一株鏈霉菌及其菌劑的生產(chǎn)方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一株分離自活性污泥的鏈霉菌，及其菌劑的低成本生產(chǎn)方法和用于控制污泥膨脹的方法，屬于環(huán)境生物【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采用的菌株是從污水處理廠的活性污泥中分離篩選出來(lái)的一株絲狀細(xì)菌——鏈霉菌（Streptomyces?sp.）GS05菌株，該菌株保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為：CGMCC?No.?7094。本發(fā)明利用甘薯淀粉廢水作為發(fā)酵培養(yǎng)基，大規(guī)模培養(yǎng)鏈霉菌，制備液體菌劑，生產(chǎn)成本低廉，操作簡(jiǎn)單，還可以使甘薯淀粉廢水得到資源化利用，減少污染排放。本發(fā)明生產(chǎn)的菌劑用于投加到活性污泥法污水處理系統(tǒng)的曝氣池中，可以有效防治污泥膨脹的發(fā)生，顯示出良好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一株鏈霉菌及其菌劑的生產(chǎn)方法和用途
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一株分離自活性污泥的鏈霉菌，及其菌劑的低成本生產(chǎn)方法和用于控 制污泥膨脹的方法，屬于環(huán)境生物【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】：
[0002] 活性污泥法是應(yīng)用最廣泛的污水處理方法之一，但是污泥膨脹是活性污泥法污 水處理廠運(yùn)行管理中經(jīng)常碰到的異常問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行的癱 瘓（張著，高大文等；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏引起的好氧顆粒污泥膨脹及其恢復(fù)；環(huán)境科學(xué)，2012， 33(9) :3197-3201)。大多數(shù)污泥膨脹問(wèn)題是由絲狀微生物過(guò)度增殖引起，在寒冷季節(jié)較為 多發(fā)。目前，由絲狀菌引起的膨脹問(wèn)題尚缺乏有效的控制對(duì)策，常采用投加藥劑的方法來(lái) 控制污泥膨脹，但膨脹現(xiàn)象極易復(fù)發(fā)，且易造成出水水質(zhì)惡化的不良后果(彭趙旭，彭永臻， 等；絲狀菌污泥膨脹的工藝控制策略，北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ；2011，37(9):1416-1423)。也有 設(shè)置生物選擇器來(lái)控制污泥膨脹的報(bào)道，但是應(yīng)用效果也不穩(wěn)定(孟建麗，崔利軍，楊云龍； 絲狀菌性污泥膨脹及生物選擇器控制；科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004,14 (9) :210-212)。
[0003] 活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的總稱；活性污泥系 統(tǒng)中絲狀菌與菌膠團(tuán)細(xì)菌互相競(jìng)爭(zhēng)互相依存。在正常運(yùn)行情況下，絲狀菌作為菌膠團(tuán)的骨 架，與其他細(xì)菌共同形成活性污泥的主體，形成的具有良好沉降性能和高效降解污染物性 能的微生物群落 [23]。但是當(dāng)污泥膨脹的誘導(dǎo)因素如溶解氧、pH值、溫度、營(yíng)養(yǎng)成分、污泥 負(fù)荷等超過(guò)一定范圍時(shí)，某些絲狀細(xì)菌(尤其是微絲菌）會(huì)過(guò)度繁殖，引起污泥沉降性能下 降，發(fā)生污泥膨脹。隨著研究者對(duì)絲狀菌鑒定工作的深入，通過(guò)探究污泥內(nèi)絲狀菌群落結(jié)構(gòu) 和生理特性，從微生物生態(tài)的角度控制污泥膨脹的方法被提出。已往研究顯示膨脹期活性 污泥內(nèi)，絲狀細(xì)菌存在豐富的多樣性，包括：Nocardia屬（如Nocardia amarae，Nocardia pinensiss)、Flexibacter 屬（如：Type 0092)、Cytophaga 屬（如 Type0411)、Thiothrix 屬、Beggiatoa 屬、Type 0914、Haliscomenobacter hydrossis、Microthrix parvicella、 Sphaerotilus natans等等。多數(shù)情況下Microthrix parvicella (微絲菌）為優(yōu)勢(shì)種群， 常出現(xiàn)在冬季發(fā)泡活性污泥中，易引發(fā)污泥膨脹，大部分種群也出現(xiàn)在發(fā)泡或膨脹污泥中， 但由于與前幾種絲狀細(xì)菌生理特性不同(如對(duì)溫度、pH、0D值及營(yíng)養(yǎng)狀況的敏感度)，在膨脹 污泥中不發(fā)生過(guò)度增值現(xiàn)象。
