[发明专利]一种混合脱氮微生物菌群的高密度培养方法

说明书

(一)技术领域

本发明目的是提供一种混合脱氮微生物菌群的高密度培养方法。

(二)背景技术

随着科学技术的快速进步和工业化的飞速发展，人民的生活水平日益提高，但同时大量产生含氮废水，带来了一系列的环境问题。

国内外目前处理含氮废水的处理方法，主要有吹脱法、气提回收法、化学沉淀法、离子交换法、电化学氧化法和折点加氯法等。各种方法都存在一些问题，诸如处理效果不佳，工艺复杂，工况难以掌握和处理成本偏高。相比之下，生物脱氮法较为经济有效。生物脱氮剂是专门用于出去水中氨氮的一种生物强化制剂，为了能降低生产成本，提高生产效率，该专利突破性的将高密度发酵技术应用于混合脱氮微生物，达到良好的效果。

自然环境或者生物处理体系中，微生物通过自身的生命活动降解污染物，将有害物质分解为稳定无害的小分子物质，如CO₂和H₂O。随着工业的发展，一些有毒有害物质的排放会对环境微生物产生一定的毒害作用，使得生物降解体系中缺乏足够的微生物降解相应的污染物，或抑制具有降解复杂污染物性能的微生物生长，需要很长一段时间才能通过酶的诱导、遗传物质转移等方式使微生物逐渐适应。有效微生物的数量化技术是向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解污染物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对目标污染物的去除效能。

目前采用的比较传统的脱氮技术，有一个技术瓶颈，硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，造成总水力停留时间较长，有机负荷较低，从而增加了投资和运行成本。而且，生物脱氮技术抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长。

专利号CN200510094737.5的中国发明专利提供一种高密度细胞培养方法及其生物反应装置，描述了一种细胞培养方法及其生物反应装置，尤其涉及一种细胞高密度循环式或连续式培养方法及其生物反应装置，其特征是在生物反应器上加装无机膜过滤组件及补料罐，并通过一定的控制回路将三者连接为一个可用于细胞循环式高密度培养或高密度连续式培养的生物反应器系统。但是结构过于复杂，且关键的培养基差异，而且其运转工艺流程并不适用于本发明中针对混合培养脱氮微生物的培育。

专利申请号为CN200610039750.5中国专利申请提供一种泡菜用乳酸菌的高密度培养方法，提及了采用常规植物乳酸菌为菌种，经常规方法活化、扩大培养，接种于按常规配方配置的发酵培养基，其特征在于将发酵培养基用含0.2％～0.3％柠檬酸钠、0.2％～0.3％磷酸氢二钠、0.1％～0.2％磷酸二氢钠的缓冲盐溶液调pH值为6.3～6.6；在整个培养过程中，流加氨水以保持pH值稳定在5.8～6.2；菌液培养20h后，补加500ml～700ml新鲜培养基；菌液培养结束后离心，加入由10％～15％脱脂乳、5％～7％谷氨酸钠、2％～3％甘油和7％～8％麦芽糖组成的复合保护剂，真空冷冻干燥。虽然也是采用高密度培养方法，但是与培养脱氮微生物的各项技术指标都由明显差异。

《混合脱氮微生物菌群的高密度培养》(耿金菊刘登如等)等相关文献中提到了高密度发酵培养混合脱氮微生物，利用微生物的混合培养技术，研究了好氧条件下同时硝化-反硝化的生物脱氮过程。混合脱氮微生物菌群生长的适宜pH范围为7～10，在5L发酵罐上探索了实现混合脱氮微生物菌群高密度培养的pH控制策略：发酵前期补酸控制pH≤8，发酵中后期不控制pH值，可缩短菌体的生长周期，提高菌体的氨氮降解速率，细胞质量浓度达3.9g/L，比自然pH条件下提高了62.5％。并在10L发酵罐上作进一步的培养，验证了其pH控制策略的可行性。通过分批补加(NH₄)₂SO₄使菌浓进一步提高了15.4％，最终细胞干重为4.5g/L。但其菌体浓度仍然较低，远达不到高浓度培养的要求。

(三)发明内容

本发明目的是一种混合脱氮微生物菌群的高密度培养方法，通过连续流加硫酸铵、琥珀酸钠，并维持磷酸缓冲液pH值为8，菌群培养时间24小时后，得到的脱氮菌群的细胞干重即可达到20g/L。

本发明采用的技术方案是：