一種處理高濃度有機(jī)廢水的菌株、微生物菌劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種處理高濃度有機(jī)廢水的菌株、微生物菌劑及其應(yīng)用，屬于環(huán)境保 護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，也屬于生物強(qiáng)化技術(shù)的范疇。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物處理是目前廢水處理最常用的方法之一，具有應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)及運(yùn)行 費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。煉油、化工等行業(yè)均產(chǎn)生大量高濃度有機(jī)廢水，運(yùn)類廢水不僅含有高濃度難 降解有機(jī)污染物、成分復(fù)雜且含鹽量較高，運(yùn)類廢水回收價(jià)值不高，若采用物理化學(xué)手段處 理成本很高，因此對(duì)作為首選的生化處理工藝的高效、穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大的難度。
[0003] 傳統(tǒng)生物處理工藝中的微生物對(duì)高濃度有機(jī)廢水中的復(fù)雜的難降解污染物的降 解和耐受能力不高，處理效果不理想，而且系統(tǒng)受沖擊后恢復(fù)過(guò)程較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供能夠處理高濃度有機(jī)廢水的高效菌株、由 菌株制備的高效微生物菌劑，使得微生物菌劑具有活性強(qiáng)、抗沖擊能力高和處理徹底的優(yōu) 點(diǎn)，能有效處理高濃度有機(jī)廢水。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)：
[0006] 本發(fā)明對(duì)煉油和化工行業(yè)的污水處理設(shè)施中的混合污泥樣品，利用混合高濃度有 機(jī)廢水進(jìn)行馴化培養(yǎng)、篩選和分離后，獲得兩種高效菌株。
[0007]-種高效菌株是菌株Y-1，菌株Y-1經(jīng)過(guò)分子生物學(xué)鑒定為戈登氏菌屬（Gordonia sp.)，該菌株已于2015-5-11日保藏在中國(guó)普通微生物菌種保藏中屯、，地址為北京市朝陽(yáng) 區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏登記號(hào)為CGMCCNO. 10791。該戈登 氏菌Y-1菌落顏色為粉紅色；圓形邊緣整齊光滑，菌株個(gè)體成桿狀狀，無(wú)芽抱，能運(yùn)動(dòng)；革蘭 氏染色為陽(yáng)性，氧化酶為陰性，能利用多種碳源。
[0008] 另一種高效菌株是Y-3菌株經(jīng)過(guò)分子生物學(xué)鑒定為微桿菌屬（Microbacterium sp.)，該菌株已于2015-5-11日保藏在中國(guó)普通微生物菌種保藏中屯、，地址為北京市朝陽(yáng) 區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏登記號(hào)為CGMCCNO. 10792。該微桿 菌Y-3菌落顏色為乳白色，圓形細(xì)小邊緣整齊光滑，菌株個(gè)體呈微桿狀，無(wú)芽抱，能運(yùn)動(dòng)；革 蘭氏染色為陽(yáng)性，接觸酶陽(yáng)性，能利用多種碳源。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種微生物菌劑，該微生物菌劑由戈登氏菌（GordoniaSP.) Υ-1(保藏登記號(hào)為CGMCCNO. 10791)和微桿菌（Microbacteriumsp.)Y-3(保藏登記號(hào) 為CGMCCNO. 10792)按照體積配比為1:1~3混合進(jìn)行放大發(fā)酵獲得的濃度為1X109~ lXl〇iiCFU/mL菌劑。
[0010] 本發(fā)明還提供了上述微生物菌劑在高濃度有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用，尤其在化工、 煉油或煉化廢水中的應(yīng)用。
[0011] 進(jìn)一步，本發(fā)明還提供了上述微生物菌劑的一種具體制備方法，包括W下內(nèi)容：
[0012] 1)將所述戈登氏菌（Gordoniasp. )Υ-1 和微桿菌（Microbacteriumsp. )Υ-3 分別 接種于BPD液體培養(yǎng)基、30~35°C、150~24化pm好氧條件下震蕩培養(yǎng)1~3d至對(duì)數(shù)生長(zhǎng) 期，將獲得的戈登氏菌（Gordoniasp.)Y-l和微桿菌（Microbacteriumsp.)Y-3種子液混 合，配比為1:1~3;
