專利名稱：丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法。
背景技術(shù)：
厭氧生物處理方法是現(xiàn)今高濃度有機廢水處理的常用技術(shù)，在厭氧生物處理方法 過程中因存在產(chǎn)酸發(fā)酵菌群(其中含有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群)，又因為產(chǎn)酸發(fā)酵菌群比產(chǎn)氫產(chǎn) 乙酸菌群的生長和代謝速率快，產(chǎn)生的大量丙酸、丁酸等有機揮發(fā)酸，如果不能及時轉(zhuǎn)化為 乙酸，不僅會限制后續(xù)產(chǎn)甲烷作用，同時由于揮發(fā)酸的積累和PH的降低，使反應(yīng)系統(tǒng)中的 所有微生物類群受到嚴重抑制，最終導致反應(yīng)器的運行失敗。因此，厭氧生物處理系統(tǒng)中產(chǎn) 氫產(chǎn)乙酸作用的強化，不僅可以達到廢水處理高度資源化的目的，而且可以提高厭氧生物 處理系統(tǒng)"抗酸化"的能力，可望較大幅度地提高厭氧生物處理系統(tǒng)的處理效能和運行穩(wěn)定 性，具有重要的工程應(yīng)用價值。 然而，眾所周知產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌具有生理生化特性特殊，并且分離困難，菌種資源嚴 重缺乏，目前得到的純培養(yǎng)物不超過6株，培養(yǎng)出的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫率低。在這種情況 下，選育以產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌為優(yōu)勢的氧化丙酸和丁酸混合微生物菌群，不僅在技術(shù)上可行，而 且在群落結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定，更易應(yīng)用于工程實踐，開發(fā)基于強化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群功能作用 的高效厭氧生物處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的分離方法存在分離困難及培養(yǎng)出的 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫率低的問題。而提供丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法。
分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法按以下步驟實現(xiàn)一、先以C0D濃度為 2000 10000mg/L的大豆蛋白廢水為進水，再以四格室厭氧折流板反應(yīng)器為模型，然后在 進水pH為7. 0 7. 5、溫度為35t:和HRT為48h的條件下對厭氧活性污泥進行初步馴化； 二、將裝有數(shù)顆玻璃球120mL的滅菌血清瓶中通入氮氣，然后加入馴化后的第三格室厭氧 折流板反應(yīng)器中30 60mL厭氧活性污泥，封口 ，而后在溫度為35°C 、以130r/min的振速 振蕩1 2h，得菌懸液A ;三、用無菌注射器取10 20mL的菌懸液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為 10000mg/L 丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度為35°C以振速速率 為130r/min條件下進行富集培養(yǎng)，得富集后菌懸液；四、在富集培養(yǎng)中丁酸培養(yǎng)基丁酸質(zhì) 量濃度小于1000mg/L的條件下，將富集后菌懸液轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L丁酸培養(yǎng) 基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下再 次進行富集培養(yǎng)；五、重復步驟四5 7次；得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌 群；六、將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有0. 1 10mmol/L 2_溴乙 烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度為35t:及振速速率為130r/min條 件下進行培養(yǎng)，得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群；七、在強化培養(yǎng)中含有0. 1 10mmol/L2-溴乙 烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度小于3000mg/L的條件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群
4轉(zhuǎn)接含有0. 1 10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度 為35°C以振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)；八、重復步驟七3 6次，即可分離丁酸 氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群；其中步驟三中菌懸液A與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8;步驟四 中富集后菌懸液與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8;步驟六中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲 烷菌的復合菌群與含有0. 1 10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1:8; 步驟七中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有0. 1 10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基 的體積比為1 : 8。 本發(fā)明分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群不但能夠降解丁酸鈉，同時產(chǎn)生 氣體(氣體中有接近一半的甲烷)；分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群經(jīng)培養(yǎng)，產(chǎn)生 大量的乙酸及氫氣。 本發(fā)明分離出的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群在葡萄糖和丁酸共同存在時，丁酸
氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群會優(yōu)先降解葡萄糖，其次才降解丁酸。本發(fā)明分離出的丁酸氧化
產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群對制糖廢水進行去除，COD去除率增強，丁酸濃度下降。 本發(fā)明既可以降解較高濃度丁酸，以減少"酸化"對系統(tǒng)帶來的沖擊，同時可以有
效提高高濃度有機廢水的處理效能。 本發(fā)明分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法簡單易行，無需特定環(huán)境和要 求。 本發(fā)明分離出來的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群接入到丁酸培養(yǎng)基中容易降解 且大大提高了產(chǎn)氫率。
具體實施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的
任意組合。
具體實施方式
