CN104845905B - 一种去除含色拉油废水cod的高效复合菌剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除含色拉油废水COD的高效复合菌剂及其应用。该复合菌剂由四种高效油脂降解菌组成，分别为热带假丝酵母HY‑A‑3、沙雷氏菌SH‑AB‑1、热带假丝酵母SZ2‑A‑3和粘质沙雷氏菌LB1‑AB‑2。本发明从污水处理厂活性污泥、餐厅下水道污水等中采集菌源样品，经分离筛选出高效去除含色拉油废水COD的单菌；然后通过复配实验构建高效复合菌剂，结果为由HY‑A‑3、SH‑AB‑1、SZ2‑A‑3和LB1‑AB‑2构建的菌剂组合对COD去除率最高。当复合菌剂的浓度为1‑5％时，对色拉油废水COD的去除率高达75％以上。该菌剂在色拉油废水处理工程中有很好的应用前景和价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种去除含色拉油废水COD的高效复合菌剂，还涉及去除色拉油废水COD的复合菌剂应用方法。
背景技术
随着色拉油需求量急剧上升，色拉油加工中的高浓度含油废水对环境造成的影响已引起关注。色拉油加工废水是指对大豆等压榨或浸出所得的毛油进行脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡、脱酯等处理所产生的废水。此精炼过程中产生大量的有机废水，这种废水的特点是高COD(ρCOD可达10000mg/L以上)、油含量大(ρoil可达3000mg/L以上)、B/C 0.5-0.6。目前对于色拉油加工废水的处理多采用物化法预处理除油及活性污泥工艺或厌氧工艺处理。部分油脂进入污水处理***后，通常会导致产生气泡，并会促进丝状菌的生长，影响污水处理生化***的运行。因此为强化色拉油废水处理过程中的生化***的除油功能，加快对油脂的降解，降低***出水超标的可能性，减少产生的泡沫，本发明提供的色拉油废水处理的核心——强化微生物，利用从自然界中筛选得到的酵母菌及细菌构成的功能菌群，在好氧生物处理工艺中对高浓度的脂肪酸、甘油酯及其它有机物进行高效分解，以实现提高污水处理***的出水水质。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高效的去除色拉油废水COD的复合菌剂及其制备方法。
本发明的另一目的是提供上述复合菌剂的应用方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种去除含色拉油废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂包括菌株：热带假丝酵母HY-A-3，CGMCC No.10424；沙雷氏菌SH-AB-1，CGMCC No.10427；热带假丝酵母SZ2-A-3，CGMCC No.10425；粘质沙雷氏菌LB1-AB-2，CGMCC No.10426。
进一步，所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的25-45％、25-45％、8-25％和2-25％。
进一步，所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的30-40％、30-40％、15-20％、3-20％。
进一步，所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的33％、33％、17％、17％。
本发明还提供了一种去除含色拉油废水COD的复合菌剂的制备方法，包括以下步骤：分别取假丝酵母HY-A-3和SZ2-A-3单菌落接种于100mL酵母浸出粉胨葡萄糖培养基中，取沙雷氏菌SH-AB-1和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2单菌落接种于100mL牛肉膏蛋白胨液体培养基中，在180rpm、28℃下振荡培养18h；将培养18h的四株菌进行复合。
本发明还提供了一种去除含色拉油废水COD的方法，包括如下步骤：将包含热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的复合菌剂分别按占总菌量体积的25-45％、25-45％、8-25％和2-25％的配比接种于色拉油废水中，以及培养2～3天。
进一步，所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的30-40％、30-40％、15-20％和3-20％。
