CN101538543B

CN101538543B - 低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101538543B
Application number: CN2009100715910A
Authority: CN
Inventors: 李伟光; 张多英; 王广智; 郜玉楠; 刘水
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: CN101538543A

Abstract

低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂及其制备方法，它涉及一种复合菌剂及其制备方法。它解决了现有菌剂在低温条件下生物活性低、生长速度缓慢；在处理水中有机物及氨氮时存在有机、有毒物难降，水中亚硝酸盐和硝酸盐积累现象，产生N₂O对环境造成二次污染的问题。产品：复合菌剂由Acinetobacter lwoffiiSRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2、巨大芽孢杆菌X2和液体培养基制成。方法：一、将原料菌种进行活化处理；二、富集培养；三、将菌种按体积比混合后加入液体培养基，即得。本发明得到的复合菌剂在低温条件下生物活性高、生长速度快且能在低温条件下处理微污染水源水，效果明显，且出水硝酸盐与亚硝酸盐类不积累，不产生N₂O，安全可靠。

Description

低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合菌剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国工业的发展和农用化学品的增加，饮用水源受到严重污染，并呈发展趋势；微污染水源水是指受到有机物污染，使得部分项目的指标超过卫生标准。这类水中所含的污染物种类较多、性质较复杂，其水质主要受排入的工业废水和生活污水影响，在江河水源地表现为氨氮、总磷、色度、有机物等含量超标。在湖泊水库水源上，表现为水库和湖泊水体的富营养化，并在一定时期藻类孽生，造成水质恶化，腐烂时腥臭逼人。目前，生物处理技术因具有操作简单、运行方便、对后续处理工艺影响小，运行管理费用增加少，因而得到广泛应用。但是由于微污染原水自身水质特征，使得现有菌剂在低温条件下生物活性低、生长速度缓慢；在处理水中有机物及氨氮时存在有机、有毒物难降解，水中亚硝酸盐和硝酸盐积累现象，对人体有危害，且会产生N₂O，对环境造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有菌剂在低温条件下生物活性低、生长速度缓慢；在处理水中有机物及氨氮时存在有机、有毒物难降解，水中亚硝酸盐和硝酸盐积累现象，产生N₂O对环境造成二次污染的问题，而提供低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂及其制备方法。

低温条件下去除微污染水源水的复合菌剂由Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)X2和液体培养基制成；其中Acinetobacter lwoffii SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.5～2.0μm，宽1.0～1.5μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为1.5～2.0μm、宽为1.0～1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；液体培养基每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0；其中将Acinetobacter lwoffiiSRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL，而后Acinetobacterlwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按1～3∶2～4∶1～3体积比混合。

低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂的制备方法按以下步骤实现：一、将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2分别接种于固体培养基上进行活化；二、挑取活化好的单菌落分别接种于液体培养基上，在温度为15～20℃、振荡速度为150～170r/min的好氧条件下富集培养1～3天；三、将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL，而后Acinetobacter lwoffiiSRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按1～3∶2～4∶1～3体积比混合，即得低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂；其中步骤一中Acinetobacterlwoffii SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.5～2.0μm，宽1.0～1.5μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为1.5～2.0μm、宽为1.0～1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；其中步骤一中固体培养基为每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、2％的琼脂、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0；步骤二中液体培养基每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0。

本发明中得到的复合菌剂在低温(2～5℃)条件下仍有较高的生物活性(脱氢酶活性为40～45mgTF/L·h)；经测得复合菌剂在8h后生产速度表现出呈快速生长的趋势。本发明得到的复合菌剂在低温条件下(2～10℃)对微污染水源水中有机物具有较强的降解能力(最大去除率为81％，平均去除率为68％)，同时能够降解氨氮(最大去除率为86％，平均去除率为70％)；本发明得到的复合菌剂对外界环境变化抵抗能力强，本发明得到的复合菌剂应用于生物处理***中，可缩短生物处理***的启动时间，在短时期内起到理想处理效果；本发明得到的复合菌剂使用方便，操作管理简单，效果明显，且出水硝酸盐与亚硝酸盐类不积累，不产生N₂O，安全可靠。