一 本實施方式分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法按以下步 驟實現(xiàn)一、先以COD濃度為2000 10000mg/L的大豆蛋白廢水為進水，再以四格室厭氧 折流板反應(yīng)器為模型，然后在進水pH為7. 0 7. 5、溫度為35t:和HRT為48h的條件下對 厭氧活性污泥進行初步馴化；二、將裝有數(shù)顆玻璃球120mL的滅菌血清瓶中通入氮氣，然后 加入馴化后的第三格室厭氧折流板反應(yīng)器中30 60mL厭氧活性污泥，封口 ，而后在溫度為 35t:、以130r/min的振速振蕩1 2h，得菌懸液A ;三、用無菌注射器取10 20mL的菌懸 液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L 丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 0 7. 5、 溫度為35°C以振速速率為130r/min條件下進行富集培養(yǎng)，得富集后菌懸液；四、在富集培 養(yǎng)中丁酸培養(yǎng)基丁酸質(zhì)量濃度小于1000mg/L的條件下，將富集后菌懸液轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃 度為10000mg/L 丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度為35。C及振速 速率為130r/min條件下再次進行富集培養(yǎng)；五、重復步驟四5 7次；得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙 酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群；六、將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含 有0. 1 10mmol/L 2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度為35°C 及振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)，得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群；七、在強化培養(yǎng)中 含有0. 1 10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度小于3000mg/L的條件下， 將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含有O. 1 10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7. 0 7. 5、溫度為35°C以振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)；八、重復步驟 七3 6次，即可分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群；其中步驟三中菌懸液A與丁酸培養(yǎng)基 的體積比為l : 8;步驟四中富集后菌懸液與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8;步驟六中丁酸 氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群與含有0. 1 10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸 培養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟七中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有0. 1 10mmol/L2-溴 乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8。 在廢水的厭氧生物處理系統(tǒng)中，會代謝產(chǎn)生大量的丁酸，特別是在厭氧生物處理 大豆蛋白廢水的過程中。經(jīng)過四格室厭氧折流板反應(yīng)器的第三格室厭氧折流板反應(yīng)器處理 后廢水中丁酸的含量降低，并伴隨有一定量的氫氣和乙酸產(chǎn)生，因此第三格室厭氧折流板 反應(yīng)器厭氧活性污泥中必然存在丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌或者菌群。 本實施方式步驟二中厭氧活性污泥取自于具有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌比較集 中的ABR第三格室。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中大豆蛋白廢水 的COD濃度為3000 8000mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中大豆蛋白廢水 的COD濃度為5000mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三不同的是步驟一中pH為 7. 1 7. 4。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至三不同的是步驟一中pH為 7.2。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至三相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五不同的是步驟二中厭氧活性 污泥的量為40 50mL。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至五不同的是步驟二中厭氧活性 污泥的量為45mL。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至五相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是步驟二中氮氣的純 度為99.99%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至八不同的是步驟二振蕩時間 1.5h。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至九不同的是步驟三中用無菌注 射器取15mL的菌懸液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L 丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中。其 它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至九相同。
具體實施方式
i^一 本實施方式與具體實施方式
一至十不同的是步驟三中pH為 7. 1 7.4。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十相同。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
一至十不同的是步驟三中pH為 7.2。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
一至十二不同的是步驟三中丁酸 培養(yǎng)基由10g的丁酸鈉、lg的NH4C1、0. 6g的NaC1、0. lg的CaCl2 *2H20、0. 2g的1%。12 *6H20、 0. lg的KC1、0. 3g的K2HP04、0. 3g的KH2P04、0. Olg的FeCl2、0. 5g的半胱氨酸、10mL的微量 元素液、10mL的維生素液、2g/L的胰蛋白胨、2g/L的酵母膏用蒸餾水定容至1000mL，并用NaHC03調(diào)節(jié)pH至7. 5 8. 0。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十二相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
