專利名稱：：一種利用復合菌群處理榨菜廢水的方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于環(huán)境微生物
技術領域：
，具體涉及一種嗜(耐)鹽菌的復合菌群及其在榨菜廢水處理中的用途。
背景技術：
：榨菜是一種半干態(tài)非發(fā)酵性咸菜，以莖用芥菜為原料腌制而成，是中國名特產(chǎn)品之一，與德國的甜酸甘藍、歐洲醬黃瓜并稱世界三大名腌菜，是我國民眾喜愛的一種調味菜。榨菜產(chǎn)業(yè)也是重慶涪陵、浙江余姚等地農(nóng)村經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。但是，搾菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也給當?shù)貛砹藝乐氐沫h(huán)境污染問題；榨菜生產(chǎn)會產(chǎn)生大量的廢水，包括腌制、淘洗、脫鹽等生產(chǎn)工藝中排放的廢水，其中有很高的鹽濃度和有機物濃度。榨菜廢水直接排放會造成嚴重的環(huán)境污染一是導致接納水系的富營養(yǎng)化，導致水體變黑發(fā)臭；二是破壞農(nóng)田土壤結構，使土壤堿性增導致土質硬化、板塊化；三是搾菜廢水自身會散發(fā)出難聞的異味，嚴重影響周圍居民生活環(huán)境。搾菜廢水處理中遇到的問題包括以下兩個方面一，廢水含鹽量高，傳統(tǒng)的活性污泥法處理效果很差，而費用較高的物化處理方法又很難被利潤微薄的生產(chǎn)企業(yè)接受；二，生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量眾多且規(guī)模普遍較小，加之分布零散，不利于采用先進技術對廢水進行集中的大規(guī)模處理。因此，迫切需要發(fā)展一種經(jīng)濟可行、簡單有效的新方法來對榨菜廢水進行處理。嗜鹽菌特別是極端嗜鹽菌具有靈巧的排鈉吸鉀的生理特性，使得其能在高濃度的氯化鈉環(huán)境中生存。中度嗜鹽菌則是通過在細胞內積累一些被稱為相容性溶質的物質來抵抗細胞外的高滲透壓，維持細胞的形態(tài)、結構和生理功能。有些酵母菌因為對細胞外的高滲透壓有較好的耐受性而能在較高鹽濃度的環(huán)境中生長，我們稱之為耐鹽性酵母或滲透耐性酵母。嗜(耐)鹽菌能夠適應高鹽生長環(huán)境這一特性使其在處理高鹽污水方面具有很大的優(yōu)勢和潛力。已有研究結果表明嗜(耐)鹽菌在好氧法、厭氧法以及厭氧(兼氧)/好氧聯(lián)合法處理高鹽污水時都取得了較好的效果。榨菜廢水本身含有較多能夠被微生物利用的有機物，其可生化性較好，使得采用生物法進行處理成為一種可行的方法。因此，篩選合適的嗜(耐)鹽菌，構建穩(wěn)定、高效的微生物群組，發(fā)展一種便捷、有效、經(jīng)濟的搾菜廢水處理方法，將是解決搾菜廢水污染問題的有效方式。
發(fā)明內容本發(fā)明的一個目的在于克服榨菜廢水的高鹽度對微生物處理法的干擾，提供一種利用嗜(耐)鹽菌群進行搾菜廢水處理的方法。本發(fā)明提供了一種復合菌群，包括鹽單胞菌、假絲酵母菌、海桿菌、芽孢桿菌。進一步的，本發(fā)明的復合菌群的組成為(重量比)鹽單胞菌40-60°/。，優(yōu)選50%;海桿菌20-35%,優(yōu)選30%;假絲酵母菌5-15%，優(yōu)選10%;芽孢桿菌5-10%，優(yōu)選5%。