技术领域
[0001] 本
发明公开了一种氨氮去除菌剂，本发明还公开该氨氮去除菌剂的制备方法，属于污
水处理技术领域。
背景技术
[0002] 氨氮存在于许多工业
废水中，氨氮排入
水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其他
微生物大量繁殖，形成富营养化污染，除了会使
自来水处理厂运行困难，造成
饮用水的异味外，严重时会使水中溶解
氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。传统的生物脱氮方法主要依靠硝化细菌和
反硝化细菌将污水中含氮物质逐步转化为对鱼类危害较小的硝氮或氮气排出系统外。在好氧条件下，通过亚
硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧
化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，在缺氧条件下，由反硝化菌作用，将硝态氮和亚硝态氮还原成氮气。传统生物硝化脱氮技术存在着受
温度限制较大、生物滤器挂膜时间长、增氧能耗大、氨氮去除率不高等诸多
缺陷，这些不足对
循环水养殖系统的推广及发展有着严重的制约作用。
[0003] 综上，本发明将选择有协同作用的好氧型反硝化细菌，芽孢杆菌和反硝化菌等有效菌种进行混合培养，附着于具有降氨氮作用的沸石等载体上并进行固定包埋，保持其固有活性。将大大传统硝化-反硝化工艺流程合并为同步硝化反硝化，极大缩短工艺流程和生物处理占地面积。与未包埋的细胞相比，固定化的菌剂不易被水冲走，能够保留更高的脱氨活性，减轻溶解氧对脱氮的抑制作用，对环境适应能
力更强。而且脱氮微生物可以在固定化载体增殖，化学
吸附于生物处理结合，极大提高了氨氮去除效率，同时菌种也能及时将沸石载体所吸附的氨氮进行处理，使得沸石得以再生。
发明内容
[0004] 为了解决
现有技术的缺点和不足，本发明的目的是提供一种氨氮去除效率高，除菌剂可以再生利用的除菌剂。
[0005] 本发明的另外一个目的是提供该除菌剂的制备方法。
[0006] 为此，本发明提供的技术方案是这样的：
[0007] 一种氨氮去除菌剂，是将复合菌剂在
固化在填充物上；所述的复合菌剂由异养硝化菌，芽抱杆菌和反硝化细菌组成。
[0008] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的氨氮去除菌剂主要通过下述步骤制得的：
[0009] 称取5～8g复合菌剂，60～80g填充物，50～80g聚乙烯醇和500～800ml水混合搅拌，在搅拌转速为100-200r/min的混合器中混合5-30分钟，加入20～32g海藻酸钠和200ml～320ml5％氯化
钙溶液制粒包衣而成。
[0010] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的氨氮去除菌剂后加入饱和
硼酸溶液硬化24h，得到固化颗粒，用生理盐水冲洗3次后收集，置于4℃
冰箱中保存。
[0011] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的异养硝化菌，芽抱杆菌和反硝化细菌的
质量比为4:3:3。
[0012] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的填充物含下述质量百分的组分：30％-60％改性沸石、10％-30％玉米芯粉、10～20％稻壳粉、10％-30％钠基
膨润土，各组分之和为100％。
[0013] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的异养硝化菌为盐田盐单胞菌；所述的芽抱杆菌为枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌；所述的反硝化细菌为红城红球菌或施氏假胞单菌。
[0014] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的改性沸石的制备方法是将沸石粉，沸石砂、
淀粉及
煤粉按堆体积比为24：30：5：3混匀，加入羧甲基
纤维素溶液，
挤压成型，于650℃
焙烧2h得到孔隙率为37.7％，
比表面积16.7㎡/g，粒径为0.5～1.0mm的改性沸石。
