以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法及其應用的製作方法

2023-08-03 07:07:31

以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法及其應用的製作方法
【專利摘要】以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法及其應用，包括用篩網篩選甘蔗渣，消毒清洗後裝入網袋置於容器內的支架上；向容器內泵入養殖池的海水浸沒附著基，使溶氧維持在5-6mg/L；添加經活化後的芽孢桿菌(Bacillus?sp.)菌粉並投加營養鹽；10-15天後補加一次營養鹽和同濃度芽孢桿菌；所用菌種名稱為Shan-1；在海水鹽度為22‰-35‰、溫度28-33℃、PH7.5-8.5條件下培養25-30天即得培養成熟的生物膜。本發明培養的生物膜在甘蔗渣上能存活很長時間，對養殖廢水有很強的處理能力，特別是對養殖廢水中的氨氮和亞硝氮具有很強的降解能力。製備方法簡單可行、成本低、使用期長。
【專利說明】以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於海水養殖廢水處理領域，具體涉及一種以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法及其應用，以處理海水養殖中產生的廢水。
【背景技術】
[0002]海水養殖中廢水排放的環境問題已越來越引起人們的重視，在養殖廢水處理中，生物膜法廢水處理技術的優越性，正受到人們越來越多的關注。人們用不同的材料作為載體，接種不同的菌株培養生物膜，利用微生物的降解作用來處理養殖廢水。目前常用的載體有:沙子、碎石、砂礫、塑料蜂窩、陶粒、彈性填料、焦炭、爐渣、石棉瓦等。與此相比，用甘蔗渣作為載體有比表面積大、經濟廉價、容易獲取等特性。此外，隨著甘蔗渣的緩慢分解能為細菌提供碳源等營養物質，與具有高效性能的細菌相結合，能達到理想的使用效果。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於提供一種以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法及其應用，能夠利用甘蔗渣作為載體接種芽孢桿菌(Bacillus sp.)培養生物膜來處理養殖廢水的方法，它能滿足海水養殖廢水處理所需要的設計成本低、能耗低、淨化效率高、不產生二次汙染等需求。
[0004]以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法，其特徵在於包括甘蔗渣附著基的製備步驟和生物膜的培養步驟:
[0005]所述的甘蔗渣附著基製備步驟:用篩網篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗後裝入由60目篩絹製作的網袋，每個網袋內甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm，再將網袋置於容器內的支架上；
[0006]所述的生物膜培養步驟:向上述容器內泵入養殖池的海水浸沒附著基，通過氣石調節充氣量使容器水體中溶氧維持在5-6mg/L ;按照水體體積，添加經活化後的芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉使容器內芽孢桿菌數量達到106-107cfu/mL並投加NH4Cl和糖蜜作為營養鹽；10-15天後補加一次營養鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱為BZ-5 ；
[0007]在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°C、PH7.5-8.5條件下，培養25-30天後每克甘蔗渣上附著菌可達IOltlCfu,所述甘蔗渣附著基上即附著了成熟的生物膜。
[0008]所述營養鹽濃度分別為NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L。
[0009]所述的芽孢桿菌菌粉是經發酵後經低溫冷凍製成，活化後菌體濃度為1010-10ncfu/go
[0010]上述生物膜在養殖廢水處理中的應用。
[0011] 上述選用篩選的芽孢桿菌(Bacillus sp.)名稱為BZ-5，已於2014年3月14日保藏在位於北京朝陽區北辰西路I號院3號的中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC N0.8919。[0012]本發明製備出來的生物膜在甘蔗渣上能存活很長時間，對養殖廢水有很強的處理能力，特別是對養殖廢水中的氨氮和亞硝氮具有很強的降解能力。製備方法簡單可行、成本低、使用期長，它在海水養殖廢水處理中具有很強的實際應用價值。
【具體實施方式】
[0013]本發明包括甘蔗渣附著基的製備步驟和生物膜的培養步驟:
[0014]所述的甘蔗渣附著基製備步驟:用篩網篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗後裝入由60目篩絹製作的網袋，每個網袋內甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm，再將網袋置於容器內的支架上；
