申请日2009.06.11
公开(公告)日2010.01.20
IPC分类号C12N1/20; C12N1/16; C02F3/12; C02F103/26; C12R1/72; C12R1/07; C12R1/01; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种利用嗜(耐)盐菌处理榨菜废水的方法。使用以盐单胞菌、假丝酵母菌、海杆菌和芽孢杆菌为主的复合菌群，结合SBR工艺对榨菜废水进行处理，可在24h内实现90%以上的COD去除率。本发明提供的榨菜废水处理方法工艺简单，出水稳定，负荷耐冲击性好，可以用较低的成本实现对榨菜废水的高效处理。
权利要求书
1、一种复合菌群，包括盐单胞菌、假丝酵母菌、海杆菌和芽孢 杆菌。
2、根据权利要求1所述的复合菌群，其特征在于：所述复合菌 群的组成为(重量比)盐单胞菌40-60%，海杆菌20-35%，芽孢杆菌 5-10%，假丝酵母菌5-15%。
3、根据权利要求1所述的复合菌群，其特征在于：所述菌群还 包括柠檬球菌Citricoccus zhacaiensis，含量为5-10%。
4、根据权利要求1-3任一项所述的复合菌群，其特征在于：所 述复合菌群中盐单胞菌选自Halomonas alimentaria、Halomonas caseinilytica、Halomonas alkaliphila、Halomonas saccharevitans、 Halomonas arcis或Halomonas subterranea中的一种或其中任意的混 合菌群。
5、根据权利要求1-3任一项所述的复合菌群，其特征在于：所 述复合菌群中海杆菌选自Marinobacter zhejiangensis、Marinobacter pelagius、Marinobacter segnicrescens或Marinobacter mobilis中的一 种或其中任意的混合菌群。
6、根据权利要求1-3任一项所述的复合菌群，其特征在于：所 述复合菌群中芽孢杆菌选自Bacillus algicola、Bacillus megaterium或 Bacillus flexus中的一种或其中任意的混合菌群。
7、根据权利要求1-3任一项所述的复合菌群，其特征在于：所 述复合菌群中假丝酵母菌选自Candida rugosa或Candida thaimueangensis中的一种或其混合菌群。
8、权利要求1-7任一项所述的复合菌群在榨菜废水处理中的应 用。
9、权利要求8所述的复合菌群在榨菜废水处理中的应用，其特 征在于，包括如下步骤：
(1)启动阶段：将发酵培养好的嗜(耐)盐菌复合菌群培养液 按照5-10%(v/v)的接种量投加到预先用NaOH调节pH至6-7的榨 菜废水中，采用SBR装置进行闷曝培养，至有颗粒状污泥出现即可;
(2)运行阶段：将SBR装置中的污泥沉降比控制在10-15%， 出水后剩余泥水占总有效容积的15-25%;运行期间控制溶解氧为 2-4mg/L，pH 6-8。
10、权利要求9所述的复合菌群在榨菜废水处理中的应用，其特 征在于：除了污泥培养阶段所用的榨菜废水需要用NaOH将pH调节 至6-7外，后续处理过程中的进水pH不需再用NaOH调节。
说明书
一种利用复合菌群处理榨菜废水的方法
技术领域
本发明属于环境微生物技术领域，具体涉及一种嗜(耐)盐菌 的复合菌群及其在榨菜废水处理中的用途。
背景技术
榨菜是一种半干态非发酵性咸菜，以茎用芥菜为原料腌制而成， 是中国名特产品之一，与德国的甜酸甘蓝、欧洲酱黄瓜并称世界三大 名腌菜，是我国民众喜爱的一种调味菜。榨菜产业也是重庆涪陵、浙 江余姚等地农村经济的支柱产业。
但是，榨菜产业的发展也给当地带来了严重的环境污染问题;榨 菜生产会产生大量的废水，包括腌制、淘洗、脱盐等生产工艺中排放 的废水，其中有很高的盐浓度和有机物浓度。榨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，使土壤碱性增导致土质硬化、板块化; 三是榨菜废水自身会散发出难闻的异味，严重影响周围居民生活环 境。
榨菜废水处理中遇到的问题包括以下两个方面：一，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;二，生产企业数量众多且规模普遍 较小，加之分布零散，不利于采用先进技术对废水进行集中的大规模 处理。因此，迫切需要发展一种经济可行、简单有效的新方法来对榨 菜废水进行处理。
