本發(fā)明涉及一株具有污泥減量功能與改善污泥脫水性能的戴爾福特菌WTF-1及其在剩余污泥減量與脫水中的應(yīng)用，屬于微生物
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：活性污泥法目前被廣泛應(yīng)用于污水處理，城市污泥是采用活性污泥法處理污水過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，是由有機(jī)物殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體，其體積約占處理污水體積的0.5～2％，一般重力濃縮污泥的含水率約為98％，機(jī)械脫水后的泥餅含水率約為80％，而某些特種污泥脫水后含水率甚至還有85～90％。我國污泥的處理處置現(xiàn)狀不容樂觀，污泥產(chǎn)生量大與其高含水率是污泥有效處理處置的難題，污泥問題十分嚴(yán)峻。采用傳統(tǒng)物理化學(xué)方法來濃縮污泥或降低污泥產(chǎn)量存在能耗高，經(jīng)濟(jì)效益低及二次污染等問題，在工程中難以推廣應(yīng)用，而生物法則可以很好解決這些問題。污泥生物處理技術(shù)主要分為以下幾種：一是解偶聯(lián)減量化技術(shù)，通過破壞生物氧化與磷酸化相偶聯(lián)的作用，將氧化和磷酸化分離，減少微生物的合成量，從而實(shí)現(xiàn)了污泥減量。二是溶胞技術(shù)，其機(jī)理在于可以促進(jìn)系統(tǒng)微生物的隱性生長(zhǎng)的而減少污泥產(chǎn)量，并將細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物釋放出來作為碳源加以利用，同時(shí)改善脫氮除磷效果。三是生物捕食作用，污泥中存在各種微生物，通過利用微生物的捕食作用從而減少污泥量，主要包括一些原生動(dòng)物和后生動(dòng)物。J.Merrylin等(2013)研究了一種地衣芽孢桿菌對(duì)污泥SS的影響，發(fā)現(xiàn)在地衣芽孢桿菌處理下，污泥SS減量比可達(dá)12％。王慧榮等(2014)利用能夠產(chǎn)生纖維素酶、淀粉酶和蛋白酶的菌株對(duì)污泥進(jìn)行搖瓶減量試驗(yàn)，結(jié)果顯示產(chǎn)蛋白酶菌株培養(yǎng)第3天污泥減量效果可達(dá)到15.3％。利用復(fù)配菌株處理，纖維素酶菌株、淀粉酶菌株、蛋白酶菌株體積比為1∶2∶7時(shí)，處理第3天污泥減量效果高達(dá)16.4％。喬文文等(2014)研究了一株死谷芽孢桿菌JL4污泥處理減量效果，結(jié)果JL4處理72h之后，污泥MLSS可下降25.7％。然而國內(nèi)外對(duì)于生物法在污泥處理中的應(yīng)用尚缺乏一定的系統(tǒng)性研究，研究的側(cè)重點(diǎn)往往在于污泥減量、污泥脫水或污泥中有機(jī)物的去除等單方面，且混合菌群投加數(shù)量及其生長(zhǎng)不易控制，減量化效果不穩(wěn)定，技術(shù)可行性較低。公開號(hào)為CN101503246A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種通過投加特殊菌劑來控制并削減廢水生物處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量的方法，通過向廢水生物處理反應(yīng)器中直接或間接投加該菌劑，投加量為5％～20％，污泥削減量達(dá)10％～30％。其技術(shù)的局限性在于菌劑投加量大，無法去除污泥中的大量微生物，且菌劑污泥處理運(yùn)行條件較為復(fù)雜，市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值不大。公開號(hào)為CN102173501A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種用于城市污泥減量的復(fù)合酶制劑，該制劑中菠蘿蛋白酶占50～60％、溶菌酶占5～10％，其余為酵母發(fā)酵物。將復(fù)合酶制劑添加在活性污泥池中，可減少污泥的產(chǎn)量。其技術(shù)的局限性是復(fù)合酶制劑價(jià)格昂貴，且其保藏環(huán)境條件要求較高，菌劑處理后污泥減量率較低。