申请日2016.04.14
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C12N11/14; C12N11/10; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种处理养殖氨氮废水的固定化降解菌的制备方法，属于菌体培养技术领域。本发明将凹凸棒土研磨成粉，和聚乙烯醇以及乙醛，在酸的催化下发生缩醛反应，在加入表面活性剂进行改性并振荡起泡，固化后制得多孔氨氮降解菌载体，再用不同氨氮浓度的养殖废水对池底污泥菌种进行筛选，优选出氨氮降解菌，固定到载体上，从而得到处理养殖氨氮废水的固定化降解菌的制备方法。实例证明，本发明操作简便，反应条件温和，无需高温高压，不仅利用固定化降解菌解决了养殖废水中氨氮含量较高的问题，而且降低了养殖废水中氨氮盐的含量，同时也减少了处理过程中带来的二次污染，是一种环保工艺。
权利要求书
1.一种处理养殖氨氮废水的固定化降解菌的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)将50～60g凹凸棒土放入刚玉研钵中，研磨20～30min后过200目标准筛，得到凹凸棒土粉末，在带有搅拌器、温度计和滴液漏斗的1L三口烧瓶中加入80～100mL质量浓度为10%聚乙烯醇溶液和等体积的浓度为0.3mol/L硫酸溶液，启动搅拌器进行搅拌，在搅拌的过程中通过滴液漏斗继续滴加4～5mL质量浓度为30%丁醛溶液，得反应液;
(2)将反应液移入1L烧杯中，向里加入反应液总质量0.5%的十二烷基苯磺酸钠和10～20g上述制得的凹凸棒土粉末，再将烧杯放入60～70℃的水浴锅中，于摇床上振荡反应5～7h，待反应液逐渐粘稠，产生的泡沫体积变为原料体积的2～3倍后，移入恒温箱中，在50～60℃下固化1～2h;
(3)将上述固化后的泡沫状载体用去离子水反复冲洗3～5遍，去除未反应的硫酸和丁醛，自然晾干后放入气流粉碎机，粉碎成粒径为5～8mm的小颗粒，即得自制氨氮降解菌载体，备用;
(4)称取200～300g葡萄糖、3～5g硫酸镁、5～7g磷酸氢二钾、5～6g磷酸二氢钾和2～4g氯化钠以及500～600mL氨氮浓度为100mg/L的养殖废水，搅拌均匀后制得驯化培养基，按接入量为10%将鱼类养殖池池底污泥加入到驯化培养基中，放入恒温箱，于25～30℃下培养5～6天;
(5)培养结束后挑选长势最好的菌落转接于新的驯化培养基中，并以100mg/L的梯度增加养殖废水的氨氮浓度，重复上述步骤反复驯化培养，直至养殖废水中氨氮浓度达到500mg/L时，用去离子水淋洗培养基表面菌丝，收集淋洗液即为优选出的氨氮降解菌丝悬浮液;
(6)量取500～600mL上述得到的菌丝悬浮液装入1L烧杯中，加入20～30g备用的自制氨氮降解菌载体和3～5g海藻酸钠粉末，放入漩涡振荡仪中以20～30W功率漩涡振荡混匀，再用蠕动泵以5mL/min速率逐滴滴入10～15mL质量浓度为5%的氯化钙饱和硼酸溶液进行固定化反应3～5h，反应结束后移入布氏漏斗，用无菌水抽滤洗涤后，于4～6℃环境下保存，即得处理养殖氨氮废水的固定化降解菌。
说明书
一种处理养殖氨氮废水的固定化降解菌的制备方法
技术领域
本发明公开了一种处理养殖氨氮废水的固定化降解菌的制备方法，属于菌体培养技术领域。
背景技术
氨氮，指以氨或者铵离子形式存在的化合氨。氨氮以两种形式存在于水中，一种是氨，又叫非离子氨，脂溶性，对水生生物有毒，另一种是铵，又叫离子铵，对水生生物无毒。
由于我国水产养殖业的飞速发展，养殖废水中的氨氮含量也日益增加，氨氮含量过高会导致水产养殖产量减少，更严重的是氨氮盐会通过富集作用在人体内大量积累，易引发癌症。
人们在降低养殖废水中的氨氮进行着不断的努力，起初人们通过不断的换水，往养殖水中大量的曝气，才能使部分氨氮逸出水面，使用余氯消毒去除氨氮，使用氧合器等来调节改善水质，来降低养殖水池中氨氮和有害物质的含量，但是这种方法不仅浪费水资源而且不能从根本上解决养殖水池中的平衡问题。