進一步的，本發(fā)明的復合菌群還可包含檸檬球菌，含量可為5-10%，優(yōu)選5%。上述復合菌群中的菌種來自浙江近海水域、青海湖、新疆阿牙克庫木湖等地采集的含鹽水樣及在浙江慈溪榨菜廠污水排放口采集水樣和泥樣。海水樣和鹽湖水樣壓濾富集后涂布于2216固體培養(yǎng)基上，3(TC靜置培養(yǎng)，2216培養(yǎng)基組分為(總體積為1L):YeastExtract5.00g，Bactopeptone1.00g，擰檬酸鐵0.10g，NaCl19.45g，MgCl28.80g，CaCl21.80g，KC10.55g，NaHCO30.16g，KBr0.08g，氯化鍶34.0mg，硼酸22.0mg，硅酸鈉4.0mg，氟化鈉2.4mg，NH4N031.6mg，Na2HPO48.0mg，固體培養(yǎng)基加2°/。的瓊脂；榨菜廠排放口水樣用滅菌后的搾菜廢水梯度稀釋后取10—2-10—6直接涂布于用搾菜廢水制成的固體培養(yǎng)基上(將搾菜廢水pH用NaOH調節(jié)至7，然后加入2%的瓊脂，12rC滅菌30min即可)，3(TC靜置培養(yǎng)；榨菜廠排放口泥樣先用滅菌后的榨菜廢水懸浮，取上清用滅菌后的榨菜廢水梯度稀釋并取10丄10^直接涂布于用榨菜廢水制成的固體培養(yǎng)基上，3(TC靜置培養(yǎng)。將所分離到的單菌落進行重復分離、純化，得到純的單菌。將分離得到單菌接種于pH調節(jié)至7.0并過濾除菌的榨菜廢水中，30'C培養(yǎng)7天，觀察菌體生長情況并檢測水樣的COD，選擇COD去除效果好的菌株進行下一步篩選。大多數(shù)嗜鹽菌會產(chǎn)生嗜鹽菌素，從而出現(xiàn)相互之間的生長抑制現(xiàn)象；為避免不同菌株之間相互抑制，采用雙層平板篩選法對COD去除效果好的菌株進行嗜鹽菌素抗性實驗，淘汰對其它菌株生長抑制明顯的菌株。根據(jù)COD去除效果和嗜鹽菌素抗性實驗，篩選到16種可以用來構建處理榨菜廢水的嗜(耐)鹽菌群的菌株。經(jīng)鑒定，其中6種為鹽單胞菌，4種為海桿菌，3種為芽孢桿菌，2種為假絲酵母菌，l種為檸檬球菌。菌株具體信息見表l。因此，優(yōu)選的，上述復合菌群中鹽單胞菌選自/f"/o/oM中的一種或其中任意的混合菌群；海桿菌選自Man'wWM^M^"oZ^C妙Wo6/to中的一種或其中任意的混合菌群；假絲酵母菌選自Gawi/^2n/gwa禾口Gamfc/a說a/mweawge/w/s中的——禾中或其混合菌群；芽孢桿菌選自5ac/〃wsa/gz'co/a、5ac/〃Mwega/en'wm禾口5ac/〃m1/fecus中的一種或其中任意的混合菌群；擰檬球菌為鹽單胞菌、海桿菌、芽孢桿菌及擰檬球菌優(yōu)選使用2216培養(yǎng)基作為發(fā)酵培養(yǎng)基；假絲酵母菌優(yōu)選使用麥芽浸出粉培養(yǎng)基作為發(fā)酵培養(yǎng)基，其組成為(w/v):干麥芽浸出粉0.3%、干酵母粉0.3%、蛋白胨0.5%、葡萄糖1%，pH約5.5。培養(yǎng)溫度均為3(TC。可按屬進行發(fā)酵培養(yǎng)，即所有的鹽單胞菌可等量接種后混合在一起發(fā)酵培養(yǎng)-，海桿菌、芽孢桿菌、假絲酵母菌及檸檬球菌亦然。表1本發(fā)明所涉及菌株的相關信息<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注-本表格所列保藏號為該己知菌株在公共菌株庫的保藏號。其中假絲酵母菌G70已保藏，保.