申请日2013.02.04
公开(公告)日2013.12.18
IPC分类号C12N1/20
摘要
本发明提供一种污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，包括以下几个步骤：A、配制氨氧化菌群富集培养基;B、氨氧化菌群的富集培养：将含有氨氧化古细菌的生物膜或活性污泥接种于富集培养基中;C、配制氨氧化古细菌的富集培养基：氨氧化菌群的富集培养基中添加抗生素;D、氨氧化古细菌的富集培养：用过滤器将富集培养液过滤后转接到步骤C中的氨氧化古细菌富集培养基中，得到纯度较高的氨氧化古细菌的富集培养液。纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液为氨氧化古细菌生理生化特性的研究提供了可能，氨氧化古细菌具有较强的耐性，若将氨氧化古细菌引入到氨氧化强化技术之中，将对提高污水处理生物脱氮能力具有重要的现实意义。
权利要求书
1.一种污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
A、配制氨氧化菌群富集培养基;
B、氨氧化菌群的富集培养：将含有氨氧化古细菌的生物膜或活性污泥接种于富集培养基中;
C、配制氨氧化古细菌的富集培养基：氨氧化菌群的富集培养基中添加抗生素;
D、氨氧化古细菌的富集培养：用过滤器将富集培养液过滤后将滤液转接到步骤C中的氨氧化古细菌富集培养基中，得到纯度高的氨氧化古细菌的富集培养液。
2.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤A中，富集培养基包括：NaCl 、MgCl2 · 6H2O、KCl 、CaCl2 、KBr 、KH2PO4，NaCl 、MgCl2 · 6H2O、KCl 、CaCl2 、KBr和KH2PO4的质量比为10：4：5：1：1：2。
3.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤A中，富集培养基的配制方法包括：将富集培养基中的溶液在121℃下灭菌30min，然后加入用0.2μm滤膜过滤后的NH4Cl溶液、NaHCO3溶液、EDTA Na-Fe溶液、丙酮酸钠溶液、微量元素、维生素和硒钨溶液。
4.如权利要求3所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所属步骤A中，微量元素配制方法：1.5g FeCl2· 4H2O先溶于10mL HCl，然后加入CoCl2· 6H2O：190mg，MnCl2· 6H2O：100mg，ZnCl2：70mg，HBO3：62mg，Na2MoO4· 2H2O：36mg，NiCl2· 6H2O：24mg，CuCl2· 2H2O：17mg，加水定容至1000mL;
维生素配方为：4-氨基苯甲酸：40mg，D-生物素：10mg，烟酸：100mg，钙D-泛酸钙：50mg，吡哆醇盐酸盐：150mg，水1000mL，再用10mM磷酸钠缓冲溶液调pH值为7.1;
硒钨溶液配方：NaOH：0.4g，Na2SeO3· 5H2O：6mg，Na2WO4· 2H2O：8mg，水1000mL。
5.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤B中， pH值为7.2-7.5，在温度为37±1℃的培养箱中静置培养。
6.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述抗生素包括青霉素、链霉素和氨苄青霉素，青霉素、链霉素和氨苄青霉素的添加浓度均为50mg/L。
7.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤D中，过滤器采用0.45μm膜针头式过滤器。
8.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤D中，调节pH值为7.2-7.5，在温度为37±1℃的培养箱中静置培养。
9.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤B中，培养时间以14-16天为一代培养周期，黑暗的环境中培养2个周期，并隔2-3天补充NH4Cl和NaHCO3。
10.如权利要求1所述的污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，其特征在于，所述步骤D中，黑暗的环境中培养3个周期，并隔3-5天补充NH4Cl和NaHCO3，得到纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液。
说明书
一种污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法
技术领域
本发明涉及环境微生物领域，具体地说是一种处理废水中氨氮的氨氧化古细菌的富集培养方法。
