一株鏈霉菌及其菌劑的生產方法和用途
【專利摘要】本發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方法和用于控制污泥膨脹的方法，屬于環境生物【技術領域】。本發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的一株絲狀細菌——鏈霉菌（Streptomyces?sp.）GS05菌株，該菌株保藏在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?No.?7094。本發明利用甘薯淀粉廢水作為發酵培養基，大規模培養鏈霉菌，制備液體菌劑，生產成本低廉，操作簡單，還可以使甘薯淀粉廢水得到資源化利用，減少污染排放。本發明生產的菌劑用于投加到活性污泥法污水處理系統的曝氣池中，可以有效防治污泥膨脹的發生，顯示出良好的應用前景。
【專利說明】一株鏈霉菌及其菌劑的生產方法和用途
【技術領域】：
[0001] 本發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方法和用于控 制污泥膨脹的方法，屬于環境生物【技術領域】。
【背景技術】：
[0002] 活性污泥法是應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 水處理廠運行管理中經常碰到的異常問題，嚴重時可能導致整個活性污泥系統運行的癱 瘓（張著，高大文等；營養物質缺乏引起的好氧顆粒污泥膨脹及其恢復；環境科學，2012， 33(9) :3197-3201)。大多數污泥膨脹問題是由絲狀微生物過度增殖引起，在寒冷季節較為 多發。目前，由絲狀菌引起的膨脹問題尚缺乏有效的控制對策，常采用投加藥劑的方法來 控制污泥膨脹，但膨脹現象極易復發，且易造成出水水質惡化的不良后果(彭趙旭，彭永臻， 等；絲狀菌污泥膨脹的工藝控制策略，北京工業大學學報 ；2011，37(9):1416-1423)。也有 設置生物選擇器來控制污泥膨脹的報道，但是應用效果也不穩定(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；科技情報開發與經濟，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物質和無機物質的總稱；活性污泥系 統中絲狀菌與菌膠團細菌互相競爭互相依存。在正常運行情況下，絲狀菌作為菌膠團的骨 架，與其他細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]。但是當污泥膨脹的誘導因素如溶解氧、pH值、溫度、營養成分、污泥 負荷等超過一定范圍時，某些絲狀細菌(尤其是微絲菌）會過度繁殖，引起污泥沉降性能下 降，發生污泥膨脹。隨著研究者對絲狀菌鑒定工作的深入，通過探究污泥內絲狀菌群落結構 和生理特性，從微生物生態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，絲狀細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。多數情況下Microthrix parvicella (微絲菌）為優勢種群， 常出現在冬季發泡活性污泥中，易引發污泥膨脹，大部分種群也出現在發泡或膨脹污泥中， 但由于與前幾種絲狀細菌生理特性不同(如對溫度、pH、0D值及營養狀況的敏感度)，在膨脹 污泥中不發生過度增值現象。
[0004] 中國發明專利（申請號：200610025272. 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、減少兼氧段時間、提高好氧段曝氣時間、增加 曝氣池的排泥量、投加混凝劑或殺菌劑、設置攔截網帶等措施。中國發明專利（申請號： 200610069502. 5)中公開了一種投加稀土元素培養好氧顆粒污泥的方法，并用于控制污泥 膨脹。中國實用新型專利（申請號：201020276033. 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，包括：預缺氧區、厭氧區、氧化溝、二沉池、加藥裝置等設施和設備。中國 發明專利（申請號：201210105228.8)中公開了一種A/0工藝絲狀菌污泥膨脹的恢復方法， 將好氧段分成3段，分別控制不同段的溶解氧濃度、泥齡、回流比等參數進行恢復。中國發 明專利（申請號：201210210556. 4)中公開了一種抑制好氧活性污泥膨脹的方法，通過向廢 水中投加活化酶和重金屬鹽及減少廢水中氧氣含量的方法來抑制廢水中的細菌生長，從而 達到抑制污泥膨脹的目的。
[0005] 本發明從活性污泥系統中分離到的一株絲狀細菌--鏈霉菌（Streptomyces sp. )GS05菌株，將其用于構建活性污泥菌膠團，用于防治污泥膨脹。由于這種絲狀細菌具 有與微絲菌相似的菌絲體結構，但與微絲菌的生理特性差異較大，在活性污泥內屬非優勢 菌種，不會過度增殖引發污泥膨脹。將鏈霉菌作為骨架構建活性污泥菌膠團來防治污泥膨 脹還未見文獻報道。
【發明內容】
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[0006] 本發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模培養該菌株的方法以及用于防治污泥膨脹的方法。
[0007] 本發明所使用的菌株是由發明人從活性污泥中分離篩選出來的一株沉降性能良 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 No. 7094,保藏單位地址：北京 市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編：100101。