公開號(hào)為CN103910477A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種用于污泥減量化處理的新型復(fù)合微生物菌劑，該菌劑包括13種不同微生物，通過在某污水處理廠的污泥濃縮池中加入該復(fù)合菌劑，進(jìn)行好氧消化對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果加入該新型復(fù)合微生物菌劑污泥最大可減量30％左右。其技術(shù)的局限性在于復(fù)合微生物種類繁雜，菌群生長(zhǎng)在污泥系統(tǒng)中不易控制，且不同微生物之間協(xié)同作用機(jī)理尚不明確。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一株戴爾福特菌(Delftiasp.)WTF-1及該菌種在剩余污泥減量和改善污泥脫水性能方面的應(yīng)用技術(shù)。所述戴爾福特菌WTF-1，該菌株的分類命名為戴爾福特菌(Delftiasp.)，屬于戴爾福特菌WTF-1，保藏編號(hào)為CGMCCNo.13464，保藏日為2016年12月19日，保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為北京所述戴爾福特菌WTF-1的生物學(xué)特征為：革蘭氏陰性好氧菌，細(xì)胞形態(tài)為桿狀，在固態(tài)培養(yǎng)基上菌落呈圓形、外白中黃、不透明、質(zhì)地濕潤(rùn)、無凸起，表面粗糙，邊緣不整齊。所述戴爾福特菌WTF-1主要生理生化指標(biāo)見表1。表1WTF-1菌株的主要生理生化指標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果10℃-氧化酶+20℃+接觸酶+30℃+葡萄糖發(fā)酵-40℃+水解淀粉-55℃-吲哚-2％NaCl-水解明膠+5％NaCl-乙醇氧化+pH5～8甲基紅-所述戴爾福特菌WTF-1在剩余污泥減量中的應(yīng)用，其特征在于：所述的剩余污泥濃度為3000mg/L～13000mg/L，所述的剩余污泥的溫度為20℃～40℃，所述的剩余污泥的pH為6～8。作為優(yōu)選，所述的戴爾福特菌WTF-1在剩余污泥減量中的應(yīng)用，其特征在于：(1)該菌株直接投入剩余污泥處理的反應(yīng)器裝置；(2)該菌株直接投入剩余污泥處置池；所述的戴爾福特菌WTF-1在剩余污泥脫水中的應(yīng)用；其特征在于：將該菌液與剩余污泥以1∶10(v/v)比例混合，該菌株投配質(zhì)量比為0.005％～0.02％(w/w，加菌質(zhì)量干重/濕污泥質(zhì)量比)，于反應(yīng)器中曝氣24～96h。一株戴爾福特菌WTF-1在剩余污泥減量與脫水中的應(yīng)用，包括如下步驟：(1)菌液濃度測(cè)定：取培養(yǎng)菌液測(cè)定其OD600值，同時(shí)采用重量法測(cè)定菌干重，并折算為每升中菌質(zhì)量(mg/L)；(2)菌液對(duì)污泥處理：將菌液以10％的接種量接種于已混合均勻的二沉池剩余污泥中，于30℃，160r/min的恒溫?fù)u床中進(jìn)行好氧生物降解，并以污泥作為系統(tǒng)內(nèi)唯一碳源。(3)處理污泥性能測(cè)定：污泥處理期間每隔24h定時(shí)取樣對(duì)污泥的MLSS、MLVSS、SV30、離心脫水率進(jìn)行測(cè)定。所述步驟(3)中污泥MLSS定義為污泥懸浮固體濃度，單位為mg/L。所述步驟(3)中污泥MLVSS定義為污泥揮發(fā)性懸浮固體濃度，單位為mg/L。所述步驟(3)中污泥SV30定義為：將污泥混合液攪拌均勻，取100mL混合液置于100mL潔凈量筒中，靜置30min后記錄自由沉降過程中所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率。所述步驟(3)中離心脫水率定義為：準(zhǔn)確量取50mL污泥，于6000r/min下離心10min，傾去上清液后所剩濕污泥體積與原污泥體積比即代表離心脫水率。