十三不同的是微量元素液的每 1L微量元素液由0. Olg的MnS04 7H20，0. 05g的ZnS04 7H20，0. Olg的H3B03， 1. OOg的 N(CH2COOH)3，0. Olg的CaCl2，0. Olg的Na2Mo04，0. 20g的CoCl2 6H20，0. Olg的A1K(S04)2和 余量的蒸餾水組成。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十三相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十三不同的是維生素液的每1L 維生素液由0. Olg的鈷氨素，O. 025g的核黃素，O. 025g的肌酸，O. 020g的檸檬酸，O. OlOg的 葉酸，O. 050g的吡多醛，O. 025g的抗壞血酸，O. OlOg的對氨基苯甲酸和余量的蒸餾水組成。 其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十三相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
一至十五不同的是步驟四中pH 為7. 1 7. 4。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十五相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
一至十五不同的是步驟四中pH 為7.3。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十五相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
一至十七不同的是步驟五中重復 步驟四6次。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十七相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
一至十八不同的是步驟六中將丁 酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有0.5 8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁 酸培養(yǎng)基中。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十八相同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
一至十八不同的是步驟六中將丁 酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含有4mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中。其它步驟及參 數(shù)與具體實施方式
一至十八相同。
具體實施方式
二十一 本實施方式與具體實施方式
一至十八不同的是步驟六中丁 酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有2mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8。 其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至十八相同。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
一至二十一不同的是步驟七中 在強化培養(yǎng)中含有0. 8 8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度小于3000mg/ L的條件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含0.8 8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng) 基中。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十一相同。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
一至二十一不同的是步驟七中 在強化培養(yǎng)中含有5mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度小于3000mg/L的條 件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含5mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸酸培養(yǎng)基中。其 它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十一相同。
具體實施方式
二十四本實施方式與具體實施方式
一至二十二不同的是步驟七中 pH為7.4。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十二相同。
具體實施方式
二十五本實施方式與具體實施方式
一至二十四不同的是步驟七中 丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有0.6 6mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為 1 : 8。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十四相同。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
一至二十四不同的是步驟七中 丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有3mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為l : 8。
7其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十四相同。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
一至二十四不同的是步驟七中 丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有5mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為l : 8。 其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十四相同。
具體實施方式
二十八本實施方式與具體實施方式
一至二十七不同的是步驟八中 重復步驟七4次。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十七相同。
具體實施方式
二十九本實施方式與具體實施方式
一至二十七不同的是步驟八中 重復步驟七5次。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至二十七相同。
具體實施方式
三十本實施方式分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法按以下 步驟實現(xiàn)一、先以C0D濃度為7000mg/L的大豆蛋白廢水為進水，再以四格室厭氧折流板 反應(yīng)器為模型，然后在進水pH為7. 2、溫度為35t:和HRT為48h的條件下對厭氧活性污泥 進行初步馴化；二、將裝有數(shù)顆玻璃球120mL的滅菌血清瓶中通入氮氣，然后加入馴化后的 第三格室厭氧折流板反應(yīng)器中50mL厭氧活性污泥，封口，而后在溫度為35t:、以130r/min 的振速振蕩1. 5h，得菌懸液A ;三、用無菌注射器取10mL的菌懸液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為 10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 2、溫度為35。