一株链霉菌及其菌剂的生产方法和用途

摘要

本发明涉及一株分离自活性污泥的链霉菌，及其菌剂的低成本生产方法和用于控制污泥膨胀的方法，属于环境生物技术领域。本发明采用的菌株是从污水处理厂的活性污泥中分离筛选出来的一株丝状细菌——链霉菌（Streptomyces sp.）GS05菌株，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No. 7094。本发明利用甘薯淀粉废水作为发酵培养基，大规模培养链霉菌，制备液体菌剂，生产成本低廉，操作简单，还可以使甘薯淀粉废水得到资源化利用，减少污染排放。本发明生产的菌剂用于投加到活性污泥法污水处理系统的曝气池中，可以有效防治污泥膨胀的发生，显示出良好的应用前景。

权利要求

1.一株具有提高活性污泥沉降性能的链霉菌的大规模培养方法，包括如下步骤：（1）甘薯淀粉废水预处理：用氢氧化钠水溶液或石灰水调节废水的pH 到6.8 ～ 8.0，于105 ～ 126℃灭菌10 ～ 35 分钟；

（2）液体种子制备：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的链霉菌，于25 ～ 37℃，120 ～ 200 转/ 分振荡培养24 ～ 36 小时，得到液体种子；

（3）梯级放大液体培养：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的50 升发酵罐中接种体积比为2％～ 15％的液体种子，于25 ～ 37℃，通无菌空气培养15 ～ 36 小时；所得发酵液接种于装有预处理好的甘薯淀粉废水的500 升发酵罐中，于25 ～ 37℃，通无菌空气培养15 ～ 36 小时；所得发酵液接种于装有预处理好的甘薯淀粉废水的5 立方米发酵罐中，于25 ～ 37℃，通无菌空气培养15 ～ 36 小时；根据需要量，依次放大培养，获得足够的链霉菌培养液；

其中，该株链霉菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.7094。

2. 根据权利要求1 所述的大规模培养方法得到的链霉菌培养液用于防治污泥膨胀的方法，包括：（1）将链霉菌培养液按照0.5% ～ 6% 的投加量，加入活性污泥法污水处理系统的好氧曝气池中，混合均匀；

（2）投加菌剂后的前2 ～ 3 天时间内将二沉池中沉淀下来的活性污泥80% 以上回流到好氧池，之后还按照投加菌剂前的原工艺参数运行。

说明书

一株链霉菌及其菌剂的生产方法和用途

技术领域：

[0001] 本发明涉及一株分离自活性污泥的链霉菌，及其菌剂的低成本生产方法和用于控制污泥膨胀的方法，属于环境生物技术领域。背景技术：

[0002] 活性污泥法是应用最广泛的污水处理方法之一，但是污泥膨胀是活性污泥法污水处理厂运行管理中经常碰到的异常问题，严重时可能导致整个活性污泥系统运行的瘫痪（张著，高大文等；营养物质缺乏引起的好氧颗粒污泥膨胀及其恢复；环境科学，2012，33(9)：3197-3201）。大多数污泥膨胀问题是由丝状微生物过度增殖引起，在寒冷季节较为多发。目前，由丝状菌引起的膨胀问题尚缺乏有效的控制对策，常采用投加药剂的方法来控制污泥膨胀，但膨胀现象极易复发，且易造成出水水质恶化的不良后果（彭赵旭，彭永臻，等；丝状菌污泥膨胀的工艺控制策略，北京工业大学学报；2011，37(9)：1416-1423）。也有设置生物选择器来控制污泥膨胀的报道，但是应用效果也不稳定（孟建丽，崔利军，杨云龙；丝状菌性污泥膨胀及生物选择器控制；科技情报开发与经济，2004，14(9)：210-212）。

[0003] 活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称；活性污泥系统中丝状菌与菌胶团细菌互相竞争互相依存。在正常运行情况下，丝状菌作为菌胶团的骨架，与其他细菌共同形成活性污泥的主体，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]。但是当污泥膨胀的诱导因素如溶解氧、pH 值、温度、营养成分、污泥负荷等超过一定范围时，某些丝状细菌（尤其是微丝菌）会过度繁殖，引起污泥沉降性能下降，发生污泥膨胀。随着研究者对丝状菌鉴定工作的深入，通过探究污泥内丝状菌群落结构和生理特性，从微生物生态的角度控制污泥膨胀的方法被提出。已往研究显示膨胀期活性污泥内，丝状细菌存在丰富的多样性，包括：Nocardia属(如Nocardia amarae，Nocardia pinensiss)、Flexibacter属(如：Type 0092)、Cytophaga属(如Type0411)、Thiothrix属、Beggiatoa属、Type 0914、Haliscomenobacter hydrossis、Microthrix parvicella、Sphaerotilus natans等等。多数情况下Microthrix parvicella（微丝菌）为优势种群，常出现在冬季发泡活性污泥中，易引发污泥膨胀，大部分种群也出现在发泡或膨胀污泥中，但由于与前几种丝状细菌生理特性不同（如对温度、pH、OD值及营养状况的敏感度），在膨胀污泥中不发生过度增值现象。