氣單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)大屯路中國科學院微生物研究所(郵編100101)，保藏編號,CGMCCNo.3000,分類命名為O"必foAa細weo"gm^,保藏日期為2009年4月2日。本發(fā)明的另一個目的是提供一種適用于中小型榨菜廠的榨菜廢水處理方法。因此，本發(fā)明還涉及上述的復合菌群結合SBR工藝在榨菜廢水處理中的應用，包括以下步驟(1)啟動階段將發(fā)酵培養(yǎng)后收集到的嗜(耐)鹽菌復合菌群濕菌體按照1-5%(w/v)的接種量投加到預先用NaOH調節(jié)pH至6-7的搾菜廢水中，采用SBR裝置進行悶曝培養(yǎng)，至有顆粒狀污泥出現(xiàn)即可。(2)運行階段將SBR裝置中的污泥沉降比控制在10-15%,出水后剩余泥水占總有效容積的15-25%;運行期間控制溶解氧為2-4mg/L，pH6國8。利用上述的復合菌群，本發(fā)明采用比較適合于小型污水廠的SBR工藝進行榨菜廢水的處理，處理裝置中廢水pH以6-7為佳，溫度以30-35。C為佳。本發(fā)明所采用的SBR工藝包括進水、曝氣、沉淀、排泥、排水和閑置共六個工序，整個運行周期的時間為24h，其中進水2-4h，曝氣14-18h，沉淀1.5h，排泥+排水0.5h,閑置2-4h。因為嗜(耐)鹽菌復合菌群中的假絲酵母菌G70可以利用自身的代謝活動來提升搾菜廢水的pH，所以，除了污泥培養(yǎng)階段所用的搾菜廢水需要用NaOH將pH調節(jié)至6-7外，后續(xù)處理過程中的進水pH不需再用NaOH調節(jié)，只需根據(jù)進水pH選擇合適的進水時間即可消除pH波動對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的影響。本發(fā)明采用的SBR工藝在用于小型污水廠時，具有以下的明顯優(yōu)點①工藝流程簡單，運轉靈活，基建費用低；②處理效果良好，出水可靠；③較好的除磷脫氮效果；④污泥沉降性能良好；⑤對水質水量變化的適應性強。本發(fā)明提供的利用嗜(耐)鹽菌復合菌群結合SBR工藝處理榨菜廢水的方法工藝簡單，出水穩(wěn)定，負荷耐沖擊性好，可以用較低的成本實現(xiàn)對榨菜廢水的高效處理，尤其適合中小型榨菜廠的榨菜廢水處理。本發(fā)明提供的方法將在榨菜廢水處理方面發(fā)揮重大作用。圖1為本發(fā)明所用SBR裝置示意圖。其中，l-進水管，2-溫度計，3-進氣管，4-氣體流量計，5-曝氣砂頭，6-出水閥門，7-出水口，8-排泥閥門，9-排泥口。具體實施例方式實施例1、海水及鹽湖水樣中菌株的分離將瓶裝的水樣混勻，在無菌條件下，用裝有0.22^1111微孔濾膜的濾器(無菌的)過濾，在濾器上富集菌體；富集的水樣量達到20~30ml時，小心取下濾膜，裝入3ml液體培養(yǎng)基試管中，振蕩使菌體脫離濾膜；混勻后作適當梯度稀釋，吸取100pl液體至2216培養(yǎng)基平板上，涂布均勻，每個梯度涂布2塊平板，分別于25r和37t:靜置培養(yǎng)。隨機挑選單菌落，反復劃線平板，直到平板上菌落的顏色、大小和形態(tài)完全一致，并記錄菌落形態(tài)特征。經(jīng)鑒定，得到表l所列的鹽單胞菌和海桿菌。實施例2、榨菜廠污水排放口水樣中菌株的分離將瓶裝的水樣混勻，用pH7.0且過濾除菌的榨菜廢水梯度稀釋;選擇稀釋倍數(shù)為104和106的兩個濃度梯度，吸取100^液體至搾菜廢水培養(yǎng)基平板上(榨菜廢水原液調節(jié)pH至7.0，加入2%的瓊脂，12rC滅菌30min即可)，涂布均勻，每個梯度涂布2塊平板，分別于25。