嗜盐菌特别是极端嗜盐菌具有灵巧的排钠吸钾的生理特性，使得 其能在高浓度的氯化钠环境中生存。中度嗜盐菌则是通过在细胞内积 累一些被称为相容性溶质的物质来抵抗细胞外的高渗透压，维持细胞 的形态、结构和生理功能。有些酵母菌因为对细胞外的高渗透压有较 好的耐受性而能在较高盐浓度的环境中生长，我们称之为耐盐性酵母 或渗透耐性酵母。
嗜(耐)盐菌能够适应高盐生长环境这一特性使其在处理高盐污 水方面具有很大的优势和潜力。已有研究结果表明嗜(耐)盐菌在好 氧法、厌氧法以及厌氧(兼氧)/好氧联合法处理高盐污水时都取得 了较好的效果。
榨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，使得采用生物法进行处理成为一种可行的方法。因此，筛选合 适的嗜(耐)盐菌，构建稳定、高效的微生物群组，发展一种便捷、 有效、经济的榨菜废水处理方法，将是解决榨菜废水污染问题的有效 方式。
发明内容
本发明的一个目的在于克服榨菜废水的高盐度对微生物处理法 的干扰，提供一种利用嗜(耐)盐菌群进行榨菜废水处理的方法。
本发明提供了一种复合菌群，包括盐单胞菌、假丝酵母菌、海杆 菌、芽孢杆菌。
进一步的，本发明的复合菌群的组成为(重量比)：盐单胞菌 40-60%，优选50%;海杆菌20-35%，优选30%;假丝酵母菌5-15%， 优选10%;芽孢杆菌5-10%，优选5%。
进一步的，本发明的复合菌群还可包含柠檬球菌，含量可为 5-10%，优选5%。
上述复合菌群中的菌种来自浙江近海水域、青海湖、新疆阿牙克 库木湖等地采集的含盐水样及在浙江慈溪榨菜厂污水排放口采集水 样和泥样。海水样和盐湖水样压滤富集后涂布于2216固体培养基上， 30℃静置培养，2216培养基组分为(总体积为1L)：Yeast Extract 5.00g，Bactopeptone 1.00g，柠檬酸铁0.10g，NaCl 19.45g，MgCl2 8.80g，CaCl2 1.80g，KCl 0.55g，NaHCO3 0.16g，KBr 0.08g，氯化锶 34.0mg，硼酸22.0mg，硅酸钠4.0mg，氟化钠2.4mg，NH4NO31.6mg， Na2HPO48.0mg，固体培养基加2%的琼脂;榨菜厂排放口水样用灭菌 后的榨菜废水梯度稀释后取10-2-10-6直接涂布于用榨菜废水制成的固 体培养基上(将榨菜废水pH用NaOH调节至7，然后加入2%的琼 脂，121℃灭菌30min即可)，30℃静置培养;榨菜厂排放口泥样先 用灭菌后的榨菜废水悬浮，取上清用灭菌后的榨菜废水梯度稀释并取 10-2-10-6直接涂布于用榨菜废水制成的固体培养基上，30℃静置培养。 将所分离到的单菌落进行重复分离、纯化，得到纯的单菌。
将分离得到单菌接种于pH调节至7.0并过滤除菌的榨菜废水 中，30℃培养7天，观察菌体生长情况并检测水样的COD，选择COD 去除效果好的菌株进行下一步筛选。大多数嗜盐菌会产生嗜盐菌素， 从而出现相互之间的生长抑制现象;为避免不同菌株之间相互抑制， 采用双层平板筛选法对COD去除效果好的菌株进行嗜盐菌素抗性实 验，淘汰对其它菌株生长抑制明显的菌株。
根据COD去除效果和嗜盐菌素抗性实验，筛选到16种可以用来 构建处理榨菜废水的嗜(耐)盐菌群的菌株。经鉴定，其中6种为盐 单胞菌，4种为海杆菌，3种为芽孢杆菌，2种为假丝酵母菌，1种为 柠檬球菌。菌株具体信息见表1。
因此，优选的，上述复合菌群中盐单胞菌选自Halomonas alimentaria、Halomonas caseinilytica、Halomonas alkaliphila、 Halomonas saccharevitans、Halomonas arcis和Halomonas subterranea 中的一种或其中任意的混合菌群;海杆菌选自Marinobacter zhejiangensis、Marinobacter pelagius、Marinobacter segnicrescens和 Marinobacter mobilis中的一种或其中任意的混合菌群;假丝酵母菌选 自Candida rugosa和Candida thaimueangensis中的一种或其混合菌 群;芽孢杆菌选自Bacillus algicola、Bacillus megaterium和Bacillus flexus中的一种或其中任意的混合菌群;柠檬球菌为Citricoccus zhacaiensis。
