固體高效微生物菌劑活化擴(kuò)增試驗(yàn)

高文琪

（蘭州工業(yè)學(xué)院土木工程學(xué)院，甘肅　蘭州　730050）

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固體高效微生物菌劑活化擴(kuò)增試驗(yàn)

高文琪

（蘭州工業(yè)學(xué)院土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050）

摘要：通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)包含溫度、pH值、投加量及基質(zhì)濃度的四因素四水平的正交試驗(yàn)，確定了固體生物菌劑的最佳培養(yǎng)條件。在該最佳培養(yǎng)條件下用不同氨氮基質(zhì)濃度的廢水對(duì)微生物進(jìn)行培養(yǎng)，通過(guò)顯微鏡鏡檢確定該微生物的形態(tài)為桿狀，生物活性較好。通過(guò)細(xì)菌計(jì)數(shù)法準(zhǔn)確計(jì)算出微生物的數(shù)量可達(dá)7.9×109個(gè)/mL。

關(guān)鍵詞：氨氮廢水；EM菌；正交試驗(yàn)

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.01.001

化工產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的支柱性產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是高濃度氨氮廢水的主要來(lái)源?；?、鋼鐵、石油化工、制藥、食品工業(yè)等均產(chǎn)生大量的氨氮廢水。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的大量使用和畜牧業(yè)中污水的無(wú)序排放造成的氨氮污染也很?chē)?yán)重[1]。氨氮廢水過(guò)量排入到環(huán)境水體后，會(huì)導(dǎo)致一些負(fù)面效應(yīng)，對(duì)自然環(huán)境和人體有極大的危害[2，3，4]。

高效菌群，即“effective complex micro-organism”，簡(jiǎn)稱(chēng)EM，是由日本琉球大學(xué)的比嘉照夫教授等人于20世紀(jì)80年代初研制成功的一種高效微生物制劑[5]。它通過(guò)馴化、篩選、誘變和基因重組等生物技術(shù)手段得到，是以目標(biāo)降解物質(zhì)為主要碳源和能源的高效微生物菌種。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)正交試驗(yàn)確定固體微生物菌劑的最佳培養(yǎng)條件，并通過(guò)自配水和化工廢水的對(duì)比試驗(yàn)加以驗(yàn)證。同時(shí)，用顯微鏡鏡檢觀察微生物的形態(tài)，并分別對(duì)其計(jì)數(shù)。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1裝置

氣浴恒溫振蕩器，實(shí)驗(yàn)中用于培養(yǎng)微生物。

1.2方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)菌種

本實(shí)驗(yàn)采用進(jìn)口高效微生物固體菌劑。

1.2.2實(shí)驗(yàn)用水

甘肅某化工廠(chǎng)生產(chǎn)廢水。其生產(chǎn)廢水中NH3-N為5~ 1000 mg/L，COD為4~1100 mg/L，屬于低碳氮比的廢水。

1.2.3水質(zhì)測(cè)定

COD采用標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法[6]；溶解氧的測(cè)定采用美國(guó)哈希公司SensionTM6溶解氧儀測(cè)定；TP的測(cè)定采用WFZUV-2100紫外分光光度計(jì)；pH值的測(cè)定采用美國(guó)哈希公司SengsionTM1型便攜式酸度計(jì)測(cè)定;微生物鏡檢采用北京泰克公司XSJ-HS型電腦顯微鏡,電鏡采用Seron/Mirero掃描電子顯微鏡，型號(hào)AIS2100。

2　結(jié)果與討論

2.1最適培養(yǎng)條件的確定

正交實(shí)驗(yàn)采用四因素四水平。四因素：溫度（A）、pH（B）、菌劑投加量（C）、基質(zhì)濃度（D）。每一因素下采取了四個(gè)水平，選取的正交實(shí)驗(yàn)因素水平具體見(jiàn)表1。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了最適環(huán)境條件，得到正交表，見(jiàn)表2。

