本發(fā)明涉及微生物菌劑制備領域。
背景技術：
含氨氮廢水是目前環(huán)境污染治理中的重大問題，我國環(huán)保十三五規(guī)劃新增四項總量控制指標，其中對總氮實施重點區(qū)域與重點行業(yè)相結合的總量控制。
生物脫氮是被公認為廢水脫氮中最經濟、最有效的方法之一。傳統(tǒng)的氨氮廢水生物處理是通過硝化細菌的硝化作用與異養(yǎng)反硝化菌的反硝化作用的組合工藝使氨氮轉化為氮氣。其中硝化細菌分為自養(yǎng)型硝化細菌和異養(yǎng)型硝化細菌，自養(yǎng)型硝化細菌是公認參與生物脫氮過程中起硝化作用的主要菌群，其存在的數量和活性直接影響污水處理系統(tǒng)的硝化效果，是污水生物脫氮的限制性因素。然而污水處理曝氣池中的自養(yǎng)硝化菌生長速度極其緩慢(世代時間為20小時左右)，對環(huán)境變化又比較敏感，工藝運行中當出現有毒物質排入、排泥量增大，或者冬季低溫運行等不利條件時，均會出現硝化菌數量減少和活性衰減等問題，造成曝氣池氧化氨氮工藝運行的不穩(wěn)定，導致氨氮的超標排放。在污水處理中直接投放硝化菌能解決這些問題，但由于硝化菌難于培養(yǎng)，市場上可用的自養(yǎng)硝化菌產品極其匱乏，而且產品在后期加工和貯藏過程中活性衰減等問題嚴重，制約了自養(yǎng)硝化菌在污水處理大規(guī)模應用，因此開發(fā)一種經濟可行在線連續(xù)化的培養(yǎng)技術顯得尤為重要。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發(fā)明提供基礎營養(yǎng)液、自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培方法，以獲得活性高，且能夠在曝氣池內數量快速不間斷增加的自養(yǎng)硝化菌液。
第一方面，本發(fā)明提供的基礎營養(yǎng)液，其中na2co3的濃度為2g/l-5g/l，k+的濃度為0.1g/l-0.5g/l，mg2+的濃度為0.01g/l-0.2g/l，h3po4的濃度為1.5g/l-2.8g/l，生長因子的濃度為0.1μg/l-50μg/l，微量元素的濃度為0.1mg/l-5mg/l。
優(yōu)選地，基礎營養(yǎng)液中na2co3的濃度為3g/l-4g/l，k+的濃度為0.2g/l-0.4g/l，mg2+的濃度為0.05g/l-0.15g/l，h3po4的濃度為2g/l-2.5g/l，生長因子的濃度為0.8μg/l-30μg/l，微量元素的濃度為0.5mg/l-3mg/l。
優(yōu)選地，基礎營養(yǎng)液中na2co3的濃度為3.5g/l，k+的濃度為0.3g/l，mg2+的濃度為0.1g/l，h3po4的濃度為2.3g/l，生長因子的濃度為20μg/l，微量元素的濃度為1.5mg/l。
優(yōu)選地，所述生長因子為脯氨酸、丙氨酸、絲氨酸、維生素b12、煙酸中的一者或多者。
優(yōu)選地，所述微量元素為mn、mo、b、cu、zn、v、co、ni中的一者或多者。
第二方面，本發(fā)明提供的上述基礎營養(yǎng)液的制備方法，包括如下步驟：
按量稱取各組分，加入自來水溶解，得到所述基礎營養(yǎng)液。
第三方面，本發(fā)明提供的自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培方法，包括如下步驟：
s01：將權利要求1-5任一所述基礎營養(yǎng)液打入培養(yǎng)器皿中；
s02：向培養(yǎng)器皿中接種自養(yǎng)型硝化菌，并控制初始基礎營養(yǎng)液的硝化活性在10-50mg(nh4+-n)/kg/hr之間；
s03：培養(yǎng)自養(yǎng)型硝化菌2-4天，得到硝化菌液；其間，控制基礎營養(yǎng)液ph介于7.5-8.0之間，溫度介于25℃-35℃之間，溶解氧介于2mg/l-5mg/l之間，氨氮濃度介于200mg/l-800mg/l之間；
s04：控制氨氮濃度降低至10mg/l以下；排出70％-90％體積比例的硝化菌液于曝氣池中；
s05：向培養(yǎng)器皿中剩余的硝化菌液中加入基礎營養(yǎng)液進行清洗，去除硝化菌液中微生物代謝產物，然后靜置沉淀2-4小時，自養(yǎng)硝化菌通過自身絮凝作用沉入底部，排出70％-90％比例的上清液于曝氣池中；
s06：循環(huán)重復s01，s03，s04和s05。