[0013] 2)按體積百分比1% -10%的接種量將戈登氏菌Y-1和微桿菌Y-3混合種子液 移至含有放大發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為：罐溫為30~37Γ，罐壓為 0. 03~0. 06MPa，通氣量為0.8~1. 5V/V/min，攬拌速度100~300巧m、發(fā)酵時(shí)間12~2地， 使發(fā)酵液中濃度為1X1〇9~1X10 "CFU/mL;獲得的菌體加入常用保護(hù)劑后制備成液態(tài)菌 劑，或者利用本領(lǐng)域的現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)制成干粉狀菌劑；
[0014] 其中所述放大發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為：葡萄糖15~30g/l，KH2PO45~10. 5g/l， (畑4)2HPO43~6g/L，巧樣酸0. 9~1. 84g/L，酵母膏9. 3~19. 5g/L，微量元素溶液5血，消 泡劑0. 1%，蒸饋水1000ml，調(diào)節(jié)抑至6. 8-7. 2。
[0015] 本發(fā)明提供的高效菌株（戈登氏菌Y-1和微桿菌Y-3)能夠處理高濃度有機(jī)廢水 的有機(jī)污染物。特別是由上述兩種菌株復(fù)配制得的微生物菌劑，其耐受的有機(jī)負(fù)荷高、抗沖 擊能力強(qiáng)，可用于生化系統(tǒng)快速啟動(dòng)、增效處理和沖擊后快速恢復(fù)，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用需要 提供高活性液態(tài)菌劑或長(zhǎng)期保存、便于運(yùn)輸?shù)母煞蹱罹鷦?。該菌劑的制備方法具備操作?jiǎn) 單、使用方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，適合于規(guī)模化生產(chǎn)和實(shí)際工程應(yīng)用，可廣泛用于對(duì)煉油和 化工等行業(yè)的高濃度有機(jī)廢水的生物處理。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1本發(fā)明實(shí)施例1中微生物菌劑連續(xù)生物強(qiáng)化過(guò)程中反應(yīng)器的運(yùn)行情況；
[0017]圖2本發(fā)明實(shí)施例2戈登氏菌Y-1單一菌株制劑快速啟動(dòng)情況。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。W下實(shí)施例僅 用于說(shuō)明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0019] 實(shí)施例1微生物菌劑的制備方法和在苯酪丙酬廢水中的應(yīng)用
[0020] 本發(fā)明的菌株Y-1和Y-3是從煉油、化工、醫(yī)藥和染料等行業(yè)的混合污泥樣品通過(guò) 混合高濃度有機(jī)廢水馴化培養(yǎng)、篩選和分離而獲得。
[0021] 對(duì)菌株Y-1和菌株Y-3分別進(jìn)行16SrDNA鑒定，具體步驟如下：
[0022] 使用正向引物Fl:5' -AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'，反向引
[0023]R1:5' -AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3' 進(jìn)行DNA擴(kuò)增（PCR)。PCR反應(yīng)條件：95°C預(yù) 變性5111111，95°(：變性453,55°(：退火453,72°(：延伸9〇3,30個(gè)循環(huán)，72°(：最終延伸1〇111111， 4°C保存。PCR產(chǎn)物用0.8%的瓊脂糖凝膠分離，純化與回收后測(cè)序。所測(cè)序列使用NCBI Blast比對(duì)分析，確定菌株Y-1從屬于戈登氏菌（Gordoniasp.)，菌株Y-3從屬于微桿菌 (Microbacteriumsp.)。
[0024] 戈登氏菌（Gordoniasp.)Y-1的16SrDNA序列見(jiàn)序列表中第1個(gè)序列，該菌株已 于2015-5-11日保藏在中國(guó)普通微生物菌種保藏中屯、，地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào) 院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏登記號(hào)為CGMCCNO. 10791。