更进一步，所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的33％、33％、17％和17％。
进一步，所述复合菌剂以菌液形式接种，其接种量为处理废水体积的1-5％(v/v)。
更进一步，所述的接种量为处理废水体积的1.5-2.5％(v/v)。
本发明的效果在于：采用本发明所述的复合菌剂及其应用，对含色拉油废水COD的去除率可达75％以上。
附图说明
图1热带假丝酵母Candida tropicalis HY-A-3的***进化树；
图2沙雷氏菌Serratia sp.SH-AB-1的***进化树；
图3热带假丝酵母Candida tropicalis SZ2-A-3的***进化树；
图4粘质沙雷氏菌Serratia marcescens LB1-AB-2的***进化树。
分类命名:热带假丝酵母，拉丁文学名：Candida tropicalis HY-A-3
保藏日期：2015年1月22日；
保藏单位全称及简称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏编号:CGMCC No.10424；
分类命名:沙雷氏菌，拉丁文学名：Serratia sp.SH-AB-1
保藏日期：2015年1月22日；
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏编号:CGMCC No.10427；
分类命名:热带假丝酵母，拉丁文学名：Candida tropicalis SZ2-A-3
保藏日期：2015年1月22日；
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏编号:CGMCC No.10425；
分类命名:粘质沙雷氏菌，拉丁文学名：Serratia marcescens LB1-AB-2
保藏日期：2015年1月22日；
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏编号:CGMCC No.10426；
具体实施方式
以下举例说明本发明，但是并不用于限定本发明的保护范围。
为了解决上述问题，本发明采集某购物中心餐厅下水道污水、农贸市场肉摊旁下水沟污水、污水处理厂生化反应池污泥及某植物油加工厂污水处理池旁泥渣等样品，经富集、驯化，分离、纯化，筛选出具有去除色拉油废水COD的纯菌株，再经初筛、复筛，选出高效功能菌，构建去除色拉油废水COD的复合菌剂。
本发明中的HY-A-3分离于某购物中心餐厅下水道污水中；SH-AB-1分离于北京某农贸市场肉摊旁下水沟污水中；SZ2-A-3分离于河北某污水处理厂生化反应池污泥中；LB1-AB-2分离于北京某植物油加工厂污水处理池旁泥渣。对复合菌剂中4株菌分别进行形态特征观察和部分生理生化鉴定。HY-A-3菌体形态呈椭圆形，大小约为5～6×7～9μm，在酵母浸出粉胨葡萄糖培养基(YPD培养基)上菌落呈圆形、乳白色、光滑、凸起、边缘整齐，在10％的NaCl溶液中仍能较好生长；SH-AB-1菌体呈短杆状，大小约为0.5～0.8×0.9～1.3μm，无芽孢，菌落呈圆形、凸起、光滑、乳白色，革兰氏染色阴性，接触酶阳性，淀粉水解阴性，不能在7％浓度以上的NaCl溶液中生长；SZ2-A-3菌体形态呈椭圆形，大小约为5～7×8～9μm，在YPD培养基上菌落圆形、光滑、凸起、乳白色，接触酶阳性，在10％的NaCl溶液中仍能较好生长；LB1-AB-2菌体呈短杆状，大小约为0.5～0.8×0.6～1.0μm，无芽孢，菌落圆形、光滑、凸起、红色，革兰氏染色阴性，接触酶阳性，淀粉水解阴性，不能在7％浓度以上的NaCl溶液中生长。对4株菌分别进行分子生物学鉴定，HY-A-3和SZ2-A-3提取基因DNA后进行18S rDNA的PCR扩增，SH-AB-1和LB1-AB-2进行16S rDNA的PCR扩增，将获得的片段用于测序。测序后序列结果在Genbank中进行Blast比对，并构建***进化树，如图1-图4所示。
由测序结果及构建的***进化树，结合4株菌形态特征、生长条件、生理生化鉴定结果，可以初步鉴定菌株HY-A-3和SZ2-A-3为热带假丝酵母(Candida tropicalis)，LB1-AB-2为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)，SH-AB-1属于沙雷氏菌属(Serratia sp.)。上述四种菌株均保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)。