背景技术
生物脱氮技术是水环境保护中最为重要、最为常用的技术之一，硝化过程中的氨氧化步骤是生物脱氮技术的关键步骤和限速步骤。长期以来的研究一直认为参与这一过程的主要微生物为氨氧化细菌，但是近年研究发现一种古菌也具有氨氧化功能，被称作氨氧化古细菌。尽管在污水处理系统中，氨氧化细菌在氨氧化过程中担当着重要角色，它进行生物脱氮也有一定的缺陷。首先是氨氧化细菌数量很少，通常仅占细菌总量的0.1%，在城市污水系统中更是低于0.01%;其次是生长缓慢，世代时间较长，实验室培养、驯化难度较高：再有就是受生态因子影响较大，很难在高温、低溶解氧等环境下生长。
而对于氨氧化古细菌，研究表明，在生态环境中，氨氧化古细菌分布广泛，数量庞大，部分氨氧化古细菌可以广泛生存于低溶氧、高温、嗜酸/碱等极端环境中，这为在极端环境条件下进行污水处理提供了可能。
已有技术描述：传统的倍比稀释平板划线等富集筛选细菌的方法对氨氧化古细菌并不适用。传统的对污水处理系统中的氨氧化古细菌的富集方法只是采用生活污水或人工配水在实验装置中进行，富集达到检测线后，主要用来分析氨氧化古细菌的种群结构。
在传统的利用生活污水或人工配水富集培养氨氧化古细菌的方法中，在富集培养系统中会有大量的异养菌， 氨氧化古细菌在系统中的所占比重非常小，很难获得纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液。一种污水处理系统中氨氧化古细菌富集培养的方法，包括以下几个步骤：
A、配制氨氧化菌群富集培养基;
B、氨氧化菌群的富集培养：将含有氨氧化古细菌生物膜或活性污泥接种于富集培养基中;
C、配制氨氧化古细菌的富集培养基：氨氧化菌群的富集培养基中添加抗生素;
D、氨氧化古细菌的富集培养方法：用过滤器将富集培养液过滤后将滤液转接到步骤C中的氨氧化古细菌富集培养基中，得到纯度较高的氨氧化古细菌的富集培养液。
本发明采用以上技术方案，其优点在于，过滤器过滤富集培养液和在培养基中添加抗生素来富集培养氨氧化古细菌，可去除氨氧化古细菌富集培养液中大量的杂菌，获得纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液。
优选的，所述步骤A中，富集培养基包括：NaCl 、MgCl2 · 6H2O、KCl 、CaCl2 、KBr 、KH2PO4。
优选的，所述步骤A中，NaCl 、MgCl2 · 6H2O、KCl 、CaCl2 、KBr和KH2PO4的质量比为10：4：5：1：1：2。
优选的，所述步骤A中，富集培养基的配制方法包括：将富集培养基中的溶液在121℃下灭菌30min，然后加入用0.2μm滤膜过滤后的NH4Cl溶液、NaHCO3溶液、EDTA Na-Fe溶液、丙酮酸钠溶液、微量元素、维生素和硒钨溶液。
优选的，所述步骤A中，微量元素配制方法：1.5g FeCl2· 4H2O先溶于10mL HCl，然后加入CoCl2· 6H2O：190mg，MnCl2· 6H2O：100mg，ZnCl2：70mg，HBO3：62mg，Na2MoO4· 2H2O：36mg，NiCl2· 6H2O：24mg，CuCl2· 2H2O：17mg，加水定容至1000mL。
优选的，所述步骤A中，维生素配方为：4-氨基苯甲酸：40mg，D-生物素：10mg，烟酸：100mg，钙D-泛酸钙：50mg，吡哆醇盐酸盐：150mg，水1000mL，10mM磷酸钠缓冲溶液调pH值为7.1。
优选的，所述步骤A中，硒钨溶液配方包括：NaOH：0.4g，Na2SeO3· 5H2O：6mg，Na2WO4· 2H2O：8mg，水1000mL。
优选的，所述步骤B中， pH值为7.2-7.5，在温度为37±1℃的培养箱中静置培养。
优选的，所述步骤C中，青霉素、链霉素和氨苄青霉素的添加浓度均为50mg/L。
本发明进一步采用以上技术方案，其优点在于，所加的三种抗生素的浓度都为50mg/L，可以抑制一些细菌的生长，但对氨氧化古细菌的生长没有抑制作用。
优选的，所述步骤D中，过滤器采用0.45μm膜针头式过滤器。
优选的，所述的富集培养液中NH4+-N的浓度始终保持在1mM以下。
优选的，所述步骤D中，调节pH值为7.2-7.5，在温度为37±1℃的培养箱中静置培养。
优选的，所述步骤B中，培养时间以14-16天为一代培养周期，黑暗的环境中培养2个周期，并隔2-3天补充NH4Cl和NaHCO3。
优选的，所述步骤D中，黑暗的环境中培养3个周期，并隔3-5天补充NH4Cl和NaHCO3。可得到纯度较高的氨氧化古细菌富集培养液。
本发明的有益效果是： 纯度较高的氨氧化富集培养液为氨氧化古细菌生理生化特性的研究提供了可能，氨氧化古细菌具有较强的耐性，若将氨氧化古细菌引入到氨氧化强化技术之中，将对提高污水处理生物脱氮能力具有重要的现实意义。如利用其适应低溶氧环境的特性，将其应用于污水脱氮处理可节省水厂的部分动力消耗;利用其在低氨氮条件下具有较强竞争力的特性，将其应用于低浓度氨氮废水的脱氮处理中，可提高此类废水的脱氮效果。