第四方面，本發(fā)明提供的自養(yǎng)硝化菌液，由上述自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培方法擴培而成。
可實現自養(yǎng)硝化菌的自動連續(xù)培養(yǎng)，培育出的硝化菌活性高，可直接投入曝氣池中，可快速不間斷增加曝氣池內硝化菌的數量和活性，解決曝氣池內硝化細菌活性不足，氨氮排放不穩(wěn)定，有毒物質排入造成硝化功能喪失，或者隨著排泥量增大而造成硝化菌流失等問題，可保證污水站出水氨氮穩(wěn)定的達標排放，尤其在污水站冬季運行時能維持曝氣池較高的硝化菌數量和硝化活性。
本發(fā)明所提供的基礎營養(yǎng)液及其制備方法可實現自養(yǎng)硝化菌的自動連續(xù)培養(yǎng)，培育出的硝化菌活性高，可達85mg(nh4+-n)/kg/hr以上，可直接投入曝氣池中，可快速不間斷增加曝氣池內硝化菌的數量和活性，解決曝氣池內硝化細菌活性不足，氨氮排放不穩(wěn)定，有毒物質排入造成硝化功能喪失，或者隨著排泥量增大而造成硝化菌流失等問題，可保證污水站出水氨氮穩(wěn)定的達標排放，尤其在污水站冬季運行時能維持曝氣池較高的硝化菌數量和硝化活性。
具體實施方式
下面將結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規(guī)生化試劑商店購買得到的。
需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發(fā)明所屬領域技術人員所理解的通常意義。
實施例一：自養(yǎng)硝化菌的連續(xù)擴培
a基礎營養(yǎng)液，其中na2co3的濃度為2g/l，kcl的濃度為0.1g/l，mgcl2的濃度為0.01g/l，h3po4的濃度為1.5g/l，生長因子的濃度為0.1μg/l(其中，脯氨酸0.1μg/l)，微量元素的濃度為0.1mg/l(其中，mnso4濃度為0.05mg/l，niso4·6h2o的濃度為0.05mg/l)。
b基礎營養(yǎng)液的配備：
按量稱取各組分，加入自來水溶解，得到所述基礎營養(yǎng)液。
c自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培，包括如下步驟：
s01：將所述基礎營養(yǎng)液打入培養(yǎng)器皿中；
s02：向培養(yǎng)器皿中接種自養(yǎng)型硝化菌，并控制初始基礎營養(yǎng)液的硝化活性為10mg(nh4+-n)/kg/hr；硝化活性又稱硝化速率，是指單位質量(kg)硝化菌液在單位時間(hr)消耗的氨氮質量(mg)，單位為mg(nh4+-n)/kg/hr。
s03：培養(yǎng)自養(yǎng)型硝化菌2天，得到硝化菌液；其間，控制基礎營養(yǎng)液為7.5，用磷酸調節(jié)培養(yǎng)液的酸度，碳酸鈉調節(jié)堿度，能同時維持硝化菌培養(yǎng)過程中堿度和碳源的消耗；控制器基礎營養(yǎng)液的溫度為25℃；通入空氣，控制溶解氧為2mg/l；補充氯化銨或者硫酸銨使氨氮濃度維持為200mg/l，培養(yǎng)液中的硝化菌大量進行擴增；
s04：控制氨氮濃度降低至4mg/l；排出70％體積比例的硝化菌液于曝氣池中；
s05：向培養(yǎng)器皿中剩余的硝化菌液中加入基礎營養(yǎng)液進行清洗，去除硝化菌液中微生物代謝產物，然后靜置沉淀2小時，自養(yǎng)硝化菌通過自身絮凝作用沉入底部，排出70％比例的上清液于曝氣池中；
s06：循環(huán)重復s01，s03，s04和s05五次。
每循環(huán)擴容一次，便對培養(yǎng)液中的硝化活性進行測定，得到下表所示的數據
單位：mg(nh4+-n)/kg/hrr
由上表可知，使用實施例一所提供的硝化菌的連續(xù)擴培方法獲得的硝化菌液活性最低為85mg(nh4+-n)/kg/hr，且隨著循環(huán)次數的增加硝化菌液的活性也在持續(xù)增加。
實施例二：自養(yǎng)硝化菌的連續(xù)擴培
a基礎營養(yǎng)液，其中na2co3的濃度為2g/l-5g/l，k2so4的濃度為0.25g/l，mgso4的濃度為0.2g/l，h3po4的濃度為2.8g/l，生長因子的濃度為50μg/l(其中，煙酸的濃度為23μg/l，維生素b12的濃度為27μg/l)，微量元素的濃度為5mg/l(其中mnso4的濃度為2mg/l，h3bo4的濃度為3mg/l)。
