申请日2013.04.25
公开(公告)日2013.08.07
IPC分类号C12N11/10; C12N11/04; C02F3/34; C02F103/32; C12R1/01; C12R1/645; C12R1/11
摘要
本发明公开了固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：S1、嗜盐盐单胞菌、巨大芽孢杆菌和深红酵母的培养及收集;S2、固定化微生物制剂的制备：将菌体混合后加入包埋剂中，充分混合均匀，匀速滴加到氯化钙溶液中，室温下静止固化，真空冷冻干燥后即得到固定化微生物制剂;还公开了采用固定化微生物制剂处理泡菜高盐废水的方法：向调节pH至6.5～7.5的高盐泡菜废水中按3～5%(w/v)的比例加入固定化微生物制剂。本发明的有益效果是：能够降解废水中的多种污染物，而且降解速度较快、能力强，处理效率高，稳定性好，工艺操作简单，生产成本较低，是解决泡菜废水污染问题的有效方式。
权利要求书
1.固定化微生物制剂，其特征在于：它采用以下步骤制备：
S1、嗜盐盐单胞菌、巨大芽孢杆菌和深红酵母的培养及收集：
S11、将嗜盐盐单胞菌在培养基为：0.8～1.2%的蛋白胨+0.4～0.6%酵母粉+0.4～0.6%葡萄糖+5～7%的NaCl，pH为7.2～7.4，培养温度为28～32℃的培养条件下培养45～50h;
S12、将巨大芽孢杆菌在培养基为：0.8～1.2%蛋白胨+0.2～0.4%牛肉提取物+0.4～0.6%NaCl，pH为6.8～7.2，培养温度为28～32℃的培养条件下培养45～50h;
S13、将深红酵母在培养基为：12 Brix 麦芽汁，pH自然，培养温度为26～30℃的培养条件下培养45～50h;
S14、将上述培养好的细胞分别在5000 rpm/min，4℃下离心10min收集各菌体;
S2、固定化微生物制剂的制备：
S21、将上述得到的菌体按湿重比：嗜盐盐单胞菌40～60%、巨大芽孢杆菌20～40%、深红酵母10～20%混合;
S22、将上述混合菌体加入包埋剂中，充分混合均匀，混合菌体：包埋剂的重量比为=1:3～5;
S23、将上述混合液匀速滴加到置于磁力搅拌器上的盛有0.15～0.25mol/L氯化钙溶液的烧杯中，得到直径为2～3mm的包埋颗粒;
S24、将得到的包埋颗粒在室温下静止固化22～26h后，弃去氯化钙溶液;用无菌水清洗颗粒2～3次后，在-65～75℃温度下真空冷冻干燥22～26h，得到固定化微生物制剂。
2.根据权利要求1所述的固定化微生物制剂，其特征在于：所述的包埋剂采用2%的海藻酸钠、0.5%的明胶和0.5%淀粉配成。
3.采用如权利要求1所述的固定化微生物制剂处理泡菜高盐废水的方法，其特征在于：它包括以下操作：
A1、向高盐泡菜废水中加入pH调节剂，调节高盐泡菜废水的pH至6.5～7.5;
A2、向上述高盐泡菜废水中按3～5%(w/v)的比例加入固定化微生物制剂，处理22～26h。
4.根据权利要求3所述的处理泡菜高盐废水的方法，其特征在于：所述的pH调节剂为NaOH。
说明书
固定化微生物制剂及采用该制剂处理泡菜高盐废水的方法
技术领域
本发明涉及泡菜废水处理工艺技术领域，特别是固定化微生物制剂及采用该制剂处理泡菜高盐废水的方法。
背景技术