[0015]所述的生物膜培養步驟:向上述容器內泵入養殖池的海水浸沒附著基，通過氣石調節充氣量使系統中溶氧維持在5-6mg/L;按照水體體積，添加經活化後的芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉使容器內芽孢桿菌數量達到106-107cfu/mL並投加NH4Cl和糖蜜作為營養鹽；所述營養鹽濃度分別為NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L，10-15天後補加一次營養鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱為BZ-5 ;
[0016]在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°^!17.5-8.5條件下，培養25-30天後每克甘蔗渣上附著菌可達IOltlCfu,所述甘蔗渣附著基上即附著了成熟的生物膜。
[0017]所述的芽孢桿菌菌粉是經發酵後經低溫冷凍製成，活化後菌體濃度為1010-10ncfu/go
[0018]利用上述方法培養的生物膜進行養殖廢水處理的方式如下:
[0019]1.支架及處理系統的建立:首先用耐腐蝕的硬質材料如PVC管制作支架，每個支架共四層，每層平鋪一層孔徑為15mm-30mm的方格網布，每個支架體積約佔處理單元的40%-50%o處理系統，由若干個圓形加厚水箱組成，每個水箱作為一個處理單元，總體積約為養殖廢水日排放量1-2倍；第一個處理單元配備一個淋水裝置，最後一個處理單元中水可重新流回養殖池；每個處理單元放置一個支架，並用水管連接，每個處理單元的進水管的出水口都設置在底部而出水口在頂部使每個桶中水體均至下而上流動；
[0020]2.附著基製備:用篩網篩選出長度為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗後裝入由60目篩絹製作的網袋，每個網袋裝甘蔗渣1.0-1.2Kg，再將網袋固定在支架網布上；每層網布平鋪一袋甘蔗渣，水體垂直流過甘蔗渣，能極大的增加生物膜與水體的接觸面積，增大降解效率；60目大小孔徑網袋能包裹甘蔗渣並具有良好的過水性能，隨著甘蔗渣的緩慢降解會有部分細小甘蔗渣進入水體，這不僅能促進生物膜的更新換代也能增加水體中碳氮比促進微生物的生長；
[0021]3.按照上述方式對生物膜進行培養，經25-30天生物膜即培養成熟，成熟後甘蔗渣附著菌可達10lclcfu/g左右，能快速降解養殖廢水；
[0022]4.廢水處理:將廢水經由淋水裝置輸入第一個處理單元，從最後一個處理單元中重新流回養殖池；在處理初始氨氮濃度為5.98mg/L養殖廢水時，72h後氨氮濃度降到
0.22mg/L，去除率高達96%，可根據養殖廢水的不同汙染程度調整水力停留時間以獲得最大效率。
[0023]上述的芽孢桿菌(Bacillus sp.)來自浙江省舟山市對蝦養殖池塘的底泥中，經過純化篩選獲得。上述芽孢桿菌(Bacillus sp.)在LB固體培養基上形成為圓形菌落，表面光滑，邊緣整齊，表面溼潤，白色，不透明，革蘭氏染色呈陽性。
[0024] 上述芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉經發酵低溫冷凍製成，菌體濃度約1010-10ncfu/go上述選用篩選的芽孢桿菌(Bacillus sp.)名稱為BZ-5，已於2014年3月14日保藏在位於北京朝陽區北辰西路I號院3號的中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC N0.8919。
【權利要求】
1.以甘蔗渣為載體的生物膜培養方法，其特徵在於包括:附著基的製備步驟和生物膜的培養步驟， 所述的附著基製備步驟:用篩網篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗後裝入由60目篩絹製作的網袋，每個網袋甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm，再將網袋置於容器內的支架上； 所述的生物膜培養步驟:向上述容器內泵入養殖池的海水浸沒附著基，通過氣石調節充氣量使系統中溶氧維持在5-6mg/L ;按照水體體積，添加經活化後的芽孢桿菌(Bacillussp.)菌粉使容器內芽孢桿菌數量達到106-107cfu/mL並投加NH4Cl和糖蜜作為營養鹽；10-15天後補加一次營養鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱為BZ-5 ； 在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°C、PH7.5-8.5條件下，總共經歷25-30天時，所述網袋即成為培養成熟的生物膜。
2.如權利要求1所述的培養方法，其特徵在於所述營養鹽濃度分別為由NH4C120mg/L、糖蜜 0.3g/L。
3.如權利要求1所述的培養方法，其特徵在於所述芽孢桿菌菌粉是經發酵後經低溫冷凍製成，且活化後菌體濃度約為KT-lOUcfu/g。
4.權利要求1所述的生物膜在養殖廢水處理中的應用。
【文檔編號】C02F103/08GK103911361SQ201410161317
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】馬甡, 王賢豐, 單洪偉, 葉建勇, 魏逸峰 申請人:中國海洋大學