C和37'C靜置培養(yǎng)。隨機挑選單菌落，反復劃線平板，直到平板上菌落的顏色、大小和形態(tài)完全一致，并記錄菌落形態(tài)特征。經(jīng)鑒定，得到表1所列的芽孢桿菌和檸檬球菌。實施例3、榨菜廠污水排放口泥樣中菌株的分離將采自浙江慈溪搾菜廠污水排放口泥樣2g放在50ml經(jīng)過濾的榨菜廢水中，加入玻璃珠振蕩打散，取上清液用pH7.0且過濾除菌的搾菜廢水梯度稀釋；選擇稀釋倍數(shù)為104和106的兩個濃度梯度，吸取100MJ液體至搾菜廢水培養(yǎng)基平板上(搾菜廢水原液調節(jié)pH至7.0，加入2%的瓊脂，121"C滅菌30min即可)，涂布均勻，每個梯度涂布2塊平板，分別于25'C和37i:靜置培養(yǎng)。隨機挑選單菌落，反復劃線平板，直到平板上菌落的顏色、大小和形態(tài)完全一致，并記錄菌落形態(tài)特征。經(jīng)鑒定，得到表1所列的假絲酵母菌。實施例4、嗜鹽菌素抗性篩選采用雙層平板篩選法下層平板為15ml含瓊脂2y。的榨菜廢水固體培養(yǎng)基，待凝固后將10ml溫度降到55'C的瓊脂含量為1%的榨菜廢水固體培養(yǎng)基與4ml處于對數(shù)生長期的菌液ifo/omomwa/z'附e"tanV2混合，倒入已凝固的固體培養(yǎng)基中。待上層平板凝固后，用打孑L器打三個孑L，將//h/o附owoscase/wz'/yft'c"、//""/o/wo"aya/^of/zjo/n7a、//""/owo"asjacc/wT^v/Amy的菌液各40[xl分另lj力卩入至!j不同的孔中，3(TC培養(yǎng)4天，觀察到各孔周圍沒有抑菌圈出現(xiàn)，說明sacc/2flrev/Ams這三株菌對菌株//a/o附o"asa/Z膨"to"'a沒有抑審!j作用。用同樣的方法，逐批進行篩選，最后驗證表1所列的16種菌株相互之間沒有抑制作用或抑制作用很微弱的。實施例5、嗜(耐)鹽菌復合菌群結合SBR工藝處理榨菜廢水用2216液體培養(yǎng)基在3(TC發(fā)酵培養(yǎng)鹽單胞菌、海桿菌、芽孢桿菌，用麥芽浸出粉液體培養(yǎng)基在3(TC發(fā)酵培養(yǎng)假絲酵母菌；待菌體生長至對數(shù)期時，將發(fā)酵液以5000rpm的轉速離心15min收集菌體，將收集到的濕菌體混合，組成比例為(重量比)鹽單胞菌/fofo附朋wa&附e齒n'a55%，海桿菌Ma"'"oZ)ac^z勿7"77gmy/iy30%,假絲酵母菌Caw^b//z"/wm2wgms7》10%,芽孢桿菌Ba"7/usa/g/co/a5%。將混合后的濕菌體按照3%的接種量(w/v)接種有效容積為5L的自制SBR裝置中，進行悶曝處理，搾菜廢水pH預先用NaOH調節(jié)至6.5。悶曝2天后，SBR裝置中出現(xiàn)大量污泥，污泥沉降比接近15%，開始通入pH未調節(jié)的榨菜廢水進行處理。一個運行周期步驟為進水一曝氣一沉淀一排泥一排水一閑置，整個運行周期的時間為24h，其中進水2-4h，曝氣14-18h，沉淀1.5h，排泥+排水0.5h，閑置2-4h。運行過程保持污泥沉降比在15%左右，出水后剩余泥水占總有效容積的25%;根據(jù)進水水質調整進水時間、曝氣時間及閑置時間，運行期間控制溶解氧為2-4mg/L，pH6-8。