泡菜是一类以各种新鲜蔬菜为原料，用特制盐水浸泡，经乳酸菌发酵而成的一种蔬菜食品，是我国民众喜爱的一种调味菜。近年来，泡菜行业蓬勃发展，泡菜产品(泡渍泡菜、调味泡菜、传统名腌菜等)亦畅销国内外。但是，随着行业规模的迅速壮大，伴随而来的环境污染问题也不断加剧，尤其是该行业中大量高盐废水的排放致使水体水质不断恶化的问题逐渐引起了环境管理部门的重视。泡菜生产会产生大量的废水，一般而言，泡菜食品厂生产中的废水主要包括泡菜生产过程中产生的废水和办公区排放的生活污水，废水有明显的季节性差异和日时段差异，且水质波动较大，废水中悬浮物浓度较高，盐度约为5%(以NaCl计)，属于高盐度、高有机物、高氮磷的废水。泡菜废水直接排放会造成严重的环境污染：一是导致接纳水系的富营养化，导致水体变黑发臭;二是破坏农田土壤结构，使土质硬化、板块化;三是泡菜废水自身会发出难闻的异味，严重影响周围居民生活环境。
泡菜废水处理中遇到的问题包括以下两个方面：1. 废水含盐量高，传统的活性污泥法处理效果很差，而费用较高的物化处理方法又很难被利润微薄的生产企业接受，因此如何建立其微生物系统是处理泡菜废水的关键。高盐度对微生物的生长有很强的抑制作用，当盐度在1% 以下时，普通的活性污泥才能够发挥正常的处理效率，而大于1% 的盐度，会干扰微生物细胞的正常代谢，降低有机物的去除率，影响污泥的沉降性能，降低出水水质。泡菜生产废水的盐度一般较高，因此，在运用生物法时必须考虑构建适应的微生物系统。2. 泡菜生产企业数量多，规模小且分布广，不利于采用先进技术对废水进行集中的大规模处理。因此，急切需要发展一种经济可行、简单有效的新方法来对泡菜废水进行处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够降解废水中的多种污染物、且降解速度较快、能力强，处理效率高的固定化微生物制剂及采用该制剂处理泡菜高盐废水的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、嗜盐盐单胞菌、巨大芽孢杆菌和深红酵母的培养及收集：
S11、将嗜盐盐单胞菌在培养基为：0.8～1.2%的蛋白胨+0.4～0.6%酵母粉+0.4～0.6%葡萄糖+5～7%的NaCl，pH为7.2～7.4，培养温度为28～32℃的培养条件下培养45～50h;
S12、将巨大芽孢杆菌在培养基为：0.8～1.2%蛋白胨+0.2～0.4%牛肉提取物+0.4～0.6%NaCl，pH为6.8～7.2，培养温度为28～32℃的培养条件下培养45～50h;
S13、将深红酵母在培养基为：12 Brix 麦芽汁，pH自然，培养温度为26～30℃的培养条件下培养45～50h;
S14、将上述培养好的细胞分别在5000 rpm/min，4℃下离心10min收集各菌体;
S2、固定化微生物制剂的制备：
S21、将上述得到的菌体按湿重比：嗜盐盐单胞菌40～60%、巨大芽孢杆菌20～40%、深红酵母10～20%混合;
S22、将上述混合菌体加入包埋剂中，充分混合均匀，混合菌体：包埋剂的重量比为=1:3～5;
S23、将上述混合液匀速滴加到置于磁力搅拌器上的盛有0.15～0.25mol/L氯化钙溶液的烧杯中，得到直径为2～3mm的包埋颗粒;
S24、将得到的包埋颗粒在室温下静止固化22～26h后，弃去氯化钙溶液;用无菌水清洗颗粒2～3次后，在-65～75℃温度下真空冷冻干燥22～26h，得到固定化微生物制剂。
所述的包埋剂采用2%的海藻酸钠、0.5%的明胶和0.5%淀粉配成。
采用固定化微生物制剂处理泡菜高盐废水的方法，它包括以下操作：
A1、向高盐泡菜废水中加入pH调节剂，调节高盐泡菜废水的pH至6.5～7.5;
A2、向上述高盐泡菜废水中按3～5%(w/v)的比例加入固定化微生物制剂，处理22～26h。
所述的pH调节剂为NaOH。
本发明具有以下优点：