[0015] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的复合菌剂的制备方法是先接种4％盐田盐单胞菌和3％红城红球菌或施氏假胞单菌接种至混合培养基，置于30℃、200r/min摇床培养40～48h，再接种3％枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌，继续混合培养至57～62h；取混合
发酵液，以6000r/min离心3～5min，加入离心前1/5混合发酵液体积的0.8％～0.9％无菌生理盐水进行重悬，并加入等重量改性沸石进行搅拌，再加入离心前1/5混合发酵液质量的
脱脂粉混匀，在4℃预冻12h，再在-4℃
冷冻干燥12～24h，干燥后将菌剂收集到避光自封袋中。
[0016] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的混合培养基制备方法为称取
酵母膏5.0g，蛋白胨6.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 30.0g，KCl 2.0g，
柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.5g，K2HPO40.5g，KH2PO40.3g，
牛肉膏10.0，
葡萄糖10g，NH4Cl 0.3g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L，调节pH至7.0～7.2。
[0017] 优选的，上述的一种氨氮去除菌剂，所述的盐田盐单胞菌的培养方法为：将盐田盐单胞菌接种盐田盐单胞菌培养基富集培养，在28～30℃条件下培养45-50h；所述的盐田盐单胞菌培养基制备方法为称取
酪蛋白氨基酸5.0g，酵母膏5.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl50.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.01g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L。
[0018] 所述的枯草芽孢杆菌的培养方法为将枯草芽孢杆菌接种枯草芽孢杆菌培养基富集培养，在25～40℃条件下培养20-24h；所述的枯草芽孢杆菌培养基的制备方法称取蛋白胨10.0g，牛肉膏3.0g，NaCl 5.0g，定容至1L。
[0019] 所述的地衣芽孢杆菌培养方法为将地衣芽孢杆菌接种至地衣芽孢杆菌培养基培养，在25～37℃条件下培养18-30h；所述的地衣芽孢杆菌培养基的制备方法为称取
蔗糖130.0g，蛋白胨2.0g，KH2PO40.3g，Na2HPO41.4g，NaCl 10.0g，蒸馏水定容至1L。
[0020] 所述的施氏假单胞菌培养方法为将施氏假单胞菌接种至施氏假单胞菌培养基，在25～35℃条件下培养24-36h；所述的施氏假单胞菌培养基制备方法为称取酵母膏0.05g，鱼蛋白胨0.25g，丙
酮酸钠1.0g，KCl 5.4g，K2HPO40.3g，NH4Cl 0.25g，CaCl20.25g，MgSO4·7H2O
26.8g，MgCl2·6H2O 23.0g，NaCl 184.0g，蒸馏水定容至1L。
[0021] 所述的红城红球菌的培养方法为将红城红球菌放入红城红球菌LB培养基，在20～30℃条件下培养24-36h；所述的红城红球菌LB培养基的制备方法为称取酵母膏5.0g，蛋白胨10.0，NaCl 10.0g，蒸馏水定容至1L。
[0022] 在上述的菌种中，所选异养硝化菌为盐田盐单胞菌，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.1.7453；所选芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.1.9083；或地衣芽孢杆菌，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.1.10314。所选反硝化细菌为施氏假单胞菌，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为1.15198；或红城红球菌，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.1.12196。
[0023] 与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下技术优点：
[0024] 1、本发明提供的技术方案采用复合菌群及填充载体能借助互利共生关系组成相对稳定的微