[00巧]微桿菌（Microbacteriumsp. )Υ-3的16SrDNA序列見(jiàn)序列表中第2個(gè)序列，該菌 株已于2015-5-11日保藏在中國(guó)普通微生物菌種保藏中屯、，地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路 1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏登記號(hào)為CGMCCNO. 10792。
[0026] 本發(fā)明的戈登氏菌Y-1和微桿菌Y-3菌株的培養(yǎng)方法，包括如下步驟：
[0027] 1、種子液的制備
[002引1)配制BPD固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基組成為：牛肉膏：5g，蛋白腺：10g，化C1 :5g，蒸饋 水：1000ml，瓊脂粉：15g，pH:7.0-7.2;
[0029] 2)將上述培養(yǎng)基高溫蒸氣（12rC，30min)滅菌后，在超凈臺(tái)中倒于滅菌的平板 上，培養(yǎng)基凝固后待用；
[0030] 3)分別將菌Y-1和菌Y-3通過(guò)劃線的方法接種于上述平板上，將平板倒置于30°C 培養(yǎng)箱培養(yǎng)3天待菌落長(zhǎng)出；
[003。 4)用接種環(huán)取平板上的生長(zhǎng)良好的Y-1和Y-3菌落刮下，分別接種于BPD液體培 養(yǎng)基中，Ξ角瓶裝液量為50 %，在溫度30°C、150巧m、培養(yǎng)時(shí)間3d至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，獲得Y-1 和Y-3的種子液；
[0032] 2、發(fā)酵罐發(fā)酵
[0033] 將上述培養(yǎng)獲得的Y-1和Y-3種子液，按照1:1的比例進(jìn)行混合，并按照發(fā)酵液總 量5 %的接種量移至發(fā)酵罐，進(jìn)行混合發(fā)酵培養(yǎng)，條件為：罐溫30°C，罐壓0. 03MPa，通氣量 1:IV/V/min，攬拌速度15化pm、發(fā)酵時(shí)間12h，使發(fā)酵液中菌濃度為3X109C即/血；
[0034] 發(fā)酵液體培養(yǎng)基配方為：葡萄糖：15g/L，KH2P〇45g/L，（畑4)2HP〇46g/L，巧樣酸 0. 9g/L，酵母膏19. 5g/L，微量元素溶液5mL，消泡劑0. 1 %，蒸饋水lOOOmL，調(diào)節(jié)抑至 7. 0。微量元素溶液的組成為：FeS〇4· 7&0lOg/l，ZnS〇4· 7&0 5. 25g/l，CuS〇4 · 5&0 3g/ L，H3BO3O. 3g/L，C0CI2. 6&0 0. 04g，CaCl22.Og/L，化2M0O4. 2&0 0. 15g/L，蒸饋水 1000血， pH7. 0〇
[00對(duì) 3、菌劑的保存
[0036] 將上述獲得的發(fā)酵菌液中加入本領(lǐng)域常規(guī)的液態(tài)保護(hù)劑制成液態(tài)菌劑，W利于長(zhǎng) 期保存。
[0037] 4、混合菌劑在高濃度苯酪丙酬廢水中的應(yīng)用
[0038] 苯酪丙酬生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的含鹽高濃度有機(jī)廢水，主要污染物為2-苯 基異丙醇，占總量的50%，其次為苯酪、異下酸和異丙苯，占總量的44%，其他污染物僅占 總量的6%。污染物中的異丙苯、苯基異丙醇屬難降解有機(jī)物，同時(shí)對(duì)微生物有較強(qiáng)的毒害 作用。目前，通常經(jīng)過(guò)10~20倍稀釋后采用生化處理，但有毒有害組分較多，仍易對(duì)污水 處理廠形成沖擊，影響污水處理廠的平穩(wěn)運(yùn)行。采用上述方法制備的高效菌劑進(jìn)行生物強(qiáng) 化W達(dá)到提高有機(jī)負(fù)荷和穩(wěn)定運(yùn)行的目的。
[0039] 表1苯酪丙酬廢水的水質(zhì)情況表
[0040]
陽(yáng)04。 苯酪丙酬廢水稀釋10倍后并調(diào)整抑=7. 0,按照COD:N:P= 500:5:1補(bǔ)充氮憐， 采用普通活性污泥系統(tǒng)中進(jìn)行處理，停留時(shí)間32h，SVw為25 %，啟動(dòng)運(yùn)行25d后處理效果 趨于穩(wěn)定，反應(yīng)器出水COD為435mg/l，去除率為71. 9%。
[0042] 后采用上述方法制備的高效菌劑對(duì)該生化系統(tǒng)強(qiáng)化，反應(yīng)器的運(yùn)行狀況見(jiàn)圖1。
[0043] 此次生化系統(tǒng)強(qiáng)化運(yùn)行共計(jì)37d，反應(yīng)器出水情況如圖1所示。初始進(jìn)水COD為 1550mg/L(此時(shí)進(jìn)水電導(dǎo)為5.6m