一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法及其在水體氨氮污染治理中的應(yīng)用
【專利說明】一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法及其在水體氨氮污 染治理中的應(yīng)用
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于環(huán)境微生物學(xué)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng) 的方法及其在水體氨氮污染治理中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003] 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活向水體排放大量的營養(yǎng)鹽(如氮、磷)，從而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。 這是我國水環(huán)境面臨的最嚴(yán)峻問題之一。
[0004] 在監(jiān)測(cè)和治理富營養(yǎng)化問題時(shí)，氨氮是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)和治理指標(biāo)。目前我國城 鎮(zhèn)污水處理廠最嚴(yán)厲的標(biāo)準(zhǔn)-一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)氨氮的排放要求是5mg/L，而我國地 表水IV水中氨氮的標(biāo)準(zhǔn)為I. 5mg/L。這意味著在沒有后續(xù)深度處理措施下，經(jīng)污水處理廠 處理過的廢水如果直排環(huán)境，仍將造成水體氨氮超標(biāo)。自然水體氨氮污染的修復(fù)主要通過 生物修復(fù)。生物修復(fù)中首推微生物：氮素脫離水體環(huán)境的主要途徑是通過微生物的硝化反 硝化途徑，其中最關(guān)鍵的限速步驟是氨氮的硝化過程。我國目前常用的微生物修復(fù)技術(shù)有 兩類。一類是直接向污染河道水體中投放商品化微生物菌劑。應(yīng)用的微生物制劑主要包括 美國的Clear-Flo系列菌劑、LLMO生物活性液、日本的有效微生物菌群、中國的光合細(xì)菌、 硝化細(xì)菌等，并取得了一定的治理效果。上海市水務(wù)部門采用水底曝氣和投加微生物相結(jié) 合的方法治理西雙涇河道，實(shí)現(xiàn)了脫除黑臭和降低氨氮的目的。上海玉皇環(huán)境生物技術(shù)有 限公司使用"東江放線菌"對(duì)蘇州河底泥進(jìn)行修復(fù)，對(duì)皂河富營養(yǎng)化水體也有顯著的處理效 果。這些菌劑的應(yīng)用雖然有成功的案例，但也存在難以克服的問題：這些菌劑都是環(huán)境外來 微生物，存在水土不服的問題，其使用效果也并不十分穩(wěn)定；甚至這些微生物還生物入侵的 生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 為克服微生物菌劑的不足，研宄者開發(fā)了另一類技術(shù)：向污染河道水體投加微生 物促生劑(營養(yǎng)物質(zhì))，促進(jìn)"土著"微生物的生長和對(duì)污染物的代謝作用，達(dá)到凈化水質(zhì)的 目的。普羅生物技術(shù)(上海）有限公司、華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與技術(shù)系與上海市徐匯區(qū)環(huán) 保局應(yīng)用美國Probidic Solution公司的Bioenergizer水體凈化促生劑在徐匯區(qū)上澳塘 的一段河道內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，投加促生劑對(duì)于消除水體黑臭、增加水體溶解氧（DO) 作用明顯且迅速，硝化速率也顯著提高。這一技術(shù)與菌劑技術(shù)相比，生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)大大降 低，但也存在不足：微生物促生劑容易造成環(huán)境的二次污染，而且其促生效果對(duì)環(huán)境條件要 求苛刻，很難大范圍推廣，因此限制了其應(yīng)用。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，提供一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集 培養(yǎng)的方法以及該方法在水體氨氮污染治理中的應(yīng)用。本發(fā)明利用富集培養(yǎng)基，通過室內(nèi) 富集需要治理的河道或湖泊環(huán)境樣品，獲得高效的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)物種子，然 后通過放大培養(yǎng)獲得可以應(yīng)用的培養(yǎng)物，用于加速水體氮轉(zhuǎn)化過程，以治理水體氨氮污染。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：從需要治理的水體中采集表 層底泥，將其轉(zhuǎn)接到富集培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)后，將培養(yǎng)物轉(zhuǎn)接到新鮮的富集培養(yǎng)基中，繼 續(xù)振蕩培養(yǎng)；經(jīng)過連續(xù)多次轉(zhuǎn)接培養(yǎng)后獲得土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)物種子。