一种确定固定化耐盐菌处理高盐废水最优条件的方法与流程

本发明涉及高盐废水处理，将运用于有机化工、煤化工、纺织印染、石油开采等产生的高盐废水，具体是指一种确定固定化耐盐菌处理高盐废水最优条件的方法。

背景技术：

高盐度废水是指总含盐质量分水不小于1％的废水，不仅会腐蚀建筑物、工业设备，而且会使得好氧生物处理系统处理效率显著下降，导致出水不能达到预期的效果。目前处理含盐废水的物化方法投资运行费用较高，易造成二次污染而难以在实际生产过程中推广应用。生化法因处理费用较低、应用范围广且不易造成二次污染而被广泛利用。

传统的微生物处理体系中，菌体往往自然沉降困难，不可避免地产生菌体流失和固液分离难等问题，必须借助于离心机或化学凝聚剂，增加了处理费用，严重影响其在生产中的推广应用，从而促进了微生物固定化技术的研究与发展。

包埋-交联法作为微生物固定化方法中的一种优点较为突出。利用包埋-交联法固定化过程中，微生物活性所受抑制较低，并且有较高的机械强度和稳定性。这种方法的特点是，是将微生物细胞直接包裹在固定化载体中，操作相对比较简单，而且对微生物活性影响小，该方法在目前微生物固定化技术中的应用最为广泛。

使用包埋-交联固定法时须注意固定化条件的选择，以保证较好的传质性能，本方法通过对固定化条件的优化，使固定化载体不易被微生物分解，并具有强度高，稳定性好，经济适用等特点。

技术实现要素：

以解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种确定固定化耐盐菌处理高盐废水最优条件的方法，方法简单，效率高，鉴定准确，废水的cod去除率显著提高。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种确定固定化耐盐菌处理高盐废水最优条件的方法，其特征在于，包括步骤：

首先从海边取回海泥，保持c:n:p为100:5:1，进行曝气培养与驯化，然后从其中筛选分离出高效的耐盐菌株，通过革兰氏染色实验探究细菌的理化性质，进一步通过16srdna测序确定细菌的品种，方便以后在实际中的应用。然后将筛选分离出的高效优势菌株进行扩大化培养，制成菌粉，利用菌粉进行菌株固定化实验。

菌株固定化实验包括单因素实验、plackett-burman实验及响应面实验，单因素实验主要考察海藻酸钠浓度、cacl2浓度、进水cod、包埋材料ph、包埋量、进水盐度、交联时间七个因素的影响，通过实验确定各个因素的最佳水平，在此基础上进行plackett-burman实验。以单因素实验确定的最佳水平为plackett-burman实验的中心水平，并确定根据实际情况确定根据实际情况确定低水平与高水平，并利用软件对各因素与响应值之间的关系进行多元线性拟合，以此通过plackett-burman实验筛选出主要的影响因素。

然后在plackett-burman实验筛选出的主要影响因素的基础上进行相应面实验，根据软件给出的实验设计表进行实验，并对各显著因素与响应值之间的关系进行多元非线性拟合，并给出各因素与响应值之间的等高线图及3d曲面图，以此确定最高响应值对应的各个因素的水平，由此可以确定最佳的实验条件。

具体实施步骤如下：

步骤1：从海边取回海泥，保持c:n:p为100:5:1，进行曝气培养与驯化从近海底泥中分离纯化出耐盐菌株；

步骤2：通过革兰氏染色、16srdna鉴定菌株；

步骤3：以海藻酸钠为包埋剂、以cacl2为交联剂进行固定化实验；

步骤4：通过单因素实验探究各因素对耐盐菌处理高盐废水的影响；

步骤5：在步骤4基础上借助designexpert8.0.4进行plackett-burman实验；

步骤6：基于plackett-burman实验的结论，借助designexpert8.0.4进行响应面实验，得到显著影响因素与响应值之间的多元非线性关系式。

进一步的，所述菌株通过鉴定得知该菌株为地衣芽孢杆菌，呈革兰氏阳性。以该菌16srdna的引物16s-1492r进行pcr扩增，得到基因测序如：sequencelisting。

