申请日2011.11.08
公开(公告)日2012.04.04
IPC分类号C12N1/00; C12N1/14; C12N1/20; C12R1/385; C12R1/01; C12R1/66; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种改善活性污泥沉降性能的复合菌剂，由酱油曲霉(Aspergillussojae)CGMCC3.661、红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)ACCC02579和铜绿假单胞菌( Pseudomonasaeruginosa)CGMCCNo.1.239组成。此复合菌剂絮凝能力强，无公害，能与活性污泥原有微生物产生良好的协同效应，改善活性污泥的沉降性能，有效防止污泥膨胀和提高二沉池处理效率。此外，本发明中设计的培养基具有价格低廉、满足本复合菌剂的工业化高密度发酵要求;设计的发酵工艺控制条件达到了复合菌剂的高密度生产要求(发酵结束后，发酵液中菌体干重达到30g·L-1及以上)，实现了节省设备等生产要素的投资，为复合菌剂的规模化生产及应用奠定了基础。
权利要求书
1.一种改善活性污泥沉降性能的复合菌剂，其特征在于由酱油曲霉(Aspergillus sojae) CGMCC 3.661、红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)ACCC 02579和铜绿假单胞菌 (Pseudomonas aeruginosa)CGMCC No.1.239组成;其中酱油曲霉20～30%，铜绿假单 胞菌40～60%，红平红球菌20～30%。
2.权利要求1所述的复合菌剂，其特征在于最佳配比为：酱油曲霉含量25%;铜绿假单孢 菌含量50%;红平红球菌25%。
3.权利要求1所述复合菌剂的制作方法，包括如下步骤：在高密度发酵用基础培养基中依 次接种酱油曲霉(Aspergillus sojae)CGMCC 3.661、红平红球菌(Rhodococcus erythropolis) ACCC 02579和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)CGMCC No.1.239进行发酵培 养，控制温度为28～32℃、pH6.0～7.5、溶解氧为1～5mg·L-1，发酵过程中分批流加总体积 为高密度发酵用基础培养基体积10～20%的质量浓度50～60%的葡萄糖溶液，发酵总时间 为75～80h。
4.权利要求3所述的方法，其特征在于所述高密度发酵用基础培养基组成如下：葡萄糖10～ 15g·L-1、大豆蛋白胨8～12g·L-1、磷酸二氢钠8～12g·L-1、玉米浆2～5g·L-1、微量元素 母液0.1～0.5mL·L-1、发酵用消泡剂0.01～0.1mL·L-1、用磷酸调节pH至6.5。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：酱油曲霉后培养24h，再接种红平红球菌， 继续培养12h后再接种铜绿假单胞菌。
6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述葡萄糖溶液在接种铜绿假单胞菌15h 后开始流加，于24h内流加完毕。
7.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于：在接种酱油曲霉后控制pH在6.3±0.2，接 种红平红球菌后直至发酵结束控制pH在7.0±0.2。
说明书
一种改善活性污泥沉降性能的复合菌剂及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种改善活性污泥沉降性能的复合菌剂及其制作方法，属于发酵及污水处理 领域。
背景技术
污水处理一般使用物理处理法和生物处理法相结合的二级处理工艺，其中生物处理法主 要是利用活性污泥来降解污水中的污染成份。活性污泥中微生物的种类和活性是影响污水处 理效果的重要因素，另外，活性污泥在二沉池中的沉降性能直接影响出水的质量和污水处理 系统运行效率;同时外排的污泥在污泥池中一般要添加絮凝剂进行浓缩沉淀，然后进行压榨 除水。目前广泛应用的絮凝剂有以下几类：
①是无机盐类物质，如铝盐、铁盐，处理效果不理想。②其聚合物处理效果虽良好，但 用量大，对环境有二次污染。③有机合成高分子类物质，如聚丙烯酰胺及其衍生物等，具有 用量少、絮凝速度快的优点，但残留物不易被生物降解，且其单体有强烈的神经毒性和致癌、 致畸、致突变效应，造成二次污染。
为了克服以上化学试剂存在的缺点，近年来一种新的絮凝剂——微生物絮凝剂被开发出 来，其优点是：表面积大、转化能力强、产生菌来源分布广、高效、无毒、可消除二次污染， 所以可应用范围广泛。但是，利用微生物纯种发酵来制备微生物絮凝剂，生产过程要求设备 多，条件高，造成其使用价格也高，不利于大规模工业应用。
因此，若能利用可以产生絮凝性物质的微生物，培养后直接投加到污水处理系统中，使 其能同原活性污泥中微生物产生一种协同效应，改善活性污泥的沉降性能的同时，不影响或 者可以加强原有系统的污水处理效率，将可产生巨大的环境与经济效益。