[0004] 中國(guó)發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?00610025272. 2)中公開了一種污水處理廠活性污泥膨 脹和泡沫的控制方法，綜合采用了縮短泥齡、減少兼氧段時(shí)間、提高好氧段曝氣時(shí)間、增加 曝氣池的排泥量、投加混凝劑或殺菌劑、設(shè)置攔截網(wǎng)帶等措施。中國(guó)發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?200610069502. 5)中公開了一種投加稀土元素培養(yǎng)好氧顆粒污泥的方法，并用于控制污泥 膨脹。中國(guó)實(shí)用新型專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01020276033. 6)中公開了一種具有防控活性污泥膨脹 功能的氧化溝系統(tǒng)，包括：預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、氧化溝、二沉池、加藥裝置等設(shè)施和設(shè)備。中國(guó) 發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01210105228.8)中公開了一種A/0工藝絲狀菌污泥膨脹的恢復(fù)方法， 將好氧段分成3段，分別控制不同段的溶解氧濃度、泥齡、回流比等參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)。中國(guó)發(fā) 明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01210210556. 4)中公開了一種抑制好氧活性污泥膨脹的方法，通過(guò)向廢 水中投加活化酶和重金屬鹽及減少?gòu)U水中氧氣含量的方法來(lái)抑制廢水中的細(xì)菌生長(zhǎng)，從而 達(dá)到抑制污泥膨脹的目的。
[0005] 本發(fā)明從活性污泥系統(tǒng)中分離到的一株絲狀細(xì)菌--鏈霉菌（Streptomyces sp. )GS05菌株，將其用于構(gòu)建活性污泥菌膠團(tuán)，用于防治污泥膨脹。由于這種絲狀細(xì)菌具 有與微絲菌相似的菌絲體結(jié)構(gòu)，但與微絲菌的生理特性差異較大，在活性污泥內(nèi)屬非優(yōu)勢(shì) 菌種，不會(huì)過(guò)度增殖引發(fā)污泥膨脹。將鏈霉菌作為骨架構(gòu)建活性污泥菌膠團(tuán)來(lái)防治污泥膨 脹還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明的目的是提供一株用于提高活性污泥沉降性能的鏈霉菌菌株，并提供一種 能夠資源化利用甘薯淀粉廢水大規(guī)模培養(yǎng)該菌株的方法以及用于防治污泥膨脹的方法。
[0007] 本發(fā)明所使用的菌株是由發(fā)明人從活性污泥中分離篩選出來(lái)的一株沉降性能良 好的鏈霉菌（Streptomyces sp. )GS05菌株，該菌株于2013年1月8日保藏在中國(guó)微生物 菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為：CGMCC No. 7094,保藏單位地址：北京 市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵編：100101。
[0008] 本發(fā)明所述的鏈霉菌的大規(guī)模培養(yǎng)方法如下：
[0009] 1、甘薯淀粉廢水預(yù)處理：用氫氧化鈉水溶液或石灰水調(diào)節(jié)廢水的pH到6. 8? 8. 0,于105?126°C滅菌10?35分鐘。
[0010] 2、液體種子制備：向裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的三角瓶中接種斜面保藏的鏈 霉菌，于25?37°C，120?200轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24?36小時(shí)，得到液體種子。
[0011] 3、梯級(jí)放大液體培養(yǎng)：向裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的50升發(fā)酵罐中接種體 積比為2%?15%的液體種子，于25?37°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)15?36小時(shí)；所得發(fā)酵液接 種于裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的500升發(fā)酵罐中，于25?37°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)15? 36小時(shí)；所得發(fā)酵液接種于裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的5立方米發(fā)酵罐中，于25? 37°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)15?36小時(shí)；根據(jù)需要量，依次放大培養(yǎng)，獲得足夠的鏈霉菌液體菌 劑。
[0012] 本發(fā)明所述的鏈霉菌液體菌劑用于防治污泥膨脹的使用方法如下：
[0013] 1、將鏈霉菌液體菌劑按照0. 5%?6%的投加量，加入活性污泥法污水處理系統(tǒng)的 好氧曝氣池中，混合均勻。
[0014] 2、投加菌劑后的前2?3天時(shí)間內(nèi)將二沉池中沉淀下來(lái)的活性污泥80%以上回流 到好氧池，之后還按照投加菌劑前的原工藝參數(shù)運(yùn)行即可。
【具體實(shí)施方式】：
[0015] 由本發(fā)明提供的鏈霉菌能夠顯著改善活性污泥的沉降性能，并且能夠利用甘薯淀 粉廢水大規(guī)模培養(yǎng)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案生產(chǎn)的微生物菌劑應(yīng)用于防污水處理系統(tǒng)的污 泥膨脹，具有成本很低、效果顯著、以污治污的鮮明特點(diǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】如下：