本发明复合菌剂中，热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3、粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的25-45％、25-45％、8-25％和2-25％，优选为分别占总菌量体积的30-40％、30-40％、15-20％和3-20％。
上述复合菌剂的制备方法是，分别取假丝酵母HY-A-3和SZ2-A-3单菌落接种于100mL酵母浸出粉胨葡萄糖培养基(YPD液体培养基)中，取沙雷氏菌SH-AB-1和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2单菌落接种于100mL牛肉膏蛋白胨液体培养基中，在180rpm、28℃下振荡培养18h。将培养18h的热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3、粘质沙雷氏菌LB1-AB-2按菌量比占总菌量体积的30-40％、30-40％、15-20％和3-20％进行复合。
上述复合菌剂的应用，将复合菌剂按1-5％的浓度接种于含色拉油量为1000-2000mg/L的油脂废水，对废水COD的去除率可达75％以上。
实施例1：油脂降解菌的富集驯化和分离筛选。
本发明首先采集多处富含油脂的菌源样品，然后分别对菌源样品进行富集驯化培养，再从中分离出纯菌株，再经初筛、复筛得到高效油脂降解菌。
具体实施步骤如下：
(1)油脂降解菌的富集驯化培养和初步分离
取3g泥样或3mL水样，接种于含100mL富集培养液的三角瓶中，并在28℃、180rpm的摇床中培养3d。取3mL富集后的菌液，接种于含100mL驯化培养液的三角瓶中，28℃，180rpm摇床培养，3d为1个周期，每周期结束后将菌液移至新的驯化培养基上培养。
取1mL驯化后的菌液，分别接种于含100mL细菌或酵母菌液体基础培养基中，置于28℃、180rpm的摇床上培养。3d后，将培养的菌液梯度稀释后，分别涂布于对应的固体基础培养基平板中，在30℃培养箱培养48-72h。挑取菌落形态特征差别显著的微生物菌株，分别划线接种于对应的基础培养基，30℃恒温培养48-72h，经重复划线分离得到单菌落纯培养物，斜面保存。
(2)高效油脂降解菌的筛选
将划线分离得到的菌株点接到脂肪酶验证培养基平板上，30℃恒温培养箱培养48-72h，初筛出透明圈直径较大的菌株，为下一步复筛提供依据。
用接种环挑取初筛平板中菌落接种到含100mL基础培养基的三角瓶中，28℃、180rpm摇床培养，培养18h后按2％接种量转接于含100mL色拉油废水的三角瓶中，28℃、180rpm摇床发酵，分别于48h、72h取样测定COD。最后结合脂肪酶圈验证试验，获得8株降解油脂能力较强菌株。
本发明中所需培养基制备如下：
①富集培养基：K2HPO4 3g，NaCl 5g，MgSO4·7H2O 0.5g，蛋白胨 10g，酵母膏 5g，色拉油 10g，蒸馏水 1000mL，pH＝7.2。
②驯化培养基：酵母膏 1g，(NH4)2SO4 3g，K2HPO4 1g，NaH2PO4 1g，NaCl 0.5g，MgSO4·7H2O 0.2g，色拉油依次加5g、10g、15g，蒸馏水 1000mL，pH7.0。
③脂肪酶验证培养基：KH2PO4 0.3g，MgSO4·7H2O 0.1g，K2HPO4 1.5g，(NH4)2SO41g，NaCl 5g，FeSO4·7H2O 0.01g，Tween 80 20mL，色拉油 6g，琼脂 18g，蒸馏水 1000mL，pH7.0。
④自配含油废水：KH2PO4 0.3g，MgSO4·7H2O 0.1g，K2HPO4 1.5g，(NH4)2SO4 1g，NaCl 5g，FeSO4·7H2O 0.01g，色拉油 2g，蒸馏水 1000mL，pH7.0。
实施例2：本发明中复合菌剂的构建。
筛选出8株高效油脂降解菌，选其中4株进行复配实验，每种组合中4种菌菌量比例相同，按总接种量2％接种于自配含油废水中，72h后测定色拉油废水的COD。COD去除率最高的组合为HY-A-3、SH-AB-1、SZ2-A-3和LB1-AB-2的组合，其COD去除率为80.18％，经鉴定，4株菌分别为热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3、粘质沙雷氏菌LB1-AB-2。对上述组合中的4种菌进行不同接种比例的四因素三水平正交试验。研究表明，各菌株间最佳接种体积配比HY-A-3:SH-A-1:SZ2-A-3:LB1-AB-2为33％、33％、17％和17％，混合菌剂总菌量按2％的接种比例接种于含油废水中，72h后油脂废水COD去除率为81.3％(原水COD1426.2mg/L)。