生态系统，从而发挥各自的功能，通过协同作用提高水体中有害物质的去除效率，完成完全脱氮。其中菌种发挥作用如下：氨氮通过硝化菌作用转化成硝态氮，反硝化菌利用水体中有机物作为
碳源将硝态氮转化成氮气。整个过程不同菌类相互协同，保障中间有害产物的低积累。填充物作用如下：改性沸石、玉米芯粉、稻壳粉提供吸附载体，膨润土在制粒时起粘合作用，吸水膨胀后起释放微生物作用，海藻酸钠包衣，其作用是将微生物固定于载体上，防止游离。
[0025] 2、本发明提供的技术方案菌种发挥协同作用，硝化反硝化同步，大大降低保障中间有害产物硝酸盐的积累，降低氨氮总氮含量。
[0026] 3、本发明提供的技术方案选取沸石作为载体，表面粗糙利于微生物附着固定，孔洞和缝隙结构对微生物具有保护作用，可减轻水力剪切对微生物的影响。因为投加游离态菌剂在换水时易被冲走，且沉降性能差限制其降解下层水体有机物。
[0027] 4、本发明提供的技术方案采用包埋方式，使得菌种更牢固更稳定，对pH值和温度的适应能力更强，适应范围更宽，避免因为游离菌种对环境适应能力差可能导致大量活菌死亡。
[0028] 总而言之，本发明提供的技术方案选择有协同作用的异养反硝化细菌，芽孢杆菌和反硝化菌等有效菌种进行混合培养，附着于具有降氨氮作用的沸石等载体上并进行固定包埋，保持其固有活性。将大大传统硝化-反硝化工艺流程合并为同步硝化反硝化，以前的硝化和反硝化是在两个反应槽里先后进行的，硝化需要通入氧气把氨氮氧化为硝酸盐，反硝化需要厌氧状态把硝酸盐转化为氮气，所以流程长，耗能大，而且还受其他有毒害有机物影响生长，还容易被水流冲散效果差，本
申请提供的技术方案可以一次性投加同步硝化反硝化，把氨氮去除掉，芽孢杆菌对有机污染物去除能力也很强，刚产生硝酸盐即可被硝化菌转化为氮气，很少有硝酸盐积累，所以菌种受有机物和硝酸盐影响较小；而且不需要曝气，缺氧状态下就可以进行，极大缩短工艺流程和生物处理占地面积。与未包埋的细胞相比，固定化的菌剂不易被水冲走，能够保留更高的脱氨活性，减轻溶解氧对脱氮的抑制作用，对环境适应能力更强。而且脱氮微生物可以在固定化载体增殖，
化学吸附于生物处理结合，极大提高了氨氮去除效率，同时菌种也能及时将沸石载体所吸附的氨氮进行处理。
具体实施方式
[0029] 下面结合具有实施方式，对本发明的
权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求保护范围内所做的有限次的
修改，仍在本发明的权利要求保护范围之内。
[0031] 本发明提供的一种氨氮去除菌剂，通过下述步骤制得的：称取5g复合菌剂，80g填充物，50g聚乙烯醇和800ml水混合搅拌，在搅拌转速为100r/min的混合器中混合30分钟，加入20g海藻酸钠和320ml 5％
氯化钙溶液制粒包衣而成。
[0032] 所述的盐田盐单胞菌，枯草芽孢杆菌和红城红球菌的质量比为4:3:3。
[0033] 所述的复合菌剂的制备方法是先接种4％盐田盐单胞菌和3％红城红球菌接种至混合培养基，置于30℃、200r/min摇床培养40h，再接种3％枯草芽孢杆菌，继续混合培养至57h；取混合发酵液，以6000r/min离心5min，加入离心前1/5混合发酵液体积的0.8％无菌生理盐水进行重悬，并加入等重量改性沸石进行搅拌，再加入离心前1/5混合发酵液质量的脱脂粉混匀，在4℃预冻12h，再在-4℃冷冻干燥12h，干燥后将菌剂收集到避光自封袋中。
[0034] 所述的混合培养基制备方法为称取酵母膏5.0g，蛋白胨6.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 30.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.5g，K2HPO40.5g，KH2PO4 0.3g，牛肉膏10.0，葡萄糖10g，NH4Cl 0.3g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L，调节pH至7.0～7.2。
[0035] 所述的田盐单胞菌的培养方法为：将盐田盐单胞菌接种盐田盐单胞菌培养基，在30℃条件下培养45h；所述的盐田盐单胞菌培养基制备方法为称取酪蛋白氨基酸5.0g，酵母膏5.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 50.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.01g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L。