[0016] 實(shí)施例1 :甘薯淀粉廢水生產(chǎn)鏈霉菌液體菌劑
[0017] 甘薯淀粉廢水預(yù)處理：用石灰水調(diào)節(jié)廢水的pH到7. 5,于115°C滅菌20分鐘。
[0018] 液體種子制備：向裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的三角瓶中接種斜面保藏的鏈霉 菌，于32°C，150轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)36小時(shí)，得到液體種子。
[0019] 梯級(jí)放大液體培養(yǎng)：向裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的50升發(fā)酵罐中接種體積 比為5%的液體種子，于32°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)24小時(shí)；所得發(fā)酵液接種于裝有預(yù)處理好的 甘薯淀粉廢水的500升發(fā)酵罐中，于32°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)18小時(shí)；所得發(fā)酵液接種于裝 有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的5立方米發(fā)酵罐中，于32°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)18小時(shí)；根據(jù) 需要量，依次放大培養(yǎng)，獲得足夠的鏈霉菌液體菌劑。
[0020] 實(shí)施例2 :鏈霉菌液體菌劑用于防治A/0污水處理系統(tǒng)中的污泥膨脹
[0021] 分別在每年的10月下旬和12月上旬，分兩次將鏈霉菌液體菌劑按照3%的投加 量，加入A/0污水處理系統(tǒng)的好氧曝氣池中，混合均勻。投加菌劑后的前2天時(shí)間內(nèi)將二沉 池中沉淀下來(lái)的活性污泥85%回流到好氧池，之后還按照投加菌劑前的原工藝參數(shù)運(yùn)行， 可以有效防治冬春季節(jié)經(jīng)常發(fā)生的污泥膨脹現(xiàn)象。
[0022] 實(shí)施例3 :鏈霉菌液體菌劑用于防治A20污水處理系統(tǒng)中的污泥膨脹
[0023] 分別在每年的10月下旬、11月中旬和12月上旬，分3次將鏈霉菌液體菌劑按照 2. 5%的投加量，加入A/0污水處理系統(tǒng)的好氧曝氣池中，混合均勻。投加菌劑后的前3天時(shí) 間內(nèi)將二沉池中沉淀下來(lái)的活性污泥80%回流到好氧池，之后還按照投加菌劑前的原工藝 參數(shù)運(yùn)行，可以有效防治冬春季節(jié)經(jīng)常發(fā)生的污泥膨脹現(xiàn)象。
【權(quán)利要求】
1. 一株具有提高活性污泥沉降性能的鏈霉菌（Streptomyces sp.)，其特征在于：該 株鏈霉菌保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)：CGMCC No. 7094。
2. 權(quán)利要求1所述的鏈霉菌的大規(guī)模培養(yǎng)方法，包括如下步驟： (1) 甘薯淀粉廢水預(yù)處理：用氫氧化鈉水溶液或石灰水調(diào)節(jié)廢水的pH到6. 8?8. 0,于 105?126°C滅菌10?35分鐘； (2) 液體種子制備：向裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的三角瓶中接種斜面保藏的鏈霉 菌，于25?37°C，120?200轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24?36小時(shí)，得到液體種子； (3) 梯級(jí)放大液體培養(yǎng)：向裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的50升發(fā)酵罐中接種體積比 為2%?15%的液體種子，于25?37°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)15?36小時(shí)；所得發(fā)酵液接種于 裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的500升發(fā)酵罐中，于25?37°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)15?36小 時(shí)；所得發(fā)酵液接種于裝有預(yù)處理好的甘薯淀粉廢水的5立方米發(fā)酵罐中，于25?37°C， 通無(wú)菌空氣培養(yǎng)15?36小時(shí)；根據(jù)需要量，依次放大培養(yǎng)，獲得足夠的鏈霉菌培養(yǎng)液。
3. 權(quán)利要求2所述的鏈霉菌培養(yǎng)液用于防治污泥膨脹的方法，包括： (1) 將鏈霉菌培養(yǎng)液按照〇. 5%?6%的投加量，加入活性污泥法污水處理系統(tǒng)的好氧曝 氣池中，混合均勻； (2) 投加菌劑后的前2?3天時(shí)間內(nèi)將二沉池中沉淀下來(lái)的活性污泥80%以上回流到 好氧池，之后還按照投加菌劑前的原工藝參數(shù)運(yùn)行即可。
【文檔編號(hào)】C12N1/20GK104140934SQ201310164967
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】白志輝, 高莎, 金德才, 趙志瑞, 彭霞薇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心