[0004] 中国发明专利（申请号：200610025272.2）中公开了一种污水处理厂活性污泥膨胀和泡沫的控制方法，综合采用了缩短泥龄、减少兼氧段时间、提高好氧段曝气时间、增加曝气池的排泥量、投加混凝剂或杀菌剂、设置拦截网带等措施。中国发明专利（申请号： 200610069502.5）中公开了一种投加稀土元素培养好氧颗粒污泥的方法，并用于控制污泥膨胀。中国实用新型专利（申请号：201020276033.6）中公开了一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟系统，包括：预缺氧区、厌氧区、氧化沟、二沉池、加药装置等设施和设备。中国发明专利（申请号：201210105228.8）中公开了一种A/O工艺丝状菌污泥膨胀的恢复方法，将好氧段分成3段，分别控制不同段的溶解氧浓度、泥龄、回流比等参数进行恢复。中国发明专利（申请号：201210210556.4）中公开了一种抑制好氧活性污泥膨胀的方法，通过向废水中投加活化酶和重金属盐及减少废水中氧气含量的方法来抑制废水中的细菌生长，从而达到抑制污泥膨胀的目的。

[0005] 本发明从活性污泥系统中分离到的一株丝状细菌——链霉菌（Streptomyces sp.）GS05菌株，将其用于构建活性污泥菌胶团，用于防治污泥膨胀。由于这种丝状细菌具有与微丝菌相似的菌丝体结构，但与微丝菌的生理特性差异较大，在活性污泥内属非优势菌种，不会过度增殖引发污泥膨胀。将链霉菌作为骨架构建活性污泥菌胶团来防治污泥膨胀还未见文献报道。发明内容：

[0006] 本发明的目的是提供一株用于提高活性污泥沉降性能的链霉菌菌株，并提供一种能够资源化利用甘薯淀粉废水大规模培养该菌株的方法以及用于防治污泥膨胀的方法。

[0007] 本发明所使用的菌株是由发明人从活性污泥中分离筛选出来的一株沉降性能良好的链霉菌（Streptomyces sp.）GS05菌株，该菌株于2013年1月8日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No. 7094，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编：100101。

[0008] 本发明所述的链霉菌的大规模培养方法如下：

[0009] 1、甘薯淀粉废水预处理：用氢氧化钠水溶液或石灰水调节废水的pH到6.8～8.0，于105～126℃灭菌10～35分钟。

[0010] 2、液体种子制备：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的链霉菌，于25～37℃，120～200转/分振荡培养24～36小时，得到液体种子。

[0011] 3、梯级放大液体培养：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的50升发酵罐中接种体积比为2％～15％的液体种子，于25～37℃，通无菌空气培养15～36小时；所得发酵液接种于装有预处理好的甘薯淀粉废水的500升发酵罐中，于25～37℃，通无菌空气培养15～36小时；所得发酵液接种于装有预处理好的甘薯淀粉废水的5立方米发酵罐中，于25～37℃，通无菌空气培养15～36小时；根据需要量，依次放大培养，获得足够的链霉菌液体菌剂。

[0012] 本发明所述的链霉菌液体菌剂用于防治污泥膨胀的使用方法如下：

[0013] 1、将链霉菌液体菌剂按照0.5%～6%的投加量，加入活性污泥法污水处理系统的好氧曝气池中，混合均匀。

[0014] 2、投加菌剂后的前2～3天时间内将二沉池中沉淀下来的活性污泥80%以上回流到好氧池，之后还按照投加菌剂前的原工艺参数运行即可。具体实施方式：

[0015] 由本发明提供的链霉菌能够显著改善活性污泥的沉降性能，并且能够利用甘薯淀粉废水大规模培养，本发明提供的技术方案生产的微生物菌剂应用于防污水处理系统的污泥膨胀，具有成本很低、效果显著、以污治污的鲜明特点。具体实施方式如下：

[0016] 实施例1：甘薯淀粉废水生产链霉菌液体菌剂

[0017] 甘薯淀粉废水预处理：用石灰水调节废水的pH到7.5，于115℃灭菌20分钟。

[0018] 液体种子制备：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的链霉菌，于32℃，150转/分振荡培养36小时，得到液体种子。

[0019] 梯级放大液体培养：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的50升发酵罐中接种体积比为5％的液体种子，于32℃，通无菌空气培养24小时；所得发酵液接种于装有预处理好的甘薯淀粉废水的500升发酵罐中，于32℃，通无菌空气培养18小时；所得发酵液接种于装有预处理好的甘薯淀粉废水的5立方米发酵罐中，于32℃，通无菌空气培养18小时；根据需要量，依次放大培养，获得足够的链霉菌液体菌剂。

[0020] 实施例2：链霉菌液体菌剂用于防治A/O污水处理系统中的污泥膨胀[0021] 分别在每年的10月下旬和12月上旬，分两次将链霉菌液体菌剂按照3%的投加量，加入A/O污水处理系统的好氧曝气池中，混合均匀。投加菌剂后的前2天时间内将二沉池中沉淀下来的活性污泥85%回流到好氧池，之后还按照投加菌剂前的原工艺参数运行，可以有效防治冬春季节经常发生的污泥膨胀现象。

[0022] 实施例3：链霉菌液体菌剂用于防治A2O污水处理系统中的污泥膨胀[0023] 分别在每年的10月下旬、11月中旬和12月上旬，分3次将链霉菌液体菌剂按照2.5%的投加量，加入A/O污水处理系统的好氧曝气池中，混合均匀。投加菌剂后的前3天时间内将二沉池中沉淀下来的活性污泥80%回流到好氧池，之后还按照投加菌剂前的原工艺参数运行，可以有效防治冬春季节经常发生的污泥膨胀现象。