表1　正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平

通過(guò)設(shè)計(jì)的正交實(shí)驗(yàn)，得到四種環(huán)境因素的主次順序?yàn)椋簻囟龋揪鷦┩都恿浚净|(zhì)濃度＞pH。最適培養(yǎng)環(huán)境條件為：溫度為25℃、pH為6.5～7.5、菌劑投加量為1.25%、環(huán)境基質(zhì)濃度為400 mg（NH3-N）/L。

2.2最適環(huán)境條件下的培養(yǎng)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)設(shè)置4個(gè)培養(yǎng)瓶，每個(gè)培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)盛150 mL水，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)最適環(huán)境條件見(jiàn)表3。

表3　最適環(huán)境條件下培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

2.2.1鏡檢

（1）30 h鏡檢

圖1　1號(hào)(400倍)　

圖2　2號(hào)（400倍）

圖3　3號(hào)（400倍）　

圖4　4號(hào)（400倍）

（2）72 h鏡檢：

圖5　1號(hào)（400倍）

圖6　2號(hào)（400倍）

圖7　3號(hào)（400倍）　

圖8　4號(hào)（400倍）

由鏡檢可以看出：細(xì)菌形狀以桿狀為主，其長(zhǎng)寬比約為（2～3）∶1；1、2號(hào)培養(yǎng)瓶細(xì)菌數(shù)量較多，3、4號(hào)內(nèi)細(xì)菌數(shù)量相對(duì)較少；1、2號(hào)內(nèi)細(xì)菌多呈游離狀態(tài)，3、4號(hào)內(nèi)細(xì)菌團(tuán)聚現(xiàn)象明顯，但活性均較好（見(jiàn)圖1～圖8）。2.2.2細(xì)菌計(jì)數(shù)

對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行細(xì)菌計(jì)數(shù)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　細(xì)菌計(jì)數(shù)結(jié)果

通過(guò)培養(yǎng)可以得到游離性較好、活性較高的細(xì)菌，且數(shù)量豐富，細(xì)菌增殖速率較快。

3　結(jié)論

通過(guò)正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確定最適培養(yǎng)環(huán)境條件為：溫度25℃、pH為6.5～7.5、菌劑投加量為1.25%、環(huán)境基質(zhì)濃度為400 mg（NH3-N）/L?？梢哉J(rèn)為：在25℃左右、pH6.5~7.5是該種高效固體微生物菌劑的最適培養(yǎng)環(huán)境條件，在一定的基質(zhì)濃度范圍內(nèi)，高氨氮含量能促進(jìn)微生物的增殖。通過(guò)在最適環(huán)境條件下對(duì)固體微生物菌劑進(jìn)行培養(yǎng)，驗(yàn)證了高基質(zhì)濃度（NH3-N含量）培養(yǎng)液中細(xì)菌生長(zhǎng)狀況較好，細(xì)菌數(shù)量較多可達(dá)7.9×109個(gè)/mL。

參考文獻(xiàn)：

［1］孫秀艷.建言“十二五”環(huán)保規(guī)劃:改善水環(huán)境還得減氨氮［N］.人民網(wǎng)——人民日?qǐng)?bào)，2010-3-26.

［2］王偉.生態(tài)農(nóng)業(yè)的希望——EM［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003：23-53.

［3］彭進(jìn)新.水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化與防治［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988.

［4］USA EPA.Nitrogen Control［M］.Lancaster,Pennsylvania：TechnomicPublishing Company Inc,1991.

［5］章非娟.生物脫氮技術(shù)［M］.北京：中國(guó)高等教育出版社，2000.

［6］國(guó)家環(huán)境保護(hù)局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第4版）［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1989.

作者簡(jiǎn)介：高文琪（1982-），男，漢族，甘肅寧縣人，碩士，講師，主要從事環(huán)境污染物處理研究工作。

收稿日期：2015-12-11

中圖分類(lèi)號(hào)：X703.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A