固體高效微生物菌劑活化擴增試驗

高文琪

（蘭州工業(yè)學院土木工程學院，甘肅　蘭州　730050）

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固體高效微生物菌劑活化擴增試驗

高文琪

（蘭州工業(yè)學院土木工程學院，甘肅蘭州730050）

摘要：通過設計一個包含溫度、pH值、投加量及基質濃度的四因素四水平的正交試驗，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濃度的廢水對微生物進行培養(yǎng)，通過顯微鏡鏡檢確定該微生物的形態(tài)為桿狀，生物活性較好。通過細菌計數(shù)法準確計算出微生物的數(shù)量可達7.9×109個/mL。

關鍵詞：氨氮廢水；EM菌；正交試驗

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.01.001

化工產業(yè)是關系到國計民生的支柱性產業(yè)，同時也是高濃度氨氮廢水的主要來源。化肥、鋼鐵、石油化工、制藥、食品工業(yè)等均產生大量的氨氮廢水。農業(yè)生產中化肥的大量使用和畜牧業(yè)中污水的無序排放造成的氨氮污染也很嚴重[1]。氨氮廢水過量排入到環(huán)境水體后，會導致一些負面效應，對自然環(huán)境和人體有極大的危害[2，3，4]。

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

1　實驗部分

1.1裝置

氣浴恒溫振蕩器，實驗中用于培養(yǎng)微生物。

1.2方法

1.2.1實驗菌種

本實驗采用進口高效微生物固體菌劑。

1.2.2實驗用水

甘肅某化工廠生產廢水。其生產廢水中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水質測定

COD采用標準重鉻酸鉀法[6]；溶解氧的測定采用美國哈希公司SensionTM6溶解氧儀測定；TP的測定采用WFZUV-2100紫外分光光度計；pH值的測定采用美國哈希公司SengsionTM1型便攜式酸度計測定;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AIS2100。

2　結果與討論

2.1最適培養(yǎng)條件的確定

正交實驗采用四因素四水平。四因素：溫度（A）、pH（B）、菌劑投加量（C）、基質濃度（D）。每一因素下采取了四個水平，選取的正交實驗因素水平具體見表1。通過正交實驗確定了最適環(huán)境條件，得到正交表，見表2。

表1　正交實驗設計因素與水平

通過設計的正交實驗，得到四種環(huán)境因素的主次順序為：溫度＞菌劑投加量＞基質濃度＞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)境基質濃度為400 mg（NH3-N）/L。

2.2最適環(huán)境條件下的培養(yǎng)結果

實驗設置4個培養(yǎng)瓶，每個培養(yǎng)瓶內盛150 mL水，培養(yǎng)實驗最適環(huán)境條件見表3。

表3　最適環(huán)境條件下培養(yǎng)實驗

2.2.1鏡檢

（1）30 h鏡檢

圖1　1號(400倍)　

圖2　2號（400倍）

圖3　3號（400倍）　

圖4　4號（400倍）

（2）72 h鏡檢：

圖5　1號（400倍）

圖6　2號（400倍）

圖7　3號（400倍）　

圖8　4號（400倍）

由鏡檢可以看出：細菌形狀以桿狀為主，其長寬比約為（2～3）∶1；1、2號培養(yǎng)瓶細菌數(shù)量較多，3、4號內細菌數(shù)量相對較少；1、2號內細菌多呈游離狀態(tài)，3、4號內細菌團聚現(xiàn)象明顯，但活性均較好（見圖1～圖8）。2.2.2細菌計數(shù)

對培養(yǎng)液進行細菌計數(shù)結果見表4。

表4　細菌計數(shù)結果

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

3　結論

通過正交設計實驗，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)境基質濃度為400 mg（NH3-N）/L。可以認為：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，在一定的基質濃度范圍內，高氨氮含量能促進微生物的增殖。通過在最適環(huán)境條件下對固體微生物菌劑進行培養(yǎng)，驗證了高基質濃度（NH3-N含量）培養(yǎng)液中細菌生長狀況較好，細菌數(shù)量較多可達7.9×109個/mL。

參考文獻：

［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)——人民日報，2010-3-26.

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

［3］彭進新.水質富營養(yǎng)化與防治［M］.北京:中國環(huán)境科學出版社，1988.

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

［5］章非娟.生物脫氮技術［M］.北京：中國高等教育出版社，2000.

［6］國家環(huán)境保護局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法（第4版）［M］.北京:中國環(huán)境科學出版社,1989.

作者簡介：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

中圖分類號：X703.1

文獻標識碼：A