C以振速速率為130r/ min條件下進行富集培養(yǎng)，得富集后菌懸液；四、在富集培養(yǎng)中丁酸培養(yǎng)基丁酸質(zhì)量濃度小 于1000mg/L的條件下，將富集后菌懸液轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅 菌血清瓶中，然后在pH為7.3、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下再次進行富集 培養(yǎng)；五、重復步驟四6次；得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群；六、將丁酸氧 化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有8mmol/L 2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基 中，然后在PH為7. 3、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)，得丁酸氧化產(chǎn) 氫產(chǎn)乙酸菌群；七、在強化培養(yǎng)中含有8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度 小于3000mg/L的條件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含有8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的 丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7. 5、溫度為35°C以振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)；八、 重復步驟七4次，即可分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群；其中步驟三中菌懸液A與丁酸培 養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟四中富集后菌懸液與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8;步驟六中 丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群與含有8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培 養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟七中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有8mmol/L2-溴乙烷磺酸 鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8。 本實施方式四格室厭氧折流板反應(yīng)器選用哈爾濱中藥二廠運行了 26個月的四格 厭氧折流板反應(yīng)器。 本實施方式分離出的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群厭氧折流板反應(yīng)器第三格室 的活性污泥中獲得的。 本實施方式分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群能夠在24天內(nèi)將濃度 為7000mg/L 丁酸鈉降解到濃度低于300mg/L，同時產(chǎn)生180mL的氣體，其中CH4占總體 積的60. 76%， 丁酸的平均降解速率為285. 49mg/L d，降解率為97. 0%，比丁酸轉(zhuǎn)化率 15. 83,1/gMLVSS d，單位丁酸產(chǎn)甲烷率0. 74mol/mol ;添力口 2-溴乙烷磺酸鈉后，分離 得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群經(jīng)24天培養(yǎng)，乙酸產(chǎn)量達到3485mg/L，產(chǎn)氫率達到 24. 5mmol/L_culture。
本實施方式分離出的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群只能降解少量的丙酸，說明本 實施方式得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群對底物有較強的專一性；在葡萄糖和丁酸共 同存在時，丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群會優(yōu)先降解葡萄糖，其次才降解丁酸。當以個數(shù)比 9 : 1的比例將厭氧活性污泥和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群投入到5000mg/L葡萄糖培養(yǎng)基中時， 其單位葡萄糖產(chǎn)甲烷率為2. 048mol/mol，較對照系統(tǒng)提高了 1. 11倍；以同樣比例接種到 COD為12000mg/L的制糖廢水中時，其COD去除率較對照系統(tǒng)提高了 11. 8%，丁酸濃度較對 照系統(tǒng)降低了 33.4%。
具體實施方式
三十一 本實施方式分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法按以 下步驟實現(xiàn)一、先以COD濃度為8000mg/L的大豆蛋白廢水為進水，再以四格室厭氧折流 板反應(yīng)器為模型，然后在進水pH為7. 4、溫度為35t:和HRT為48h的條件下對厭氧活性污 泥進行初步馴化；二、將裝有數(shù)顆玻璃球120mL的滅菌血清瓶中通入氮氣，然后加入馴化后 的第三格室厭氧折流板反應(yīng)器中60mL厭氧活性污泥，封口，而后在溫度為35t:、以130r/ min的振速振蕩lh，得菌懸液A ;三、用無菌注射器取20mL的菌懸液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為 10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 1、溫度為35。C以振速速率為130r/ min條件下進行富集培養(yǎng)，得富集后菌懸液；四、在富集培養(yǎng)中丁酸培養(yǎng)基丁酸質(zhì)量濃度小 于1000mg/L的條件下，將富集后菌懸液轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅 菌血清瓶中，然后在pH為7.2、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下再次進行富集 培養(yǎng)；五、重復步驟四6次；得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群；六、將丁酸氧 化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有6mmol/L 2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基 中，然后在PH為7. 0、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)，得丁酸氧化產(chǎn) 氫產(chǎn)乙酸菌群；七、在強化培養(yǎng)中含有6mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度 小于3000mg/L的條件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含有6mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的 丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7. 5、溫度為35°C以振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)；八、 重復步驟七5次，即可分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群；其中步驟三中菌懸液A與丁酸培 養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟四中富集后菌懸液與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8;步驟六中 丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群與含有6mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培 養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟七中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有6mmol/L2-溴乙烷磺酸 鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8。 