在河水盐度不断改变的环境下，COD平均去除率也能稳定的保持较高的的水平。[0031]综上，研究开发适用于强化污水生物处理系统中降解有机物的复合菌剂，对于提高有机污水的处理效果具有重要意义。
【权利要求】
1.一种复合菌剂，其特征在于，包括嗜盐古菌、嗜盐细菌与耐盐细菌。
2.根据权利要求1所述的一种复合菌剂，其特征在于，所述的嗜盐古菌的菌量为IO7-1O8个/L，嗜盐细菌的菌量为IO8-1O9个/L，耐盐细菌的菌量为IO8-1O9个/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种复合菌剂，其特征在于，所述的嗜盐古菌可以是盐红杆菌属(Malorubrum )、盐盒菌属iHaloarcula )中至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种复合菌剂，其特征在于，所述的嗜盐细菌可以是盐单胞菌属(Worfflmas)、嗜盐芽孢杆菌属(MalobaciIlus、中至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种复合菌剂，其特征在于，所述的耐盐细菌可以是芽孢杆菌属 UiaciIlus )。
6.一种如权利要求1或2所述的复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: A、将嗜盐古菌接种到pH为7.5、NaCl浓度为2-5mol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm 的条件下培养72h ； 将嗜盐细菌接种到PH为8.0,NaCl浓度为Ο-lmol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下分别培养24h ； 将耐盐细菌接种到PH为8.0,NaCl浓度为l-3mol/L的液体培养基中，在温度为37°C、摇床转速为200rpm的条件下分别培养24h ； B、将步骤A所得的各菌液混合均匀，即得复合菌剂。
7.根据权利要求6所述的一种复合菌剂的制备方法,其特征在于,所述的液体培养基还包括:酵母膏 10g/L、蛋白胨 7.5g/L、柠檬酸三钠 3g/L、KCl 2g/L、MgSO4.7H20 10g/L。
8.—种处理含盐污水的方法，其特征在于，包括向含盐污水中投加权利要求1或2所述的复合菌剂的步骤，按含盐污水的1/100-10/100容积比添加。
9.根据权利要求8所述的一种处理含盐污水的方法，其特征在于，含盐污水的盐浓度为 0-20%ο
10.根据权利要求8或9所述的一种处理含盐污水的方法，其特征在于，含盐污水的COD 的浓度为 500-1200mg/L。
【文档编号】C12R1/01GK103740617SQ201310747633
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】温洪宇, 赵英刚 申请人:徐州煤炭工业环保设备工程公司