b基礎營養(yǎng)液的配備：
按量稱取各組分，加入自來水溶解，得到所述基礎營養(yǎng)液。
c自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培，包括如下步驟：
s01：將上述基礎營養(yǎng)液打入培養(yǎng)器皿中；
s02：向培養(yǎng)器皿中接種自養(yǎng)型硝化菌，并控制初始基礎營養(yǎng)液的硝化活性為50mg(nh4+-n)/kg/hr；
s03：培養(yǎng)自養(yǎng)型硝化菌4天，得到硝化菌液；其間，控制基礎營養(yǎng)液ph為8.0；控制基礎營養(yǎng)液的溫度為35℃；通入空氣，控制基礎營養(yǎng)液的溶解氧為5mg/l；補充氯化銨或者硫酸銨使氨氮濃度維持為800mg/l；
s04：控制氨氮濃度降低至9mg/l以下；排出90％體積比例的硝化菌液于曝氣池中；
s05：向培養(yǎng)器皿中剩余的硝化菌液中加入基礎營養(yǎng)液進行清洗，去除硝化菌液中微生物代謝產物，然后靜置沉淀4小時，自養(yǎng)硝化菌通過自身絮凝作用沉入底部，排出90％比例的上清液于曝氣池中；
s06：循環(huán)重復s01，s03，s04和s05。
每循環(huán)擴容一次，便對培養(yǎng)液中的硝化活性進行測定，得到下表所示的數據
單位：mg(nh4+-n)/kg/hr
由上表可知，使用實施例二所提供的硝化菌的連續(xù)擴培方法獲得的硝化菌液活性最低為108mg(nh4+-n)/kg/hr，且隨著循環(huán)次數的增加硝化菌液的活性也在持續(xù)增加。
實施例三：自養(yǎng)硝化菌的連續(xù)擴培
a基礎營養(yǎng)液，其中na2co3的濃度為3g/l，k2so4的濃度為0.1g/l，mgso4的濃度為0.05g/l，h3po4的濃度為2g/l，生長因子的濃度為0.8μg/l(其中，丙氨酸的濃度為0.8μg/l)，微量元素的濃度為0.5mg/l(其中，na2moo4·2h2o的濃度為0.5mg/l)。
b基礎營養(yǎng)液的配備：
按量稱取各組分，加入自來水溶解，得到所述基礎營養(yǎng)液。
c自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培，包括如下步驟:
s01：將上述基礎營養(yǎng)液打入培養(yǎng)器皿中；
s02：向培養(yǎng)器皿中接種自養(yǎng)型硝化菌，并控制初始基礎營養(yǎng)液的硝化活性在20mg(nh4+-n)/kg/hr；
s03：培養(yǎng)自養(yǎng)型硝化菌3天，得到硝化菌液；其間，控制基礎營養(yǎng)液ph為8.0；控制基礎營養(yǎng)液的溫度為28℃；通入空氣，控制基礎營養(yǎng)液的溶解氧為3mg/l；補充氯化銨或者硫酸銨使氨氮濃度維持為400mg/l；
s04：控制氨氮濃度降低至6mg/l；排出75％體積比例的硝化菌液于曝氣池中；
s05：向培養(yǎng)器皿中剩余的硝化菌液中加入基礎營養(yǎng)液進行清洗，去除硝化菌液中微生物代謝產物，然后靜置沉淀3小時，自養(yǎng)硝化菌通過自身絮凝作用沉入底部，排出75％比例的上清液于曝氣池中；
s06：循環(huán)重復s01，s03，s04和s05。
每循環(huán)擴容一次，便對培養(yǎng)液中的硝化活性進行測定，得到下表所示的數據
單位：mg(nh4+-n)/kg/hr
由上表可知，使用實施例三所提供的硝化菌的連續(xù)擴培方法獲得的硝化菌液活性最低為88mg(nh4+-n)/kg/hr，且隨著循環(huán)次數的增加硝化菌液的活性也在持續(xù)增加。
實施例四：自養(yǎng)硝化菌的連續(xù)擴培
a基礎營養(yǎng)液，其中na2co3的濃度為4g/l，kcl的濃度為0.4g/l，mgso4的濃度為0.15g/l，h3po4的濃度為2.5g/l，生長因子的濃度為30μg/l(其中，絲氨酸的濃度為30μg/l)，微量元素的濃度為3mg/l(其中，cucl2·2h2o的濃度為1mg/l，co(no3)2·6h2o的濃度為2mg/l)。
b基礎營養(yǎng)液的配備：
按量稱取各組分，加入自來水溶解，得到所述基礎營養(yǎng)液。
