一种土著氮转化微生物富集培养的方法及其在水体氨氮污染治理中的应用
【专利说明】一种土著氮转化微生物富集培养的方法及其在水体氨氮污 染治理中的应用
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技术领域
[0002] 本发明属于环境微生物学和环境保护领域，涉及一种土著氮转化微生物富集培养 的方法及其在水体氨氮污染治理中的应用。
【背景技术】
[0003] 工农业生产和生活向水体排放大量的营养盐(如氮、磷)，从而导致水体富营养化。 这是我国水环境面临的最严峻问题之一。
[0004] 在监测和治理富营养化问题时，氨氮是一个重要的监测和治理指标。目前我国城 镇污水处理厂最严厉的标准-一级A的排放标准中对氨氮的排放要求是5mg/L，而我国地 表水IV水中氨氮的标准为I. 5mg/L。这意味着在没有后续深度处理措施下，经污水处理厂 处理过的废水如果直排环境，仍将造成水体氨氮超标。自然水体氨氮污染的修复主要通过 生物修复。生物修复中首推微生物：氮素脱离水体环境的主要途径是通过微生物的硝化反 硝化途径，其中最关键的限速步骤是氨氮的硝化过程。我国目前常用的微生物修复技术有 两类。一类是直接向污染河道水体中投放商品化微生物菌剂。应用的微生物制剂主要包括 美国的Clear-Flo系列菌剂、LLMO生物活性液、日本的有效微生物菌群、中国的光合细菌、 硝化细菌等，并取得了一定的治理效果。上海市水务部门采用水底曝气和投加微生物相结 合的方法治理西双泾河道，实现了脱除黑臭和降低氨氮的目的。上海玉皇环境生物技术有 限公司使用"东江放线菌"对苏州河底泥进行修复，对皂河富营养化水体也有显著的处理效 果。这些菌剂的应用虽然有成功的案例，但也存在难以克服的问题：这些菌剂都是环境外来 微生物，存在水土不服的问题，其使用效果也并不十分稳定；甚至这些微生物还生物入侵的 生态安全风险。
[0005] 为克服微生物菌剂的不足，研宄者开发了另一类技术：向污染河道水体投加微生 物促生剂(营养物质)，促进"土著"微生物的生长和对污染物的代谢作用，达到净化水质的 目的。普罗生物技术(上海）有限公司、华东师范大学环境科学与技术系与上海市徐汇区环 保局应用美国Probidic Solution公司的Bioenergizer水体净化促生剂在徐汇区上澳塘 的一段河道内进行了试验。结果表明，投加促生剂对于消除水体黑臭、增加水体溶解氧（DO) 作用明显且迅速，硝化速率也显著提高。这一技术与菌剂技术相比，生态安全风险大大降 低，但也存在不足：微生物促生剂容易造成环境的二次污染，而且其促生效果对环境条件要 求苛刻，很难大范围推广，因此限制了其应用。
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【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷与不足，提供一种土著氮转化微生物富集 培养的方法以及该方法在水体氨氮污染治理中的应用。本发明利用富集培养基，通过室内 富集需要治理的河道或湖泊环境样品，获得高效的土著氮转化微生物富集培养物种子，然 后通过放大培养获得可以应用的培养物，用于加速水体氮转化过程，以治理水体氨氮污染。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 一种土著氮转化微生物富集培养的方法，包括如下步骤：从需要治理的水体中采集表 层底泥，将其转接到富集培养基中，振荡培养后，将培养物转接到新鲜的富集培养基中，继 续振荡培养；经过连续多次转接培养后获得土著氮转化微生物富集培养物种子。所述的富 集培养基的配方如下：
【主权项】
1. 一种土著氮转化微生物富集培养的方法，其特征在于包括如下步骤：从需要治理的 水体中采集表层底泥，将其转接到富集培养基中，振荡培养后，将培养物转接到新鲜的富集 培养基中，继续振荡培养；经过连续多次转接培养后获得土著氮转化微生物富集培养物种 子； 所述的富集培养基的配方为：(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，蒸馏水 lL，pH 7.3-7.8;其中，微量元素配方为：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，蒸馏水 1L。
2. 根据权利要求1所述的土著氮转化微生物富集培养的方法，其特征在于：所述的表 层底泥转接到富集培养基的比例为20-50g/200-300mL。
3. 根据权利要求1所述的土著氮转化微生物富集培养的方法，其特征在于：所述的振 荡培养的条件为：室温下100-160rpm振荡培养2-3天。
4. 根据权利要求1所述的土著氮转化微生物富集培养的方法，其特征在于：所述的培 养物转接到新鲜富集培养基的体积比为1:5-100 ;培养物转接次数为3-5次。
5. -种土著氮转化微生物富集物扩大培养的方法，其特征在于包括如下步骤：采集权 利要求1所述方法中的表层底泥来源地水体上覆水30-50L，加入0.1 -IL利要求1所述方法 中的富集培养基，接种利用权利要求1-4任一项所述方法获得的土著氮转化微生物富集培 养物种子100-400mL，曝气培养。
6. 根据权利要求5所述的土著氮转化微生物富集物扩大培养的方法，其特征在于：扩 大培养体系为30-60L。
7. 根据权利要求5所述的土著氮转化微生物富集物扩大培养的方法，其特征在于：所 述的曝气培养的条件为室温下曝气培养2-5天，水体溶氧水平为2-4mg/L。
8. 权利要求1-7任一项所述的方法在水体氨氮污染治理中的应用。
9. 一种治理氨氮污染水体的方法，其特征在于包括如下步骤：将通过权利要求5-7任 一项所述的方法扩大培养的富集培养物种子按体积比1:10000-100000泼洒到需要治理的 水体中；治理过程中保持水体溶氧水平2mg/L以上。
10. 根据权利要求9所述的治理氨氮污染水体的方法，其特征在于：在晴好天气的早 晨， 将扩大培养的富集培养物种子泼洒到需要治理的水体中。
【专利摘要】本发明公开了一种土著氮转化微生物富集培养的方法及其在水体氨氮污染治理中的应用，属于环境微生物学和环境保护领域。从需要治理的水体中采集环境样品，用特定的富集培养基进行培养得到土著氮转化微生物富集培养物种子；将富集培养物种子、富集培养基加入到原位水样中进行扩大培养，再将扩大培养的富集培养物种子施用到水体，以治理水体氨氮污染。本发明通过对原位样品进行富集放大的方法获得高效土著氮转化微生物，比一般商品菌剂更具有针对性，也避免了外来菌剂对该水体的适应性及生态安全隐患。本发明通过人工可控的条件进行富集，保证了高效土著氮转化微生物的快速生长，比直接向水体添加促生剂效果更为稳定，也没有二次污染的风险。
【IPC分类】C12N1-20, C02F3-34
【公开号】CN104862257
【申请号】CN201510293258
【发明人】赵以军, 秦贯军, 廖明军, 高健, 李俊
【申请人】湖北工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月2日