[0008] 本發明所述的鏈霉菌的大規模培養方法如下：
[0009] 1、甘薯淀粉廢水預處理：用氫氧化鈉水溶液或石灰水調節廢水的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/分振蕩培養24?36小時，得到液體種子。
[0011] 3、梯級放大液體培養：向裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的50升發酵罐中接種體 積比為2%?15%的液體種子，于25?37°C，通無菌空氣培養15?36小時；所得發酵液接 種于裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的500升發酵罐中，于25?37°C，通無菌空氣培養15? 36小時；所得發酵液接種于裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的5立方米發酵罐中，于25? 37°C，通無菌空氣培養15?36小時；根據需要量，依次放大培養，獲得足夠的鏈霉菌液體菌 劑。
[0012] 本發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的 好氧曝氣池中，混合均勻。
[0014] 2、投加菌劑后的前2?3天時間內將二沉池中沉淀下來的活性污泥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運行即可。
【具體實施方式】：
[0015] 由本發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 粉廢水大規模培養，本發明提供的技術方案生產的微生物菌劑應用于防污水處理系統的污 泥膨脹，具有成本很低、效果顯著、以污治污的鮮明特點。【具體實施方式】如下：
[0016] 實施例1 :甘薯淀粉廢水生產鏈霉菌液體菌劑
[0017] 甘薯淀粉廢水預處理：用石灰水調節廢水的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/分振蕩培養36小時，得到液體種子。
[0019] 梯級放大液體培養：向裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的50升發酵罐中接種體積 比為5%的液體種子，于32°C，通無菌空氣培養24小時；所得發酵液接種于裝有預處理好的 甘薯淀粉廢水的500升發酵罐中，于32°C，通無菌空氣培養18小時；所得發酵液接種于裝 有預處理好的甘薯淀粉廢水的5立方米發酵罐中，于32°C，通無菌空氣培養18小時；根據 需要量，依次放大培養，獲得足夠的鏈霉菌液體菌劑。
[0020] 實施例2 :鏈霉菌液體菌劑用于防治A/0污水處理系統中的污泥膨脹
[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污水處理系統的好氧曝氣池中，混合均勻。投加菌劑后的前2天時間內將二沉 池中沉淀下來的活性污泥85%回流到好氧池，之后還按照投加菌劑前的原工藝參數運行， 可以有效防治冬春季節經常發生的污泥膨脹現象。
[0022] 實施例3 :鏈霉菌液體菌劑用于防治A20污水處理系統中的污泥膨脹
[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污水處理系統的好氧曝氣池中，混合均勻。投加菌劑后的前3天時 間內將二沉池中沉淀下來的活性污泥80%回流到好氧池，之后還按照投加菌劑前的原工藝 參數運行，可以有效防治冬春季節經常發生的污泥膨脹現象。
【權利要求】
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微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號：CGMCC No. 7094。
2. 權利要求1所述的鏈霉菌的大規模培養方法，包括如下步驟： (1) 甘薯淀粉廢水預處理：用氫氧化鈉水溶液或石灰水調節廢水的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/分振蕩培養24?36小時，得到液體種子； (3) 梯級放大液體培養：向裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的50升發酵罐中接種體積比 為2%?15%的液體種子，于25?37°C，通無菌空氣培養15?36小時；所得發酵液接種于 裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的500升發酵罐中，于25?37°C，通無菌空氣培養15?36小 時；所得發酵液接種于裝有預處理好的甘薯淀粉廢水的5立方米發酵罐中，于25?37°C， 通無菌空氣培養15?36小時；根據需要量，依次放大培養，獲得足夠的鏈霉菌培養液。
3. 權利要求2所述的鏈霉菌培養液用于防治污泥膨脹的方法，包括： (1) 將鏈霉菌培養液按照〇. 5%?6%的投加量，加入活性污泥法污水處理系統的好氧曝 氣池中，混合均勻； (2) 投加菌劑后的前2?3天時間內將二沉池中沉淀下來的活性污泥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運行即可。
【文檔編號】C12N1/20GK104140934SQ201310164967
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月8日 優先權日:2013年5月8日
【發明者】白志輝, 高莎, 金德才, 趙志瑞, 彭霞薇 申請人:中國科學院生態環境研究中心