[0036] 所述的枯草芽孢杆菌的培养方法为将枯草芽孢杆菌接种枯草芽孢杆菌，在20～40℃条件下培养22h；所述的枯草芽孢杆菌培养基的制备方法称取蛋白胨10.0g，牛肉膏3.0g，NaCl 5.0g，定容至1L。
[0037] 所述的红城红球菌的培养方法为将红城红球菌放入红城红球菌LB培养基，在25～35℃条件下培养30h，所述的红城红球菌LB培养基的制备方法为称取酵母膏5.0g，蛋白胨
10.0，NaCl 10.0g，蒸馏水定容至1L。
[0038] 上述的填充物含下述质量百分的组分：60％改性沸石、10％玉米芯粉、10％稻壳粉、20％钠基膨润土。
[0039] 所述的改性沸石的制备方法是将沸石粉，沸石砂、淀粉及
煤粉按堆体积比为24：30：5:3混匀，加入羧甲基
纤维素溶液，
挤压成型，于650℃焙烧2h得到孔隙率为37.7％，比表面积16.7㎡/g，粒径为0.5mm的改性沸石。
[0040] 实施例2
[0041] 本发明提供的一种氨氮去除菌剂，通过下述步骤制得的：称取8g复合菌剂，60g填充物，80g聚乙烯醇和500ml水混合搅拌，在搅拌转速为200r/min的混合器中混合5分钟，加入32g海藻酸钠和200ml 5％氯化钙溶液制粒包衣而成。
[0042] 所述的盐田盐单胞菌，地衣芽孢杆菌和施氏假胞单菌的质量比为4:3:3。
[0043] 所述的复合菌剂的制备方法是先接种4％盐田盐单胞菌和3％施氏假胞单菌接种至混合培养基，置于30℃、200r/min摇床培养48h，再接种3％地衣芽孢杆菌，继续混合培养至57～62h；取混合发酵液，以6000r/min离心5min，加入离心前1/5混合发酵液体积的0.8％～0.9％无菌生理盐水进行重悬，并加入等重量改性沸石进行搅拌，再加入离心前1/5混合发酵液质量的脱脂粉混匀，在4℃预冻12h，再在-4℃冷冻干燥16h，干燥后将菌剂收集到避光自封袋中。
[0044] 所述的混合培养基制备方法为称取酵母膏5.0g，蛋白胨6.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 30.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.5g，K2HPO40.5g，KH2PO4 0.3g，牛肉膏10.0，葡萄糖10g，NH4Cl 0.3g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L，调节pH至7.0～7.2。
[0045] 所述的田盐单胞菌的培养方法为：将盐田盐单胞菌接种盐田盐单胞菌培养基，在28～35℃条件下培养50h；所述的盐田盐单胞菌培养基制备方法为称取酪蛋白氨基酸5.0g，酵母膏5.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 50.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.01g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L。
[0046] 所述的地衣芽孢杆菌培养方法为将地衣芽孢杆菌接种至地衣芽孢杆菌培养基在25～37℃培养18-30h；所述的地衣芽孢杆菌培养基的制备方法为称取蔗糖130.0g，蛋白胨
2.0g，KH2PO40.3g，Na2HPO41.4g，NaCl 10g，蒸馏水定容至1L。
[0047] 所述的施氏假单胞菌培养方法为将施氏假单胞菌放入施氏假单胞菌培养基，在25～35℃条件下培养36h；所述的施氏假单胞菌培养基制备方法为称取酵母膏0.05g，鱼蛋白胨0.25g，
丙酮酸钠1.0g，KCl 5.4g，K2HPO40.3g，NH4Cl 0.25g，CaCl20.25g，MgSO4·7H2O 26.8g，MgCl2·6H2O 23.0g，NaCl 184.0g，蒸馏水定容至1L。
[0048] 所述的填充物含下述质量百分的组分：30％改性沸石、30％玉米芯粉、10％稻壳粉、30％钠基膨润土。
[0049] 所述的改性沸石的制备方法是将沸石粉，沸石砂、淀粉及煤粉按堆体积比为24：30：5：3混匀，加入
羧甲基纤维素溶液，挤压成型，于650℃焙烧2h得到孔隙率为37.7％，比表面积16.7㎡/g，粒径为0.5～1.0mm的改性沸石。
[0050] 实施例3
[0051] 本发明提供的一种氨氮去除菌剂，通过下述步骤制得的：称取6g复合菌剂，70g填充物，70g聚乙烯醇和600ml水混合搅拌，在搅拌转速为120r/min的混合器中混合20分钟，加入25g海藻酸钠和280ml 5％氯化钙溶液制粒后加入饱和硼酸溶液硬化24h，得到固化颗粒，用生理盐水冲洗3次后收集，置于4℃冰箱中保存。