随着科技的进步，人们用物理、化学和生物方法来解决养殖水池中的平衡问题，化学和物理方法有些时候会造成二次污染，有些时候一些难降解的物质会由于富集作用最后给人类造成很大的危害，用生物方法不仅反应条件简单，操作简便，而且不会造成二次污染，所以近年来，国内外人们越来越重视用生物方法来处理水产养殖废水中的问题，尤其是养殖废水中的氨氮问题。
微生物技术具有处理效率高、稳定性强、生物浓度高和固液分离效果好等优点，因此，最近几十年逐渐引入水处理领域并取得到了广泛的关注和应用，但是没有去大多数处于实验室试验阶段，实现大规模工业化应用的较少，主要是常用的固定化载体性能不稳定，价格较高，使用寿命较短、难以适应水处理系统中的长期连续运行。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前在处理养殖氨氮废水的过程中，常用的化学法和物理法虽可以降低养殖废水中的氨氮含量，但是会对于环境造成二次污染，使得一些难降解的物质由于富集作用给人类造成很大的伤害，且氨氮去除率仍旧不理想的现状，而生物法去除氨氮反应快速，操作简单，但是游离态的氨氮降解菌在废水中起效时间短，易受环境影响的缺陷，提供了一种处理养殖氨氮废水的固定化降解菌的制备方法，该方法将凹凸棒土研磨成粉，和聚乙烯醇以及乙醛，在酸的催化下发生缩醛反应，在加入表面活性剂进行改性并振荡起泡，固化后制得多孔氨氮降解菌载体，再用不同氨氮浓度的养殖废水对池底污泥菌种进行筛选，优选出氨氮降解菌，固定到载体上，从而得到处理养殖氨氮废水的固定化降解菌。该利用本发明处理养殖氨氮废水操作简便，反应条件温和，无需高温高压，不仅解决了传统物化方法处理过程中带来的二次污染的问题，又解决游离降解菌起效时间短，易受环境影响的缺陷，并且固定化降解菌可作为浮游生物的食物，而浮游生物又可作为水产品的饲料，可以无形当中减少养殖成本，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)将50～60g凹凸棒土放入刚玉研钵中，研磨20～30min后过200目标准筛，得到凹凸棒土粉末，在带有搅拌器、温度计和滴液漏斗的1L三口烧瓶中加入80～100mL质量浓度为10%聚乙烯醇溶液和等体积的浓度为0.3mol/L硫酸溶液，启动搅拌器进行搅拌，在搅拌的过程中通过滴液漏斗继续滴加4～5mL质量浓度为30%丁醛溶液，得反应液;
(2)将反应液移入1L烧杯中，向里加入反应液总质量0.5%的十二烷基苯磺酸钠和10～20g上述制得的凹凸棒土粉末，再将烧杯放入60～70℃的水浴锅中，于摇床上振荡反应5～7h，待反应液逐渐粘稠，产生的泡沫体积变为原料体积的2～3倍后，移入恒温箱中，在50～60℃下固化1～2h;
(3)将上述固化后的泡沫状载体用去离子水反复冲洗3～5遍，去除未反应的硫酸和丁醛，自然晾干后放入气流粉碎机，粉碎成粒径为5～8mm的小颗粒，即得自制氨氮降解菌载体，备用;
(4)称取200～300g葡萄糖、3～5g硫酸镁、5～7g磷酸氢二钾、5～6g磷酸二氢钾和2～4g氯化钠以及500～600mL氨氮浓度为100mg/L的养殖废水，搅拌均匀后制得驯化培养基，按接入量为10%将鱼类养殖池池底污泥加入到驯化培养基中，放入恒温箱，于25～30℃下培养5～6天;
(5)培养结束后挑选长势最好的菌落转接于新的驯化培养基中，并以100mg/L的梯度增加养殖废水的氨氮浓度，重复上述步骤反复驯化培养，直至养殖废水中氨氮浓度达到500mg/L时，用去离子水淋洗培养基表面菌丝，收集淋洗液即为优选出的氨氮降解菌丝悬浮液;
(6)量取500～600mL上述得到的菌丝悬浮液装入1L烧杯中，加入20～30g备用的自制氨氮降解菌载体和3～5g海藻酸钠粉末，放入漩涡振荡仪中以20～30W功率漩涡振荡混匀，再用蠕动泵以5mL/min速率逐滴滴入10～15mL质量浓度为5%的氯化钙饱和硼酸溶液进行固定化反应3～5h，反应结束后移入布氏漏斗，用无菌水抽滤洗涤后，于4～6℃环境下保存，即得处理养殖氨氮废水的固定化降解菌。
本发明的应用方法是：将本发明制得的固定化降解菌投入到养殖氨氮废水中，其中，每1～2L养殖氨氮废水中投入100～200mg固定化降解菌，在常温下，充分混合，即可，连续投入2～4天，经检测，使得养殖废水中的氨氮含量从5000～6000mg/L降低到了35～50mg/L，去除率达到了99%以上，符合国家规定的水产养殖水的标准。