泡菜废水本身含有较多能够被微生物利用的有机物，其可生化性较好，使得采用生物法处理成为一种可行的方法。与其他技术相比，固定化生物技术有利于提高生物反应器内微生物的浓度和纯度，处理效率高，稳定性强，反应易于控制，污泥产生量少，利于反应器的固液分离。因此，构建稳定、高效的微生物群，采用固定化微生物的方法，将是解决泡菜废水污染问题的有效方式。本发明即提供了一种可高效处理高盐泡菜废水，能够降解废水中的多种污染物的固定化微生物制剂，而且降解速度较快、能力强，处理效率高，稳定性好，工艺操作简单，生产成本较低，是解决泡菜废水污染问题的有效方式。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：
固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、嗜盐盐单胞菌(Halomonas halophile CGMCC 1.2316)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium CGMCC 1.151)和深红酵母(Rhodotorula rubra CGMCC 2.670)的培养及收集：
S11、将嗜盐盐单胞菌在培养基为：1%的蛋白胨+0.5%酵母粉+0.5%葡萄糖+6%的NaCl，pH为7.2～7.4，培养温度为30℃的培养条件下培养48h;
S12、将巨大芽孢杆菌在培养基为：1%蛋白胨+0.3%牛肉提取物+0.5%NaCl，pH为7.0，培养温度为30℃的培养条件下培养48h;
S13、将深红酵母在培养基为：12 Brix 麦芽汁，pH自然，培养温度为28℃的培养条件下培养48h;
S14、将上述培养好的细胞分别在5000 rpm/min，4℃下离心10min收集各菌体;
S2、固定化微生物制剂的制备：
S21、将上述得到的菌体按湿重比：嗜盐盐单胞菌40%、巨大芽孢杆菌40%、深红酵母20%混合;
S22、将上述混合菌体加入包埋剂中，充分混合均匀，混合菌体：包埋剂的重量比为=1:4;
S23、将上述混合液采用10mL无菌注射器匀速滴加到置于磁力搅拌器上的盛有0.2mol/L氯化钙溶液的烧杯中，得到直径为2～3mm的包埋颗粒;
S24、将得到的包埋颗粒在室温下静止固化24h后，弃去氯化钙溶液;用无菌水清洗颗粒2次后，在-70℃温度下真空冷冻干燥24h，得到固定化微生物制剂。
所述的包埋剂采用2%的海藻酸钠、0.5%的明胶和0.5%淀粉配成。
采用固定化微生物制剂处理泡菜高盐废水的方法，它包括以下操作：
A1、向高盐泡菜废水中加入pH调节剂，调节高盐泡菜废水的pH至7.0;
A2、向上述高盐泡菜废水中按3%(w/v)的比例加入固定化微生物制剂，即固定化微生物制剂占高盐泡菜废水的比例为3%(w/v)，处理24h。
所述的pH调节剂为NaOH。
所处理的高盐泡菜废水原水质为：盐度3.8%，pH 5.7，COD3860 mg/L;处理后水质为：盐度3.2%，pH 7.1 ，COD 112 mg/L。
实施例2：
固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、嗜盐盐单胞菌(Halomonas halophile CGMCC 1.2316)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium CGMCC 1.151)和深红酵母(Rhodotorula rubra CGMCC 2.670)的培养及收集：
S11、将嗜盐盐单胞菌在培养基为：0.8%的蛋白胨+0.6%酵母粉+0.6%葡萄糖+5%的NaCl，pH为7.2～7.4，培养温度为28℃的培养条件下培养50h;
S12、将巨大芽孢杆菌在培养基为：0.8%蛋白胨+0.4%牛肉提取物+0.4%NaCl，pH为7.2，培养温度为28℃的培养条件下培养50h;
S13、将深红酵母在培养基为：12 Brix 麦芽汁，pH自然，培养温度为26℃的培养条件下培养50h;