[0052] 所述的盐田盐单胞菌，地衣芽孢杆菌和红城红球菌质量比为4:3:3。
[0053] 所述的复合菌剂的制备方法是先接种4％盐田盐单胞菌和3％红城红球菌或施氏假胞单菌接种至混合培养基，置于30℃、200r/min摇床培养40～48h，再接种3％枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌，继续混合培养至62h；取混合发酵液，以6000r/min离心4min，加入离心前1/5混合发酵液体积的0.8％～0.9％无菌生理盐水进行重悬，并加入等重量改性沸石进行搅拌，再加入离心前1/5混合发酵液质量的脱脂粉混匀，在4℃预冻12h，再在-4℃冷冻干燥12～24h，干燥后将菌剂收集到避光自封袋中。
[0054] 所述的混合培养基制备方法为称取酵母膏5.0g，蛋白胨6.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 30.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.5g，K2HPO40.5g，KH2PO4 0.3g，牛肉膏10.0，葡萄糖10g，NH4Cl 0.3g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L，调节pH至7.0～7.2。
[0055] 所述的田盐单胞菌的培养方法为：将盐田盐单胞菌接种盐田盐单胞菌培养基，在28～35℃条件下培养48h；所述的盐田盐单胞菌培养基制备方法为称取酪蛋白氨基酸5.0g，酵母膏5.0g，MgCl2·7H2O 5.0g，NaCl 50.0g，KCl 2.0g，柠檬酸三钠3.0g，FeSO40.1g，MnSO40.01g，将以上组分溶解于蒸馏水中定容至1L。
[0056] 所述的地衣芽孢杆菌培养方法为将地衣芽孢杆菌接种至地衣芽孢杆菌培养基25～37℃培养18-30h；所述的地衣芽孢杆菌培养基制备方法为称取蔗糖130.0g，蛋白胨2.0g，KH2PO40.3g，Na2HPO41.4g，NaCl 10.0g，蒸馏水定容至1L。
[0057] 所述的红城红球菌的培养方法为将红城红球菌放入红城红球菌LB培养基，在30℃条件下培养30h；所述的红城红球菌LB培养基的制备方法为称取酵母膏5.0g，蛋白胨10.0，NaCl 10.0g，蒸馏水定容至1L。
[0058] 所述的填充物含下述质量百分的组分50％改性沸石、20％玉米芯粉、15％稻壳粉、15％钠基膨润土。
[0059] 所述的改性沸石的制备方法是将沸石粉，沸石砂、淀粉及煤粉按堆体积比为24：30：5：3混匀，加入羧甲基纤维素溶液，挤压成型，于650℃焙烧2h得到孔隙率为37.7％，比表面积16.7㎡/g，粒径为0.8mm的改性沸石。
[0060] 在具体使用时将实施例1至3提供的净水剂在使用前于常温下加入水和10倍的生物促生剂激活即可直接投放于污水。
[0061] 该生物促生剂为广州市小众环保科技有限公司生产的XZ8809的生物促生剂。
[0062] 为了更好的说明本申请的效果，下面给出本身提供的技术方案的现场实施例：
[0063] 取某养猪厂氨氮废水水样，测水样的氨氮及总氮：
[0064] 向锥形瓶中加入100ml去离子水，0.25g氨氮去除菌剂，2.5g生物促生剂，磁力搅拌发酵2～4h，激活完成。
[0065] 实施案例一
[0066] 向50L氨氮废水中直接投加100ml激活的氨氮去除菌液，调节污水pH至7.0，DO≤0.5mg/L，25℃下慢速搅拌12h，取样测定总氮、氨氮含量，计算氮的去除率，氨氮含量从
497mg/L降低到30mg/L，氨氮去除率高达94％，总氮由523mg/L降至33mg/L，去除率93.7％。
[0067] 实施案例二、
[0068] 向50L氨氮废水中直接投加100ml激活的氨氮去除菌液，控制污水pH为7.5，DO≤0.5mg/L，25℃下慢速搅拌18h，取样测定总氮、氨氮含量，计算氮的去除率，氨氮含量从
497mg/L降低到21mg/L，氨氮去除率高达95.8％，总氮由523mg/L降至26mg/L，去除率95％。
[0069] 实施案例三
[0070] 向50L氨氮废水中直接投加100ml激活的氨氮去除菌液，控制污水pH为8.0，DO≤0.5mg/L，27℃下慢速搅拌24h，取样测定总氮、氨氮含量，计算氮的去除率，氨氮含量从
497mg/L降低到16mg/L，氨氮去除率高达96.8％，总氮由523mg/L降至21mg/L，去除率
95.9％。