盐单胞菌、海杆菌、芽孢杆菌及柠檬球菌优选使用2216培养基作 为发酵培养基;假丝酵母菌优选使用麦芽浸出粉培养基作为发酵培养 基，其组成为(w/v)：干麦芽浸出粉0.3%、干酵母粉0.3%、蛋白胨 0.5%、葡萄糖1%，pH约5.5。培养温度均为30℃。可按属进行发酵培 养，即所有的盐单胞菌可等量接种后混合在一起发酵培养，海杆菌、 芽孢杆菌、假丝酵母菌及柠檬球菌亦然。
表1本发明所涉及菌株的相关信息
菌株编号 菌株名 保藏号 ZC7.0b Halomonas alimentaria KCCM 41042T ZC7.0h Hal0monas caseinilytica CGMCC 1.6773T ZC7.0D Halomonas alkaliphila DSM 16354T ZC7.0E Halomonas saccharevitans CGMCC 1.6493T ZC7.0H Halomonas arcis CGMCC 1.6494T ZC7.0I Halomonas subterranea CGMCC 1.6495T ZC7.0A Marinobacter zhejiangensis CGMCC 1.7061T ZC7.0c Marinobacter pelagius CGMCC 1.6775T ZC7.0d Marinobacter segnicrescens CGMCC 1.6489T ZC7.0g Marinobacter mobilis CGMCC 1.7059T ZC7.0II Bacillus algicola KMM 3737 ZC7.0IV Bacillus megaterium JCM2506 ZC7.0V Bacillus flexus JCM 12301 ZC4.6A Candida rugosa CBS 613 G70 Candida thaimueangensis CGMCC No.3000 ZC7.0F Citricoccus zhacaiensis CGMCC 1.7064T
注：本表格所列保藏号为该已知菌株在公共菌株库的保藏号。其中假丝酵母菌 G70(Candida thaimueangensis)保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏 编号为CGMCC No.3000，保藏日期为2009年4月2日。
本发明的另一个目的是提供一种适用于中小型榨菜厂的榨菜废 水处理方法。因此，本发明还涉及上述的复合菌群结合SBR工艺在 榨菜废水处理中的应用，包括以下步骤：
(1)启动阶段：将发酵培养后收集到的嗜(耐)盐菌复合菌群 湿菌体按照1-5%(w/v)的接种量投加到预先用NaOH调节pH至6-7 的榨菜废水中，采用SBR装置进行闷曝培养，至有颗粒状污泥出现 即可。
(2)运行阶段：将SBR装置中的污泥沉降比控制在10-15%， 出水后剩余泥水占总有效容积的15-25%;运行期间控制溶解氧为 2-4mg/L，pH 6-8。
利用上述的复合菌群，本发明采用比较适合于小型污水厂的SBR 工艺进行榨菜废水的处理，处理装置中废水pH以6-7为佳，温度以 30-35℃为佳。
本发明所采用的SBR工艺包括：进水、曝气、沉淀、排泥、排 水和闲置共六个工序，整个运行周期的时间为24h，其中进水2-4h， 曝气14-18h，沉淀1.5h，排泥+排水0.5h，闲置2-4h。
因为嗜(耐)盐菌复合菌群中的假丝酵母菌G70可以利用自身 的代谢活动来提升榨菜废水的pH，所以，除了污泥培养阶段所用的 榨菜废水需要用NaOH将pH调节至6-7外，后续处理过程中的进水 pH不需再用NaOH调节，只需根据进水pH选择合适的进水时间即 可消除pH波动对系统运行稳定性的影响。
本发明采用的SBR工艺在用于小型污水厂时，具有以下的明显 优点：①工艺流程简单，运转灵活，基建费用低;②处理效果良好， 出水可靠;③较好的除磷脱氮效果;④污泥沉降性能良好;⑤对 水质水量变化的适应性强。
本发明提供的利用嗜(耐)盐菌复合菌群结合SBR工艺处理榨 菜废水的方法工艺简单，出水稳定，负荷耐冲击性好，可以用较低的 成本实现对榨菜废水的高效处理，尤其适合中小型榨菜厂的榨菜废水 处理。本发明提供的方法将在榨菜废水处理方面发挥重大作用。