所處理的搾菜廢水原水水質為鹽度3.5-5.0%,pH3.5-5.0，COD8000-15000mg/L;處理后出水水質為鹽度3.5-5.0%，pH6-8，COD600-900mg/L。實施例6、嗜(耐)鹽菌復合菌群結合SBR工藝處理搾菜廢水按照實施例5的方法》將收集到的濕菌體混合，組成比例為(重量比)鹽單胞菌(i7a/o附owoscase/m'fyft'ca、//"a/omowosa/^a/z)/H7a、i/a/omowossacc/^rev/tom1，均按1:1混合)60%，海桿菌(Mjr/"o6ac^pe/喂'ws、Ma"'"ote^2/一"ge肌's，按l:1混合)20%,假絲酵母菌Ca"c^/af/2az'mwea"gews/s10Yo，芽孢桿菌5"dZ/ws5Yo，檸檬球菌CZ/n'cocc^^zacaz'em/s5%。擰檬球菌的發(fā)酵及收集方法與鹽單胞菌相同。將混合后的濕菌體按照3%的接種量(w/v)接種有效容積為5L的自制SBR裝置中，進行悶曝處理，搾菜廢水pH預先用NaOH調節(jié)至6.5。悶曝2天后，SBR裝置中出現(xiàn)大量污泥，污泥沉降比接近15%，開始通入pH未調節(jié)的搾菜廢水進行處理。一個運行周期步驟為進水一曝氣一沉淀一排泥一排水一閑置，整個運行周期的時間為24h，其中進水2h,曝氣18h，沉淀1.5h，排泥+排水0.5h,閑置2h。運行過程保持污泥沉降比在15%左右，出水后剩余泥水占總有效容積的25%，溶解氧為2mg/L，pH7;根據(jù)進水水質調整進水時間、曝氣時間及閑置時間。所處理的榨菜廢水原水水質為鹽度4.0-5.0%，pH3.5-5.0，COD8500-16000mg/L;處理后出水水質為鹽度3.5-5.0%，pH6-8，COD650掘mg/L。實施例7、嗜(耐)鹽菌復合菌群結合SBR工藝處理榨菜廢水按照實施例5的方法，將收集到的濕菌體混合，組成比例為(重量比)鹽單胞菌(//"/(3/wowoya/Zwe"ton'"、^fo/omowoseose/"z7j^/ca、i/la/owowaya/to/i(pMa、//b/o附o"osracc/wrevtows、//a/owo"osarcz^禾口//fl/o附owass由erra"ea,均按1:1混合)50%;海桿菌(M"W"o&cterz/^./""ge肌S、Afo"'rto6acfer/e/ag7'w、M"r/wo6ac妙segm'cmscms禾口M"ari'打okicfwmo&7ls,均按1:1混合)30%;假絲酵母菌(Oz"J/^3n/^aya禾口Caw/油//zmVwwe""gem7X按1:1混合)10%;芽抱桿菌(萬acz7Ziwa/g/co/a、5ac/〃iwmegafen'ww禾口Sac/〃ws_/7e;av均按1:1混合)5%;擰檬球菌(C^n'cocciwz/^cfl/e"w;05°/。。獰檬球菌的發(fā)酵及收集方法與鹽單胞菌相同。將混合后的濕菌體按照3%的接種量(w/v)接種有效容積為5L的自制SBR裝置中，進行悶曝處理，榨菜廢水pH預先用NaOH調節(jié)至6.5。悶曝2天后，SBR裝置中出現(xiàn)大量污泥，污泥沉降比接近15%，開始通入pH未調節(jié)的榨菜廢水進行處理。一個運行周期步驟為進水一曝氣一沉淀一排泥一排水一閑置，整個運行周期的時間為24h，其中進水3h，曝氣16h，沉淀1.5h，排泥+排水0.5h，閑置3h。