申请日2012.02.20
公开(公告)日2013.08.21
IPC分类号C12N1/00; C12R1/01; C02F3/34; C12R1/125; C12R1/085; C12R1/10; C12R1/07; C12N1/20
摘要
本发明属于环保领域和微生物技术领域。发明针对现有污水处理技术的不完善，依据生物降解中的微生物生长，功能，安全性等寻找，提供一组经筛选，优化的快速降解污水有机物的复合菌，及对应有效菌的连续扩增及应用，来提供污水处理中的有机物降解的效率。复合菌包括蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、脱氮副球菌、栗褐芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、地衣芽孢杆菌。本发明提供了一种快速降解污水有机物的方法，即在装有载体的污水中加入上述复合菌，复合菌能通过其产生的蛋白酶、脂肪酶等各种分解酶协同降解污水中的有机废弃物，有机物减少的幅度可达80%左右。发明还提供了一种可将已有或待处置有机污水中的有效菌扩增的方法，以达到更高效率处置待处理污水。
权利要求书
1.一组快速降解有机污水的复合菌群，其特征是，该菌群含有枯草芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、地衣芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和脱氮副球菌。
2.如权利要求1所述的复合菌群，其特征是，所述菌群中，枯草芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、地衣芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和脱氮副球菌的细胞数的比值为(1-5)∶(1-5)∶(1-5)∶(1-5)∶(1-5)∶(1-5)。
3.如权利要求1所述，各菌在液体发酵罐中的浓度不少于1亿个/ml，一般为1-1000亿个/ml，各菌液发酵液按比例混合制得复合菌剂一组处理污水的菌群，其特征是，所述的菌群是权利要求1所述的菌群。
4.一种快速降解污水中有机废弃物的方法，其特征是，在污水中加入权利要求1所述的菌群。
5.如权利要求3所述的方法，其特征是，加入有机污水的菌群中，每个菌种的细胞数不少于100亿个/克污水。
6.如权利要求3所述的方法，在处理污水中的有机废弃物时，其特征是，所述的复合菌群吸附在多孔载体上。
7.如权利要求1所述，各菌和复合物(米糠，玉米粉，地瓜粉1∶1∶1)按1∶1混合，在50摄氏度恒温箱内烘干(约两天)，可常温保存。
8.提供一种有效菌的连续扩增的方法，其特征是，在带有温控的装置中加入待处理有机污水(占装置80%v)，加入培养基(微生物LB)，加入权利要求1所述的菌群(按重量不低于0.5%v)，在35-40℃条件曝气50-70小时后，将曝气罐中80-90%v污水加入好氧池。
9.如权利要求7所述的方法，其特征是，微生物较佳生长条件下的扩增装置培养后，放出污水中的菌群及菌数大大超出一般好氧池内的自然生长菌种数，可增加10万个/ml-1亿个/ml.。
说明书
一组降解有机废水的复合菌及有效菌的连续扩增及应用
技术领域
本发明属于环保和微生物技术领域，具体涉及微生物降解有机废水微生物菌群，及对应有机废水中有效菌的连续扩增及应用。
技术背景
目前有机污水的处理大多采用生物降解相关技术，即利用相应污水处理过程中产生的污泥作为原始出发菌种来源，投入到厌氧、好氧池中，经3到5个月后(气温差异影响周期)进入正常运行，由于污泥来源，污水状况，相应工艺的不尽相同，污水生物降解的效果差异很大，而污泥做为生物降解原始出发菌源，成份及其复杂，很难掌握，以致时有生物降解污水效果反复现象发生。
发明内容
1.1本发明的目的在于对现有技术的不足，不完善，依据生物降解中的微生物生长，功能，安全性等寻找，提供一组经筛选，优化的微生物复合菌。
1.2经试验证实，对目前已有的有机污水生物降解的实际应用状况，找一个微生物连续扩增的应用装置以提高有机降解效率。
1.3经试验结果证实，可以在待处理有机污水降解现场增设一个现场环境有效微生物的富集扩增装置，进而提高有机污水降解效率。
本发明中，复合菌降解有机污水的核心技术原理是：污水中有机物的主要成分为多糖、蛋白质和脂肪等。自然情况下，这些物质依靠环境中的微生物等将它们缓慢分解以维持整个生态环境的平衡。污水处理即利用这一基本原理，从自然界中分离出一批对污水有特定降解能力的微生物菌群，经分离鉴定后组合成一组复合功能菌。在适宜的条件下(温度、湿度及空气等)，这些特殊的组合菌群能够有效地产生蛋白酶、脂肪酶、水解酶、纤维素酶、淀粉酶等，使高分子物质分解成能够被微生物分解的低分子物质，并将其转化为二氧化碳、水、酒精、有机酸和少量氨，以气体和水的形态释放。有机氮经氨化菌氨化成NH4，经硝化菌氧化形成硝酸盐，再经反硝化菌在厌氧条件下进行脱氮。简言之，就是一些特殊的细菌能把污水中的有机物分解成无污染的小分子物质和水，从而使污水治理到减量化、无害化、资源化的 目标。
本发明提供了一组降解有机污水的复合菌群，该菌群含有枯草芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、地衣芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和脱氮副球菌。所述菌群中，枯草芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、地衣芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和脱氮副球菌细胞数的比值为(1-5)∶(1-5)∶(1-5)∶(1-5)∶(1-5)∶(1-5)。