本發(fā)明的效益在于：(1)該菌株適宜在活性污泥系統(tǒng)生長(zhǎng)，可直接加在污水生化處理系統(tǒng)中以提高系統(tǒng)處理污水的能力，并同時(shí)減少系統(tǒng)內(nèi)污泥量的產(chǎn)生，也可以直接投加入污泥沉淀池進(jìn)行好氧生物降解，實(shí)現(xiàn)污泥減量。(2)其原理：1)通過生物溶胞作用，將剩余污泥中大分子難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可降解的小分子有機(jī)物，并對(duì)死亡的微生物菌體進(jìn)行不斷再分解，從而減少剩余污泥的產(chǎn)生量，實(shí)現(xiàn)污泥原位減量。2)通過對(duì)剩余污泥EPS的破解，改善其脫水性能。(3)該菌株投加量為0.01％～0.02％(w/w，加菌質(zhì)量干重/濕污泥質(zhì)量比)時(shí)，污泥MLSS去除率為16％～27％，MLVSS去除率達(dá)25％～41％。方法操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行條件溫和，具有投加量少，降解效率高的特點(diǎn)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：戴爾福特菌WTF-1處理污泥性能測(cè)定取混合均勻的二沉池剩余污泥(污泥濃度為12080mg/L，pH＝7.46，4℃下保存)200mL加入250mL錐形瓶中，置入恒溫?fù)u床于28℃，160r/min條件下活化24h，按10％(v/v)投加量加入戴爾福特菌WTF-1菌懸液后，用透氣無菌封口膜封口，使其在30℃，160r/min的恒溫?fù)u床中進(jìn)行好氧生物降解，期間不再添加任何營養(yǎng)物，以污泥作為唯一碳源，并設(shè)置同期空白對(duì)照。培養(yǎng)期間每隔24h定時(shí)取樣對(duì)污泥的MLSS、SV30、離心脫水率進(jìn)行測(cè)定。性能測(cè)試結(jié)果為經(jīng)戴爾福特菌WTF-1處理96h后污泥MLSS去除率達(dá)到最高值16.39％，此時(shí)對(duì)照組污泥MLSS去除率為2.3％；污泥MLVSS去除率達(dá)到25.22％；污泥SV30由初始值91％下降至65.7％，此時(shí)對(duì)照組污泥SV30為78.5％；離心脫水率由初始值17.5％降低至12％，此時(shí)對(duì)照組離心脫水率為19％。實(shí)施例2：采用戴爾福特菌(Delftia)WTF-1，保藏編號(hào)為，進(jìn)行污泥適應(yīng)性定向馴化。戴爾福特菌WTF-1的定向馴化步驟為：(1)使用前用VP培養(yǎng)基活化菌株：將保存的戴爾福特菌WTF-1用接種環(huán)刮取多環(huán)菌苔，接種至裝有150mLVP培養(yǎng)基的250mL的錐形瓶中，于30℃、160r/min的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24h即得到菌懸液。(2)將污泥進(jìn)行滅菌處理后稀釋2倍，取稀釋后污泥50mL加入到裝有50mLVP培養(yǎng)基的250mL錐形瓶中，按10％(v/v)接種量接種戴爾福特菌WTF-1的活化菌懸液，用透氣無菌封口膜封口，置入恒溫?fù)u床于30℃，160r/min條件下培養(yǎng)，96h后第1周期結(jié)束。(3)取已滅菌污泥50mL加入到裝有50mLVP培養(yǎng)基的250mL錐形瓶中，按10％(v/v)接種量接種第1周期馴化結(jié)束的菌泥混合液，用透氣無菌封口膜封口，置入恒溫?fù)u床于30℃，160r/min條件下培養(yǎng)，96h后第2周期結(jié)束。(4)取已滅菌污泥75mL加入到裝有25mLVP培養(yǎng)基的250mL錐形瓶中，按10％(v/v)接種量接種第2周期馴化結(jié)束的菌泥混合液，用透氣無菌封口膜封口，置入恒溫?fù)u床于30℃，160r/min條件下培養(yǎng)，96h后第3周期結(jié)束。(5)取已滅菌污泥100mL加入到250mL錐形瓶中，按10％(v/v)接種量接種第3周期馴化結(jié)束的菌泥混合液，同時(shí)設(shè)置對(duì)照組，對(duì)照樣為未經(jīng)定向順化的原始菌株。