本发明中低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂中的SRA10为鲁菲不动杆菌Acinetobacter lwoffii，属于不动杆菌属(Acinetobacter)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日。

附图说明

图1为具体实施方式十一得到低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂处理松花江污水对氨氮去除率的曲线图，图2为具体实施方式十一得到低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂处理松花江污水对有机物去除率的曲线图，图中

为进水氨氮浓度、图中

为出水氨氮浓度、图中

为出水亚硝酸盐浓度、图中

出水硝酸盐浓度，图3为具体实施方式十一得到低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂生长曲线图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂由Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2和液体培养基制成；其中Acinetobacterlwoffii SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区大屯路)保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.5～2.0μm，宽1.0～1.5μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为1.5～2.0μm、宽为1.0～1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；液体培养基每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0；其中将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL，而后Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按1～3∶2～4∶1～3体积比混合。

本实施方式中的醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2属于不动杆菌属(Acinetobacter)，该菌记载于《中国环境科学》2001年3期《醋酸钙不动杆菌PHEA-2对苯酚的降解特性研究》一文中，该菌株可由《醋酸钙不动杆菌PHEA-2对苯酚的降解特性研究》作者处购得。

本实施方式中的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2属于芽孢杆菌属(Bacillus)，该菌记载于《沈阳农业大学学报》2006年4期607～610《巨大芽孢杆菌对养殖水体氨氮降解特性研究》一文中，该菌株可由《巨大芽孢杆菌对养殖水体氨氮降解特性研究》作者处购得。

本实施方式中低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂中的鲁菲不动杆菌与醋酸钙不动杆菌是根据《伯杰细菌鉴定手册》判定为不动杆菌属。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是Acinetobacter lwoffiiSRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2的体积比为2∶3∶2。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是液体培养基每1000mL由5g的胰蛋白胨、3g的酵母浸粉、3g的牛肉膏、5g的NaCl、0.9g的Na₂HPO₄、2g的KH₂PO₄、5g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为7.0。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂的制备方法按以下步骤实现：一、将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2分别接种于固体培养基上进行活化；二、挑取活化好的单菌落分别接种于液体培养基上，在温度为15～20℃、振荡速度为150～170r/min的好氧条件下富集培养1～3天；三、将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL，而后Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按1～3∶2～4∶1～3体积比混合，即得低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂；其中步骤一中Acinetobacter lwoffii SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.5～2.0μm，宽1.0～1.5μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为1.5～2.0μm、宽为1.0～1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；其中步骤一中固体培养基为每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、2％的琼脂、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0；步骤二中液体培养基每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0。

本实施方式步骤一中固体培养基在121℃下灭菌30min后使用。

本实施方式步骤二与步骤三中的液体培养基在121℃下灭菌30min后使用。

本实施方式得到的复合菌剂在0～10℃保存；得到的复合菌剂细菌总数大于10⁹CFU/ml。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤一中固体培养基为每1000mL由5g的胰蛋白胨、3g的酵母浸粉、3g的牛肉膏、5g的NaCl、0.9g的Na₂HPO₄、2g的KH₂PO₄、2％的琼脂、5g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0。其它步骤及参数与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤二中液体培养基每1000mL由5g的胰蛋白胨、3g的酵母浸粉、3g的牛肉膏、5g的NaCl、0.9g的Na₂HPO₄、2g的KH₂PO₄、5g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为7.0。其它步骤及参数与具体实施方式四相同

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六不同的是步骤二中振荡速度为155～165r/min。其它步骤及参数与具体实施方式四至六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至六不同的是步骤二中振荡速度为160r/min。其它步骤及参数与具体实施方式四至六相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四至八不同的是步骤三中将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹个/mL、10⁹个/mL、10⁹个/mL。其它步骤及参数与具体实施方式四至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四至九不同的是步骤三中将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按2∶3∶2的体积比混合。其它步骤及参数与具体实施方式四至九相同。