運行過程保持污泥沉降比在15%左右，出水后剩余泥水占總有效容積的25%，溶解氧為3mg/L，pH6.5;根據(jù)進水水質調整進水時間、曝氣時間及閑置時間。所處理的榨菜廢水原水水質為鹽度3.6-5.0%，pH3.5-5.0，COD8000-16000mg/L;處理后出水水質為鹽度3.6-5.0%，pH6.5-8,COD500-650mg/L。權利要求1、一種復合菌群，包括鹽單胞菌、假絲酵母菌、海桿菌和芽孢桿菌。2、根據(jù)權利要求1所述的復合菌群，其特征在于所述復合菌群的組成為(重量比)鹽單胞菌40-60%，海桿菌20-35%，芽孢桿菌5-10%,假絲酵母菌5-15%。3、根據(jù)權利要求1所述的復合菌群，其特征在于所述菌群還包括貯豐蒙球菌C/Zr/cocc^z/7flca/era^，含量為5-10%。4、根據(jù)權利要求卜3任一項所述的復合菌群，其特征在于所述復合.菌群中鹽單胞菌選自7fo/owo"osa/z.me"tan.a、//a/omowosT/a/omo"osarc/s或i/(a/omo"oysw6terra"e"中的——禾中或其中任意的混合菌群。5、根據(jù)權利要求1-3任一項所述的復合菌群，其特征在于所述復合菌群中海桿菌選自Mar/wokjtcferz/2^/Za"g醋&、MaW"c^cter/e/agz'ws、M"n'wo^c妙化gw'cmsce"s或A/an'"o6(3c/ermoM/s中的~"種或其中任意的混合菌群。6、根據(jù)權利要求卜3任一項所述的復合菌群，其特征在于所述復合菌群中芽孢桿菌選自(3/gfco,ci、B聰7/wsmegafe"'謹或萬a"7/^yfea^中的一種或其中任意的混合菌群。7、根據(jù)權利要求卜3任一項所述的復合菌群，其特征在于所述復合菌群中假絲酵母菌選自Ca"^^rwgosfl或Owt5^aAm'wweawgera/s中的一種或其混合菌群。8、權利要求l-7任一項所述的復合菌群在榨菜廢水處理中的應用。9、權利要求8所述的復合菌群在榨菜廢水處理中的應用，其特征在于，包括如下步驟(1)啟動階段將發(fā)酵培養(yǎng)好的嗜(耐)鹽菌復合菌群培養(yǎng)液按照5-10%(v/v)的接種量投加到預先用NaOH調節(jié)pH至6-7的榨菜廢水中，采用SBR裝置進行悶曝培養(yǎng)，至有顆粒狀污泥出現(xiàn)即可;(2)運行階段將SBR裝置中的污泥沉降比控制在10-15%，出水后剩余泥水占總有效容積的15-25%;運行期間控制溶解氧為2-4mg/L，pH6-8。10、權利要求9所述的復合菌群在搾菜廢水處理中的應用，其特征在于除了污泥培養(yǎng)階段所用的榨菜廢水需要用NaOH將pH調節(jié)至6-7外，后續(xù)處理過程中的進水pH不需再用NaOH調節(jié)。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用嗜(耐)鹽菌處理榨菜廢水的方法。使用以鹽單胞菌、假絲酵母菌、海桿菌和芽孢桿菌為主的復合菌群，結合SBR工藝對榨菜廢水進行處理，可在24h內實現(xiàn)90％以上的COD去除率。本發(fā)明提供的榨菜廢水處理方法工藝簡單，出水穩(wěn)定，負荷耐沖擊性好，可以用較低的成本實現(xiàn)對榨菜廢水的高效處理。文檔編號C12N1/20GK101629153SQ200910099618公開日2010年1月20日申請日期2009年6月11日優(yōu)先權日2009年6月11日發(fā)明者敏吳,孟凡旭,勇張,許學偉申請人:浙江大學