实施例3：与上述实施例不同之处在于，将热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2四株菌分别按菌量占总菌量体积的25％、25％、25％和25％配比进行复合，混合菌剂按1％的比例接种至含油废水中，72h后，油脂废水COD去除率为75.98％(原水COD1076.32mg/L)。
实施例4：与上述实施例不同之处在于，将热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2四株菌分别按菌量占总菌量体积的45％、45％、8％和2％配比进行复合，混合菌剂按5％的比例接种至含油废水中，72h后，油脂废水COD去除率为80.15％(原水COD1058.49mg/L)。
实施例5：本发明中复合菌剂对实际油脂废水COD降解试验。
实际废水取自某农家乐餐饮废水，使用前将其过两层纱布除去菜叶剩饭，废水初始COD为1723.6mg/L，pH为6.0。取100mL实际含油废水于250mL三角瓶中，调节pH至7.2后，按2％接种量接种复合菌剂，设置未接种菌剂的含油废水作为对照，同置于180rpm、28℃条件下发酵培养，72h后测定COD。复合菌剂对实际含油废水COD的去除率为78.95％。
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种去除含色拉油废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂包括菌株：热带假丝酵母HY-A-3，CGMCC No.10424；沙雷氏菌SH-AB-1，CGMCCNo.10427；热带假丝酵母SZ2-A-3，CGMCC No.10425；粘质沙雷氏菌LB1-AB-2，CGMCC No.10426，
所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的25-45％、25-45％、8-25％和2-25％。
2.根据权利要求1所述的一种去除含色拉油废水COD的复合菌剂，其特征在于：所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的30-40％、30-40％、15-20％和3-20％。
3.根据权利要求2所述的一种去除含色拉油废水COD的复合菌剂，其特征在于：所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的33％、33％、17％和17％。
4.权利要求1-3任一权利要求所述的复合菌剂的制备方法，包括以下步骤：分别取假丝酵母HY-A-3和SZ2-A-3单菌落接种于100mL酵母浸出粉胨葡萄糖培养基中，取沙雷氏菌SH-AB-1和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2单菌落接种于100mL牛肉膏蛋白胨液体培养基中，在180rpm、28℃下振荡培养18h；将培养18h的四株菌进行复合。
5.一种去除含色拉油废水COD的方法，包括如下步骤：将包含热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的复合菌剂分别按占总菌量体积的25-45％、25-45％、8-25％和2-25％配比接种于色拉油废水中，以及培养2～3天。
6.根据权利要求5所述的一种去除含色拉油废水COD的方法，其特征在于：所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的30-40％、30-40％、15-20％和3-20％。
7.如权利要求6所述的一种去除含色拉油废水COD的方法，其特征在于：所述热带假丝酵母HY-A-3、沙雷氏菌SH-AB-1、热带假丝酵母SZ2-A-3和粘质沙雷氏菌LB1-AB-2的菌量分别占总菌量体积的33％、33％、17％和17％。
8.如权利要求5-7任一项所述的一种去除含色拉油废水COD的方法，其特征在于：所述复合菌剂以菌液形式接种，其接种量为处理废水体积的1-5％(v/v)。
9.如权利要求8所述的一种去除含色拉油废水COD的方法，其特征在于：所述的接种量为处理废水体积的1.5-2.5％(v/v)。
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