进一步的，所述单因素中各变量为海藻酸钠浓度、cacl2浓度、进水cod、包埋材料ph、包埋量、进水盐度及交联时间。

进一步的，所述单因素最佳水平为海藻酸钠与cacl2溶液浓度均为2％，进水cod为8000mg/l，包埋材料ph为7，包埋量为2.5g/l，进水盐度为3％，交联时间为24h。

进一步的，所述plackett-burman实验显著性影响因素为包埋量、进水cod及海藻酸钠浓度。

进一步的，所述固定化实验最佳条件为包埋量2.33g/l，进水cod为7957.45mg/l，海藻酸钠浓度1.94％。

本发明的有益效果是：

本发明在最佳实验条件下采用该耐盐菌处理高盐废水，制备固定化耐盐菌颗粒，以cod去除率为指标，处理效率达到72.45％。最优固定化条件的确定使固定化载体不易被微生物分解，并具有强度高，稳定性好等特点，同时固定化颗粒可回收利用，减少污染，经济便捷。

附图说明

图1为本发明所述革兰氏染色后在显微镜下所观察的形态；

图2为本发明所述固定化耐盐菌颗粒；

图3为本发明所述海藻酸钠浓度对cod去除率的影响；

图4为本发明所述cacl2浓度对cod去除率的影响；

图5为本发明所述进水cod浓度对cod去除率的影响；

图6为本发明所述包埋剂ph对cod去除率的影响；

图7为本发明所述包埋量对cod去除率的影响；

图8为本发明所述进水盐度对cod去除率的影响；

图9为本发明所述交联时间对cod去除率的影响；

图10为本发明所述帕累托图；

图11为本发明所述进水cod浓度与包埋量对cod去除率的3d曲面图；

图12为本发明所述海藻酸钠浓度与包埋量对cod去除率的3d曲面图；

图13为本发明所述海藻酸钠浓度与进水cod浓度对cod去除率的3d曲面图。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。

一种确定固定化耐盐菌处理高盐废水最优条件的方法，包括以下步骤：

步骤1：从近海底泥中分离纯化出耐盐菌株；

步骤2：通过革兰氏染色、16srdna鉴定菌株；

步骤3：以海藻酸钠为包埋剂、以cacl2为交联剂进行固定化实验；

步骤4：通过单因素实验探究各因素对耐盐菌处理高盐废水的影响；

步骤5：在步骤4基础上借助designexpert8.0.4进行plackett-burman实验；

步骤6：基于plackett-burman实验的结论，借助designexpert8.0.4进行响应面实验，得到显著影响因素与响应值之间的多元非线性关系式。

所述菌株通过鉴定得知该菌株为地衣芽孢杆菌，呈革兰氏阳性。以该菌16srdna的引物16s-1492r进行pcr扩增，得到基因测序结果：sequencelisting，将菌株的16srdna序列输入国际genbank数据库进行同源性比较，结果发现，菌株的16srdna序列与bacilluslicheniformisatcc14580的同源性匹配度达96％，经鉴定菌株为地衣芽孢杆菌atcc14580。

所述单因素中各变量为海藻酸钠浓度、cacl2浓度、进水cod、包埋材料ph、包埋量、进水盐度及交联时间。

所述单因素最佳水平为海藻酸钠与cacl2溶液浓度均为2％，进水cod为8000mg/l，包埋材料ph为7，包埋量为2.5g/l，进水盐度为3％，交联时间为24h。

所述plackett-burman实验显著性影响因素为包埋量、进水cod及海藻酸钠浓度，且此三个因素之间

交互影响明显。

所述固定化实验最佳条件为包埋量2.33g/l，进水cod为7957.45mg/l，海藻酸钠浓度1.94％。

在最佳实验条件下采用该耐盐菌处理高盐废水，制备固定化耐盐菌颗粒，处理效率达到72.45％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

序列表

<110>青岛科技大学

<120>一种确定固定化耐盐菌处理高盐废水最优条件的方法

<130>2018-12-27

<160>1

<170>siposequencelisting1.0

<210>1

<211>600

<212>dna

<213>人工序列(artificialsequence)

<400>1

gtgacgggccgtgtgtaaggcccgggaacgtattcaccgcggcatgctgatccgcgatta60

ctagcgattccagcttcacgcagtcgagttgcagactgcgatccgaactgagaacagatt120

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