本實施方式四格室厭氧折流板反應(yīng)器選用哈爾濱中藥二廠運行了 20個月的四格 厭氧折流板反應(yīng)器。 本實施方式分離出的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群厭氧折流板反應(yīng)器第三格室 的活性污泥中獲得的。 本實施方式分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群能夠在24天內(nèi)將濃度 為8000mg/L 丁酸鈉降解到濃度低于300mg/L，同時產(chǎn)生175mL的氣體，其中CH4占總體 積的59. 43%，丁酸的平均降解速率為283. 82mg/L d，降解率為96.6%，比丁酸轉(zhuǎn)化率 15. 21mmol/gMLVSS d，單位丁酸產(chǎn)甲烷率0. 72mol/mol ;添加2-溴乙烷磺酸鈉后，分離 得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群經(jīng)24天培養(yǎng)，乙酸產(chǎn)量達到3465mg/L，產(chǎn)氫率達到 24.3mmol/L-culture。 本實施方式分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群在葡萄糖和丁酸共同存在時，丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群會優(yōu)先降解葡萄糖，其次才降解丁酸。當以個數(shù)比9 : i
的比例將厭氧活性污泥和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群投入到5000mg/L葡萄糖培養(yǎng)基中時，其單 位葡萄糖產(chǎn)甲烷率為2. 008mol/mol，較對照系統(tǒng)提高了 1. 08倍；以同樣比例接種到COD為 12000mg/L的制糖廢水中時，其COD去除率較對照系統(tǒng)提高了 11. 2%，丁酸濃度較對照系統(tǒng) 降低了 32.8%。
具體實施方式
三十二 本實施方式分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法按以 下步驟實現(xiàn)一、先以COD濃度為5000mg/L的大豆蛋白廢水為進水，再以四格室厭氧折流 板反應(yīng)器為模型，然后在進水pH為7. 0、溫度為35t:和HRT為48h的條件下對厭氧活性污 泥進行初步馴化；二、將裝有數(shù)顆玻璃球120mL的滅菌血清瓶中通入氮氣，然后加入馴化后 的第三格室厭氧折流板反應(yīng)器中50mL厭氧活性污泥，封口，而后在溫度為35t:、以130r/ min的振速振蕩2h，得菌懸液A ;三、用無菌注射器取20mL的菌懸液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為 10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7. 2、溫度為35。C以振速速率為130r/ min條件下進行富集培養(yǎng)，得富集后菌懸液；四、在富集培養(yǎng)中丁酸培養(yǎng)基丁酸質(zhì)量濃度小 于1000mg/L的條件下，將富集后菌懸液轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅 菌血清瓶中，然后在pH為7.5、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下再次進行富集 培養(yǎng)；五、重復步驟四7次；得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群；六、將丁酸氧 化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有5mmol/L 2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基 中，然后在PH為7. 2、溫度為35t:及振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)，得丁酸氧化產(chǎn) 氫產(chǎn)乙酸菌群；七、在強化培養(yǎng)中含有5mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度 小于3000mg/L的條件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含有5mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的 丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7.0、溫度為35t:以振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)；八、 重復步驟七6次，即可分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群；其中步驟三中菌懸液A與丁酸培 養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟四中富集后菌懸液與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8;步驟六中 丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群與含有5mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培 養(yǎng)基的體積比為l : 8;步驟七中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有5mmol/L2-溴乙烷磺酸 鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1 : 8。 本實施方式四格室厭氧折流板反應(yīng)器選用哈爾濱工大環(huán)保有限公司運行了 15個 月的四格厭氧折流板反應(yīng)器。 本實施方式分離出的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群厭氧折流板反應(yīng)器第三格室 的活性污泥中獲得的。 本實施方式分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群能夠在24天內(nèi)將濃度 為5000mg/L 丁酸鈉降解到濃度低于300mg/L，同時產(chǎn)生192mL的氣體，其中CH4占總體 積的63.8%，丁酸的平均降解速率為288.42mg/L d，降解率為98.2%，比丁酸轉(zhuǎn)化率 15. 96mmol/gMLVSS d，單位丁酸產(chǎn)甲烷率0. 78mol/mol ;添加2-溴乙烷磺酸鈉后，分離 得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群經(jīng)24天培養(yǎng)，乙酸產(chǎn)量達到3496mg/L，產(chǎn)氫率達到 25. lmmol/L-culture。 本實施方式分離得到的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群在葡萄糖和丁酸共同存在 時，丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群會優(yōu)先降解葡萄糖，其次才降解丁酸。當以個數(shù)比9 : 1 的比例將厭氧活性污泥和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群投入到5000mg/L葡萄糖培養(yǎng)基中時，其單位葡萄糖產(chǎn)甲烷率為2. 118mol/mol，較對照系統(tǒng)提高了 1. 26倍；以同樣比例接種到COD為 12000mg/L的制糖廢水中時，其C0D去除率較對照系統(tǒng)提高了 12. 4%，丁酸濃度較對照系統(tǒng) 降低了 34.9%。