S14、将上述培养好的细胞分别在5000 rpm/min，4℃下离心10min收集各菌体;
S2、固定化微生物制剂的制备：
S21、将上述得到的菌体按湿重比：嗜盐盐单胞菌55%、巨大芽孢杆菌35%、深红酵母10%混合;
S22、将上述混合菌体加入包埋剂中，充分混合均匀，混合菌体：包埋剂的重量比为=1:3;
S23、将上述混合液采用10mL无菌注射器匀速滴加到置于磁力搅拌器上的盛有0.15mol/L氯化钙溶液的烧杯中，得到直径为2～3mm的包埋颗粒;
S24、将得到的包埋颗粒在室温下静止固化26h后，弃去氯化钙溶液;用无菌水清洗颗粒3次后，在-65℃温度下真空冷冻干燥26h，得到固定化微生物制剂。
所述的包埋剂采用2%的海藻酸钠、0.5%的明胶和0.5%淀粉配成。
采用固定化微生物制剂处理泡菜高盐废水的方法，它包括以下操作：
A1、向高盐泡菜废水中加入pH调节剂，调节高盐泡菜废水的pH至7.5;
A2、向上述高盐泡菜废水中按4%(w/v)的比例加入固定化微生物制剂，即固定化微生物制剂占高盐泡菜废水的比例为4%(w/v)，处理26h。
所述的pH调节剂为NaOH。
所处理的高盐泡菜废水原水质为：盐度3.7%，pH 6.0，COD3230 mg/L;处理后水质为：盐度3.1%，pH 7.0 ，COD 120 mg/L。
实施例3：
固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、嗜盐盐单胞菌(Halomonas halophile CGMCC 1.2316)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium CGMCC 1.151)和深红酵母(Rhodotorula rubra CGMCC 2.670)的培养及收集：
S11、将嗜盐盐单胞菌在培养基为：1.2%的蛋白胨+0.4%酵母粉+0.4%葡萄糖+7%的NaCl，pH为7.2～7.4，培养温度为32℃的培养条件下培养45h;
S12、将巨大芽孢杆菌在培养基为：1.2%蛋白胨+0.2%牛肉提取物+0.6%NaCl，pH为6.8，培养温度为32℃的培养条件下培养45h;
S13、将深红酵母在培养基为：12 Brix 麦芽汁，pH自然，培养温度为30℃的培养条件下培养45h;
S14、将上述培养好的细胞分别在5000 rpm/min，4℃下离心10min收集各菌体;
S2、固定化微生物制剂的制备：
S21、将上述得到的菌体按湿重比：嗜盐盐单胞菌60%、巨大芽孢杆菌20%、深红酵母20%混合;
S22、将上述混合菌体加入包埋剂中，充分混合均匀，混合菌体：包埋剂的重量比为=1:5;
S23、将上述混合液采用10mL无菌注射器匀速滴加到置于磁力搅拌器上的盛有0.25mol/L氯化钙溶液的烧杯中，得到直径为2～3mm的包埋颗粒;
S24、将得到的包埋颗粒在室温下静止固化22h后，弃去氯化钙溶液;用无菌水清洗颗粒2次后，在-75℃温度下真空冷冻干燥22h，得到固定化微生物制剂。
所述的包埋剂采用2%的海藻酸钠、0.5%的明胶和0.5%淀粉配成。
采用固定化微生物制剂处理泡菜高盐废水的方法，它包括以下操作：
A1、向高盐泡菜废水中加入pH调节剂，调节高盐泡菜废水的pH至6.5;
A2、向上述高盐泡菜废水中按5%(w/v)的比例加入固定化微生物制剂，即固定化微生物制剂占高盐泡菜废水的比例为5%(w/v)，处理22h。
所述的pH调节剂为NaOH。
所处理的高盐泡菜废水原水质为：盐度3.9%，pH 5.5，COD3570 mg/L;处理后水质为：盐度3.0%，pH 6.7 ，COD 125mg/L。