2.1本发明公布一组降解有机污水的复合菌群，包括：
蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，ATCC编号11950;
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，ATCC编号82;
地衣芽孢杆菌(Bacillus lichentformis)，ATCC编号14594;
球形芽孢杆菌(Bacillus sphacricus)ATCC编号4525
乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)，ATCC编号51432;
脱氮副球菌(Paracoccus denitrifians)，ATCC编号17741;
上述所有的功能菌都可以是从自然界中筛选到的天然生物细菌，其处理有机废水效果与从美国ATCC菌种保藏中心获得菌株的效果相当。
本发明的所述一组复合菌种由下列方法分离：
1)菌种的来源：污水治理所使用的微生物组合功能菌全部由自然界中分离、筛选、培育和优化组成，未作任何遗传诱变和基因改造工作。
2)设计培养基进行培养
3)菌种的分离：在较为广泛的采集各类菌种样品的基础上，对采集的样品进行增富培养后进行斜面接种，分离到的菌株采用“针对对应法(水解法)”和“鸟枪法”等方法作初步检测，再经特殊设计的培养基分离、筛选，得到大量的菌株，收集其中具备符合目的要求的菌株作为试验菌种。
本发明的所述一组复合菌种由下列方法筛选：
1)以污水治理后水质达标效果和除臭效果等作为筛选高效处理菌种的指标，利用能调控温度、湿度和氧气等功能的设备直接处理，从而较快的得到了所需的菌株。筛选处理过程 包括各单菌株降解率测定以及调配各组合菌试验。
2)根据各单菌株在小型生化处理机及小型AOS系统中多次试验结果，配伍成组合菌，进行动态中试。
3)最终，结合动态中试，以COD，SS，TN，TP，NH3-N采用国家或行业标准进行检测标准。经组合、优化多菌种的配比，最终获得“一组降解有机废水的微生物菌群”。
本发明的所述一组复合菌剂由下列方法制备：
1)分别将蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、脱氮副球菌，在各自的合适的培养条件下液体发酵培养，由斜面-摇瓶(作为种子)直至各菌在液体发酵罐中的浓度不少于1亿个/ml，一般为1-1000亿个/ml.
2)取各菌液发酵液按比例混合制得复合菌剂。
3)制得的复合菌剂若为便于保藏，运输等，可由菌剂与复合物(米糠，玉米粉，地瓜粉1∶1∶1)按1∶1混合，在50摄氏度恒温箱内烘干(约两天)，可常温保存。
2.2提供一种有效菌的连续扩增的方法
以上2.1所列出的筛选的有效功能菌以外，此方法可将已有或待处置有机污水中的高效优势菌扩增，以达到更高效率处置待处理污水。
1)有效菌连续扩增方法，包括下列步骤：
a.制备扩增培养装置(依据处理污水量而定装置量体积)，装置要求防水(降雨)，保持恒温35-40℃，曝气(增氧)装置，进出水管道，添加培养基口方便处理等.
b.加入待处理有机污水(占装置80%v)，加入培养基(微生物LB)，加入本发明的复合菌剂(按重量不低于0.5%v)。
c.在35-40℃条件曝气50-70小时后，将曝气罐中80-90%v污水加入好氧池。
d.再加污水通入曝气装置，循环重复步骤b和c。
2)经在微生物较佳生长条件下的扩增装置培养后，放出污水中的菌群及菌数大大超出一般好氧池内的自然生长菌种数，可增加10万个/ml-1亿个/ml.
本发明所用扩增装置因地制宜的放置在常规设计的好氧池旁，装置中的曝气量为常规即可。较佳气水比为20-60陪/小时。进一步改良可在装置中增加载体物质，以加强微生物菌剂的“着床”以提高扩增菌群数量。
筛选出的微生物菌群，及对应有机废水中有效菌的连续扩增及应用技术关键在于：
1)种属(脱氮副球菌等)、遗传稳定性(经过连续传代培养和对比试验，所有菌的分类性状和对药物的敏感性理化性状等保持稳定)、抗药性(指对50多种抗生素药品的敏感性试验，如粪产碱菌对洛美沙星、环丙沙星、青霉素等敏感[S];对红霉素、诺氟沙星、利福平等中度敏感[M];对四环素、麦迪霉素、头孢呋新等具有抗性[R]及生物安全性(对个人、群体健康和生态环境没有危害)。
2)按照GMP(GMP标准，药品生产质量管理规范)生产标准，采用工程发酵的方式生产有机污水中有机物降解所需要的微生物复合菌群。
3)在微生物降解有机废水的核心技术基础上，增设一个对应有机废水中有效菌的连续扩增装置，提高高效菌的富集，以达到更高效率处置待处理污水。
本发明复合菌群及扩增装置富集技术，根据待处理污水对象不可预期的变化，具有较之以往常规技术更强的降解有机物和适应性的能力。本发明技术与现有技术比较，具有下列有益效果：
1、有效菌数量增加，加大有机物的分解，从而提升污水处理效率。
2、加入本发明组合的菌群无毒不改病，遗传性稳定，不会造成对人，畜危害和二次污染。
3、经待处理污水融合培养后，其菌群适应性加强，扩大了生物菌处理有机污水的处理和范围。
4、整体运行成本较低，比目前的一般技术减少大量处理费用。
5、装置可搬迁移动，多项目移动处理。
6、除本发明菌剂加投，同时扩增了待处理污水中的有效优势菌，从而提高了处理效率。