權(quán)利要求
丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的方法按以下步驟實現(xiàn)一、先以COD濃度為2000～10000mg/L的大豆蛋白廢水為進水，再以四格室厭氧折流板反應(yīng)器為模型，然后在進水pH為7.0～7.5、溫度為35℃和HRT為48h的條件下對厭氧活性污泥進行初步馴化；二、將裝有數(shù)顆玻璃球120mL的滅菌血清瓶中通入氮氣，然后加入馴化后的第三格室厭氧折流板反應(yīng)器中30～60mL厭氧活性污泥，封口，而后在溫度為35℃、以130r/min的振速振蕩1～2h，得菌懸液A；三、用無菌注射器取10～20mL的菌懸液A轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7.0～7.5、溫度為35℃以振速速率為130r/min條件下進行富集培養(yǎng)，得富集后菌懸液；四、在富集培養(yǎng)中丁酸培養(yǎng)基丁酸質(zhì)量濃度小于1000mg/L的條件下，將富集后菌懸液轉(zhuǎn)接裝有質(zhì)量濃度為10000mg/L丁酸培養(yǎng)基的滅菌血清瓶中，然后在pH為7.0～7.5、溫度為35℃及振速速率為130r/min條件下再次進行富集培養(yǎng)；五、重復步驟四5～7次；得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群；六、將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有0.1～10mmol/L 2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7.0～7.5、溫度為35℃及振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)，得丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群；七、在強化培養(yǎng)中含有0.1～10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的質(zhì)量濃度小于3000mg/L的條件下，將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接含有0.1～10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中，然后在pH為7.0～7.5、溫度為35℃以振速速率為130r/min條件下進行培養(yǎng)；八、重復步驟七3～6次，即可分離丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群；其中步驟三中菌懸液A與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1∶8；步驟四中富集后菌懸液與丁酸培養(yǎng)基的體積比為1∶8；步驟六中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群與含有0.1～10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1∶8；步驟七中丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群與含有0.1～10mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基的體積比為1∶8。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟一中大豆蛋白廢水的C0D濃度為3000 8000mg/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟一中pH為7. 1 7. 4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟二中氮氣的純度為99. 99%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟二中振蕩時間為1. 5h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟二中厭氧活性污泥的量為40 50mL。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟三中丁酸培養(yǎng)基由10g的丁酸鈉、lg的NH4C1、0. 6g的NaC1、0. lg的CaC12 *2H20、0. 2g的MgC12 *6H20、0. lg的KC1、0. 3g的K2HP04、0. 3g的KH2P04、0. Olg的FeC12、0. 5g的半胱氨酸、10mL的微量元素液、10mL的維生素液、2g/L的胰蛋白胨、2g/L的酵母膏用蒸餾水定容至1000mL，并用NaHC03調(diào)節(jié)pH至7. 5 8. 0。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于微量元素液的每1L微量元素液由0. Olg的MnS04 *7H20，0. 05g的ZnS04 *7H20，0. Olg的H3B03，`1. 00g的N(CH2C00H)3，0. Olg的CaC12，0. Olg的Na2Mo04，0. 20g的CoC12 6H20，0. Olg的A1K(S04) 2和余量的蒸餾水組成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于維生素液的每1L維生素液由0. Olg的鈷氨素，O. 025g的核黃素，O. 025g的肌酸，O. 020g的檸檬酸，0. OlOg的葉酸，0. 050g的吡多醛，0. 025g的抗壞血酸，0. OlOg的對氨基苯甲酸和余量的蒸餾水組成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6、8或9所述的丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，其特征在于步驟六中將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群轉(zhuǎn)接含有0. 5 `8mmol/L2-溴乙烷磺酸鈉的丁酸培養(yǎng)基中。
全文摘要
丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸優(yōu)勢菌群的分離方法，它涉及一種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的分離方法。它解決了現(xiàn)有分離方法存在分離困難及培養(yǎng)出的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫率低的問題。分離方法一、對厭氧活性污泥進行初步馴化；二、制菌懸液A；三、富集后菌懸液；四、將富集后菌懸液再次富集培養(yǎng)；五、制丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的復合菌群；六、制丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群；七、將丁酸氧化產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群轉(zhuǎn)接丁酸培養(yǎng)基中進行振速培養(yǎng)；八、重復步驟七3～6次，即可分離。本發(fā)明的方法分離容易，操作簡單，分離出優(yōu)勢菌群的產(chǎn)氫率約為現(xiàn)有產(chǎn)氫菌產(chǎn)氫率的7～10倍。本發(fā)明優(yōu)勢菌群既可以降解較高濃度丁酸，并可以有效提高高濃度有機廢水的處理效能。
文檔編號C12N1/20GK101724595SQ200910312918
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉崇, 李建政, 王碩, 鄭國臣, 馬超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學