所述的富 集培養(yǎng)基的配方如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法，其特征在于包括如下步驟：從需要治理的 水體中采集表層底泥，將其轉(zhuǎn)接到富集培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)后，將培養(yǎng)物轉(zhuǎn)接到新鮮的富集 培養(yǎng)基中，繼續(xù)振蕩培養(yǎng)；經(jīng)過連續(xù)多次轉(zhuǎn)接培養(yǎng)后獲得土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)物種 子； 所述的富集培養(yǎng)基的配方為：(NH4)2SO4 0? 035-0. 06g，K2HPO4 0? 16-0. 32g，MgSO4WH2O 0? 0225-0. 0492g，NaCl 0? 275-0. 35g，CaCl2CH2O 0? 06-0. 083g，微量元素 0? 5-2mL，蒸餾水 lL，pH 7.3-7.8;其中，微量元素配方為：FeCl2*4H20 2. 75g，CuS04*5H20 0.045g，ZnSO4WH2O 0? 3g，C〇C12*6H20 0? 35g，MnCl2CH2O 0? 3g，EDTA 0? 5g，NaMoO4CH2O 0? 22g，NaSeO4*IOH2O 0? Olg，NiCl2.6H20 0? lg，H3BO4 0? 014g，Na3C6H5O7 0? 64g，Vitamin C 0? 15g，蒸餾水 1L。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法，其特征在于：所述的表 層底泥轉(zhuǎn)接到富集培養(yǎng)基的比例為20-50g/200-300mL。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法，其特征在于：所述的振 蕩培養(yǎng)的條件為：室溫下100-160rpm振蕩培養(yǎng)2-3天。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法，其特征在于：所述的培 養(yǎng)物轉(zhuǎn)接到新鮮富集培養(yǎng)基的體積比為1:5-100 ;培養(yǎng)物轉(zhuǎn)接次數(shù)為3-5次。
5. -種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集物擴(kuò)大培養(yǎng)的方法，其特征在于包括如下步驟：采集權(quán) 利要求1所述方法中的表層底泥來源地水體上覆水30-50L，加入0.1 -IL利要求1所述方法 中的富集培養(yǎng)基，接種利用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述方法獲得的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培 養(yǎng)物種子100-400mL，曝氣培養(yǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集物擴(kuò)大培養(yǎng)的方法，其特征在于：擴(kuò) 大培養(yǎng)體系為30-60L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集物擴(kuò)大培養(yǎng)的方法，其特征在于：所 述的曝氣培養(yǎng)的條件為室溫下曝氣培養(yǎng)2-5天，水體溶氧水平為2-4mg/L。
8. 權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法在水體氨氮污染治理中的應(yīng)用。
9. 一種治理氨氮污染水體的方法，其特征在于包括如下步驟：將通過權(quán)利要求5-7任 一項(xiàng)所述的方法擴(kuò)大培養(yǎng)的富集培養(yǎng)物種子按體積比1:10000-100000潑灑到需要治理的 水體中；治理過程中保持水體溶氧水平2mg/L以上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的治理氨氮污染水體的方法，其特征在于：在晴好天氣的早 晨， 將擴(kuò)大培養(yǎng)的富集培養(yǎng)物種子潑灑到需要治理的水體中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)的方法及其在水體氨氮污染治理中的應(yīng)用，屬于環(huán)境微生物學(xué)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。從需要治理的水體中采集環(huán)境樣品，用特定的富集培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)得到土著氮轉(zhuǎn)化微生物富集培養(yǎng)物種子；將富集培養(yǎng)物種子、富集培養(yǎng)基加入到原位水樣中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，再將擴(kuò)大培養(yǎng)的富集培養(yǎng)物種子施用到水體，以治理水體氨氮污染。本發(fā)明通過對(duì)原位樣品進(jìn)行富集放大的方法獲得高效土著氮轉(zhuǎn)化微生物，比一般商品菌劑更具有針對(duì)性，也避免了外來菌劑對(duì)該水體的適應(yīng)性及生態(tài)安全隱患。本發(fā)明通過人工可控的條件進(jìn)行富集，保證了高效土著氮轉(zhuǎn)化微生物的快速生長，比直接向水體添加促生劑效果更為穩(wěn)定，也沒有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。
【IPC分類】C12N1-20, C02F3-34
【公開號(hào)】CN104862257
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510293258
【發(fā)明人】趙以軍, 秦貫軍, 廖明軍, 高健, 李俊
【申請(qǐng)人】湖北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日