具体实施方式十一：本实施方式低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂的制备方法按以下步骤实现：一、将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2分别接种于固体培养基上进行活化；二、挑取活化好的单菌落分别接种于液体培养基上，在温度为18℃、振荡速度为160r/min的好氧条件下富集培养2天；三、将Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹个/mL、10⁹个/mL、10⁹个/mL，而后Acinetobacter lwoffii SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按2∶3∶2体积比混合，即得低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂；其中步骤一中Acinetobacter lwoffii SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.8μm，宽1.4μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为2.0μm、宽为1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；固体培养基为每1000mL由5g的胰蛋白胨、3g的酵母浸粉、3g的牛肉膏、5g的NaCl、0.9g的Na₂HPO₄、2g的KH₂PO₄、2％琼脂、5g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为7.0；步骤二中液体培养基每1 000mL由5g的胰蛋白胨、3g的酵母浸粉、3g的牛肉膏、5g的NaCl、0.9g的Na₂HPO₄、2g的KH₂PO₄、5g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为7.0。

本实施方式得到的低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂净化从黑龙江省松花江水域采集的江水，在2～8℃的条件下经纳氏试剂光度法检测氨氮的含量，如图1所示，运行40天后氨氮去除率为最大去除率为81％，平均去除率为68％，且出水氨氮浓度为0～1mg/L；经测得如图2所示，运行40天后有机物去除率为最大去除率为86％，平均去除率为70％，且无硝酸盐和亚硝酸盐积累，不产生N₂O并出水COD_Mn为0～3mg/L。通过图1与图2可以明确的看出，本发明得到的复合菌剂在低温条件下对微污染水源水有理想的处理效果。

本实施方式得到的低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂在温度为3℃，pH值为7，转速为170r/min的条件下的生长曲线如图3所示，从图3中可以看出复合菌剂8h后生长速度表现出呈快速生长的趋势。

Claims

1.低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂，其特征在于低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂由鲁菲不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)PHEA-2、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2和液体培养基制成；其中鲁菲不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.5～2.0μm，宽1.0～1.5μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为1.5～2.0μm、宽为1.0～1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；液体培养基每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0；其中将鲁菲不动杆菌SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL，而后鲁菲不动杆菌SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按1～3∶2～4∶1～3体积比混合。

2.制备如权利要求1所述低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂方法，其特征在于低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂的制备方法按以下步骤实现：一、将鲁菲不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)SRA10、醋酸钙不动杆菌(Acinetobactercalcoaceticus)PHEA-2和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)X2分别接种于固体培养基上进行活化；二、挑取活化好的单菌落分别接种于液体培养基上，在温度为15～20℃、振荡速度为150～170r/min的好氧条件下富集培养1～3天；三、将鲁菲不动杆菌SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2分别接种于液体培养基中培养至细菌数为10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL、10⁹～10¹⁰个/mL，而后鲁菲不动杆菌SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按1～3∶2～4∶1～3体积比混合，即得低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂；其中步骤一中鲁菲不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)SRA10已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.2889，保藏日期为2009年1月19日；醋酸钙不动杆菌PHEA-2短杆或球形，长1.5～2.0μm，宽1.0～1.5μm，无芽孢和鞭毛，进行抽搐运动；巨大芽孢杆菌X2为杆状，末端圆，呈单个或呈短链排列，进行抽搐运动，芽胞的长为1.5～2.0μm、宽为1.0～1.2μm，呈椭圆形，中生或次端生；其中步骤一中固体培养基为每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、2％的琼脂、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0；步骤二中液体培养基每1000mL由2～7g的胰蛋白胨、1～5g的酵母浸粉、2～8g的牛肉膏、3～9g的NaCl、0.5～2g的Na₂HPO₄、1～5g的KH₂PO₄、3～10g的NH₄Cl和余量的水组成，pH值为6.0～8.0。

3.根据权利要求2所述的低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂的制备方法，其特征在于步骤二中振荡速度为155～165r/min。

4.根据权利要求2或3所述的低温条件下处理微污染水源水的复合菌剂的制备方法，其特征在于步骤三中鲁菲不动杆菌SRA10、醋酸钙不动杆菌PHEA-2和巨大芽孢杆菌X2按2∶3∶2体积比混合。