c自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培，包括如下步驟:
s01：將上述基礎營養(yǎng)液打入培養(yǎng)器皿中；
s02：向培養(yǎng)器皿中接種自養(yǎng)型硝化菌，并控制初始基礎營養(yǎng)液的硝化活性在40mg(nh4+-n)/kg/hr；
s03：培養(yǎng)自養(yǎng)型硝化菌3天，得到硝化菌液；其間，控制基礎營養(yǎng)液ph為7.5；控制基礎營養(yǎng)液的溫度為32℃；通入空氣，控制基礎營養(yǎng)液的溶解氧為4mg/l；補充氯化銨或者硫酸銨使氨氮濃度維持為600mg/l；
s04：控制氨氮濃度降低至7mg/l；排出85％體積比例的硝化菌液于曝氣池中；
s05：向培養(yǎng)器皿中剩余的硝化菌液中加入基礎營養(yǎng)液進行清洗，去除硝化菌液中微生物代謝產物，然后靜置沉淀3小時，自養(yǎng)硝化菌通過自身絮凝作用沉入底部，排出85％比例的上清液于曝氣池中；
s06：循環(huán)重復s01，s03，s04和s05。
每循環(huán)擴容一次，便對培養(yǎng)液中的硝化活性進行測定，得到下表所示的數據
單位：mg(nh4+-n)/kg/hr
由上表可知，使用實施例四所提供的硝化菌的連續(xù)擴培方法獲得的硝化菌液活性最低為103mg(nh4+-n)/kg/hr，且隨著循環(huán)次數的增加硝化菌液的活性也在持續(xù)增加。
實施例五：自養(yǎng)硝化菌的連續(xù)擴培
a基礎營養(yǎng)液，其中na2co3的濃度為3.5g/l，kcl的濃度為0.3g/l，mgcl2的濃度為0.1g/l，h3po4的濃度為2.3g/l，生長因子的濃度為20μg/l(其中，丙氨酸的濃度為3μg/l，絲氨酸的濃度為12μg/l，維生素b12的濃度為3μg/l，煙酸的濃度為2μg/l)，微量元素的濃度為1.5mg/l(其中，na2moo4·2h2o的濃度為0.5mg/l，zncl2的濃度為0.3mg/l、nh4vo3的濃度為0.3mg/l、niso4·6h2o的濃度為0.4mg/l)。
b基礎營養(yǎng)液的配備：
按量稱取各組分，加入自來水溶解，得到所述基礎營養(yǎng)液。
c自養(yǎng)硝化菌連續(xù)擴培，包括如下步驟:
s01：將上述基礎營養(yǎng)液打入培養(yǎng)器皿中；
s02：向培養(yǎng)器皿中接種自養(yǎng)型硝化菌，并控制初始基礎營養(yǎng)液的硝化活性在30mg(nh4+-n)/kg/hr；
s03：培養(yǎng)自養(yǎng)型硝化菌2天，得到硝化菌液；其間，控制基礎營養(yǎng)液ph為7.5；控制基礎營養(yǎng)液的溫度為27℃；通入空氣，控制基礎營養(yǎng)液的溶解氧為3mg/l；補充氯化銨或者硫酸銨使氨氮濃度維持為500mg/l；
s04：控制氨氮濃度降低至5mg/l；排出82％體積比例的硝化菌液于曝氣池中；
s05：向培養(yǎng)器皿中剩余的硝化菌液中加入基礎營養(yǎng)液進行清洗，去除硝化菌液中微生物代謝產物，然后靜置沉淀2小時，自養(yǎng)硝化菌通過自身絮凝作用沉入底部，排出78％比例的上清液于曝氣池中；
s06：循環(huán)重復s01，s03，s04和s05。
每循環(huán)擴容一次，便對培養(yǎng)液中的硝化活性進行測定，得到下表所示的數據
單位：mg(nh4+-n)/kg/hr
由上表可知，使用實施例五所提供的硝化菌的連續(xù)擴培方法獲得的硝化菌液活性最低為95mg(nh4+-n)/kg/hr，且隨著循環(huán)次數的增加硝化菌液的活性也在持續(xù)增加。
綜上，本發(fā)明所提供的基礎營養(yǎng)液及其制備方法可實現自養(yǎng)硝化菌的自動連續(xù)培養(yǎng)，培育出的硝化菌液活性高，可達85mg(nh4+-n)/kg/hr以上，可直接投入曝氣池中，可快速不間斷增加曝氣池內硝化菌的數量和活性，解決曝氣池內硝化細菌活性不足，氨氮排放不穩(wěn)定，有毒物質排入造成硝化功能喪失，或者隨著排泥量增大而造成硝化菌流失等問題，可保證污水站出水氨氮穩(wěn)定的達標排放，尤其在污水站冬季運行時能維持曝氣池較高的硝化菌數量和硝化活性。
在這里示出和描述的所有示例中，除非另有規(guī)定，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求和說明書的范圍當中。