目前，复合菌剂的生产方法主要是通过分别发酵各成分菌种，然后再按照一定比例混合 制成菌剂。这种生产方法的优点是：根据不同菌种的特点，选择不同的培养基和发酵条件， 可以达到各种菌的最优化生产，并且最终菌剂的成分比例易于控制;但是这种方法也有一定 不足，如：需要的设备等生产要素多、混合后的菌剂其中的各种菌活性状态等不同，投加后 要有一段适应期或者出现由于竞争力不同而产生菌剂活菌比例出现较大变化等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善活性污泥沉降性能的复合菌剂，由酱油曲霉 (Aspergillus sojae)CGMCC 3.661、红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)ACCC 02579和 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)CGMCC No.1.239组成;其中酱油曲霉20～30%， 铜绿假单胞菌40～60%，红平红球菌20～30%，利用微生物表面积大、转化能力强、进行高 效、无毒的消除二次污染。
上述三种菌的含量最佳优选值：酱油曲霉含量25%;铜绿假单孢菌含量50%;红平红球 菌25%。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种生产所述复合菌剂的方法，主要包括如下步 骤：在高密度发酵用基础培养基中依次接种酱油曲霉(Aspergillus sojae)CGMCC 3.661、红 平红球菌(Rhodococcus erythropolis)ACCC 02579和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) CGMCC No.1.239进行发酵培养，控制温度为28～32℃、pH6.0～7.5、溶解氧为1～5mg·L-1，发 酵过程中分批流加总体积为高密度发酵用基础培养基体积10～20%的质量浓度50～60%的葡萄 糖溶液，发酵总时间为75～80h。
所述高密度发酵用基础培养基组成如下：葡萄糖10～15g·L-1、大豆蛋白胨8～12g·L-1、 磷酸二氢钠8～12g·L-1、玉米浆2～5g·L-1、微量元素母液0.1～0.5mL·L-1、发酵用消泡剂(PPE 高效聚醚消泡剂)0.01～0.1mL·L-1、用磷酸调节pH至6.5。
酱油曲霉后培养24h，再接种红平红球菌，继续培养12h后再接种铜绿假单胞菌。
所述葡萄糖溶液在接种铜绿假单胞菌15h后开始流加，于24h内流加完毕。
在接种酱油曲霉后控制pH在6.3±0.2，接种红平红球菌后直至发酵结束控制pH在 7.0±0.2。
具体发酵工艺如下：
(1)菌种的平板活化：
将保存在-80℃冰箱中的菌种取出，冰上融化，分别无菌操作接种于相应的平板培养基 中，30℃恒温培养12～36h，备用。
(2)种子液制备：
分别挑取平板培养基上的单菌落，无菌接种于装有相应培养基的三角瓶中，30℃、以适 当转速在水平摇床上培养15～24h。
(3)上罐发酵
首先将6.5L基础培养基放入10L发酵罐中，121℃灭菌25min，待培养基冷却后，通入 无菌空气并以300rpm的转速搅拌5min。停止通气，设置此时的溶解氧水平为100%(约为 7～8mg·L-1)。
将酱油曲霉菌种子液按照1～2%的体积比接种到发酵罐中，控制pH在6.3±0.2的水平 (设置发酵罐控制程序，由在线检测系统控制的蠕动泵决定氨水的添加速度)，温度30℃， 开始发酵;24h后再按同样的接种量接种红平红球菌，接种前调节pH到7.0±0.3，继续发酵 12h;然后接种铜绿假单孢菌，培养15h后开始补料。补料方式参考三种微生物进入对数生长 期的时机，按照指数形式的速度添加，设置1L的补料量的补料时间为24h，补料结束后，继 续发酵1～2h后结束发酵培养(可以参考pH的变化，当pH上升，开始高于7.5时，即结束 发酵)。整个发酵培养过程中，通过改变搅拌桨转速及通入压缩空气或纯氧的方式控制溶解氧 水平在30%(约为2mg·L-1)以上。发酵结束后，发酵液中菌体干重达到30g·L-1及以上。
本发明提供的复合菌剂絮凝能力强，无公害，能与活性污泥原有微生物产生良好的协同 效应，改善活性污泥的沉降性能，有效防止污泥膨胀和提高二沉池处理效率;本发明中设计 的培养基具有价格低廉(仅为LB培养基的15%左右)、满足本复合菌剂的工业化高密度发酵 要求;设计的发酵工艺控制条件达到了复合菌剂的高密度生产要求(发酵结束后，发酵液中 菌体干重达到30g·L-1及以上)，实现了节省设备等生产要素的投资(如果三种成分分别进行 生产，要么至少要三套发酵设备同时使用、要么同一套设备要三个生产周期才能达到相同的 效果，也就是说设备等生产资料的投资可以节省60%以上);混合菌剂发酵后各菌种比例及活 性都符合要求的目的：按照本技术的控制要点，发酵结束后三种成分完全可以达到要求的比 例，为复合菌剂的规模化生产及应用奠定了基础。