用透氣無菌封口膜封口，置入恒溫?fù)u床于30℃，160r/min條件下培養(yǎng)，每隔24h定時(shí)取樣對(duì)污泥MLSS進(jìn)行測(cè)定。96h后第4周期結(jié)束。使用的VP培養(yǎng)基成分為：葡萄糖5g，蛋白胨5g，磷酸氫二鉀5g，蒸餾水1000mL，pH＝7.2～7.5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：經(jīng)過25％、50％、75％和100％4個(gè)污泥濃度梯度的適應(yīng)性馴化，第4周期結(jié)束后，戴爾福特菌WTF-1污泥MLSS去除率與同期對(duì)照相比提高了6％，達(dá)到22.45％。實(shí)施例3：實(shí)驗(yàn)條件為溫度25℃，污泥濃度為9500mg/L，加菌量為0.02％，營養(yǎng)物相對(duì)濃度為100％，pH＝7.25。取100mL對(duì)應(yīng)濃度污泥于250mL錐形瓶中，加入10mL對(duì)應(yīng)濃度營養(yǎng)物和10mL對(duì)應(yīng)濃度菌液，用透氣無菌封口膜封口，在25℃恒溫?fù)u床中160r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行好氧生物降解，污泥MLSS去除率達(dá)到18.08％。實(shí)施例4：實(shí)驗(yàn)條件為溫度35℃，污泥濃度為6500mg/L，加菌量為0.005％，營養(yǎng)物相對(duì)濃度為100％，pH＝7.04。取100mL對(duì)應(yīng)濃度污泥于250mL錐形瓶中，加入10mL對(duì)應(yīng)濃度營養(yǎng)物和10mL對(duì)應(yīng)濃度菌液，用透氣無菌封口膜封口，在35℃恒溫?fù)u床中160r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行好氧生物降解，污泥MLSS去除率達(dá)到11.43％。實(shí)施例5：優(yōu)選實(shí)驗(yàn)條件為溫度28℃，污泥濃度為4000mg/L，加菌量為0.01％，營養(yǎng)物相對(duì)濃度為80％，pH＝6.90。取200mL對(duì)應(yīng)濃度污泥于250mL錐形瓶中，加入20mL對(duì)應(yīng)濃度營養(yǎng)物和20mL對(duì)應(yīng)濃度菌液，用透氣無菌封口膜封口，在28℃恒溫?fù)u床中160r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行好氧生物降解，對(duì)污泥MLSS、MLVSS、SV30和離心脫水率指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。污泥MLSS去除率達(dá)到26.93％，MLVSS去除率達(dá)到41.46％，SV30由初始值91％下降至57％，離心脫水率由初始值17.5％降低至9.5％。所述的營養(yǎng)物由營養(yǎng)液1與營養(yǎng)液2按999∶1的比例混合制成，營養(yǎng)液1成分為：NH4Cl0.4g，K2HPO40.12g，蒸餾水1000mL；營養(yǎng)液2成分為：FeCl20.1g，ZnCl20.05g，CaCl2.2H2O0.1g，AlK(SO4)20.01g，蒸餾水1000mL。所述加入營養(yǎng)物的相對(duì)濃度100％即加入10mL營養(yǎng)物混合液，相對(duì)濃度80％即加入8mL營養(yǎng)物混合液+2mL去離子水。通過以上實(shí)施例，可以看到本發(fā)明的菌株能很好地應(yīng)用于不同濃度剩余污泥的處理，適于污泥濃度范圍3000mg/L～13000mg/L，最佳處理溫度在25℃～30℃，加菌量在0.01％～0.02％之間，pH范圍在6.7～7.5之間。該菌株具有投加量少，降解效率高的特點(diǎn)，在有效減量污泥的同時(shí)并提高污泥濃縮與脫水性能，且方法操作簡(jiǎn)單，對(duì)原污泥系統(tǒng)功能影響較小，不產(chǎn)生二次污染。以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 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