含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，包括下列步驟：(A)將20-60重量份的抗凍劑與40-75重量份的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)混合成含厭氧氨氧化菌混合物，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)的組成包括厭氧氨氧化菌，該抗凍劑包括聚乙二醇或二甲基亞砜；(B)將含厭氧氨氧化菌混合物冷凍干燥，制得含厭氧氨氧化菌粉末。由此，本發(fā)明所制得的含厭氧氨氧化菌粉末便于運輸、保存。
【專利說明】
含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種微生物粉末的制造方法，特別是指一種含厭氧氨氧化菌粉末的制 造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界各國對于環(huán)境保護的概念日益重視，含氨氮廢水的處理即為重要課題之一。 近年來，以厭氧氨氧化菌為主的含氨氮廢水處理程序已被開發(fā)出來，該廢水處理程序具有 高效率、低成本及節(jié)能等優(yōu)勢。然而，由于厭氧氨氧化菌具有生長緩慢且不易培養(yǎng)的先天特 性，使得厭氧氨氧化菌的運輸或保存作業(yè)難度較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種含厭氧氨氧化菌粉末的制造方 法，所制得的含厭氧氨氧化菌粉末可便于運輸或保存。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明所提供的一種含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，包括下 列步驟：(A)將20-60重量份的抗凍劑與40-75重量份的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)混合成含厭 氧氨氧化菌混合物，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)的組成包括厭氧氨氧化菌，該抗凍劑包括聚乙二 醇或二甲基亞砜；(B)將含厭氧氨氧化菌混合物冷凍干燥，制得含厭氧氨氧化菌粉末。
[0005] 上述本發(fā)明的技術(shù)方案中，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)更包括硝化菌。
[0006] 含厭氧氨氧化菌基質(zhì)更包括異營性脫硝菌。
[0007] 步驟㈧是先將抗凍劑與水混合成抗凍劑水溶液，再將抗凍劑水溶液與含厭氧氨 氧化菌基質(zhì)混合。
[0008] 抗凍劑水溶液中更含有銨離子及亞硝酸根離子。
[0009] 銨離子及亞硝酸根離子的摩爾濃度比概為1 : 1. 32。
[0010] 該抗凍劑是聚乙二醇。
[0011] 在步驟（A)前，更將含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干，濾干后的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)再 與抗凍劑混合。
[0012] 在步驟（A)前，更將含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干，且所述抗凍劑水溶液是將抗凍劑 與含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干后所得原液混合制得，接著將濾干后的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)與 抗凍劑水溶液混合。
[0013] 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所制得的含厭氧氨氧化菌粉末可便于運輸、保存，有利 于以厭氧氨氧化菌為主的含氨氮廢水處理程序的推廣與運用。
【具體實施方式】
[0014] 現(xiàn)舉以下實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015] 本發(fā)明的含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法包括如下所述的步驟（A)及步驟（B):
[0016] 步驟（A)將20-60重量份的抗凍劑與40-75重量份的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)混合成 含厭氧氨氧化菌混合物，該抗凍劑包括聚乙二醇或二甲基亞砜，例如選自聚乙二醇、二甲基 亞砜、其他合適的抗凍劑及其混合物其中之一，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)的組成至少包括厭氧 氨氧化菌，并優(yōu)選地進一步包含硝化菌及異營性脫硝菌至少其中一個，含厭氧氨氧化菌基 質(zhì)可以是由前述微生物自然共生所形成的微生物顆粒，或者，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)也可以 是富含前述微生物的活性污泥，這些微生物顆粒及活性污泥可自以前述微生物為基礎(chǔ)的生 物反應(yīng)槽取得，例如取自同時含有厭氧氨氧化菌、硝化菌及異營性脫硝菌的生物反應(yīng)槽，該 生物反應(yīng)槽例如是用于去除含氨氮廢液中的氨氮及COD，所取得的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)在 使用前，先將含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干，濾干后的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)再與抗凍劑混合，含 厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干的過程另會產(chǎn)生含有氨氮的原液；在抗凍劑原為固態(tài)粉末的場合， 例如使用聚乙二醇固態(tài)粉末為原料，抗凍劑優(yōu)選地先與水混合成抗凍劑水溶液，接著再將 抗凍劑水溶液與含厭氧氨氧化菌基質(zhì)混合，混合所需的水可以使用前述濾干過程產(chǎn)生的原 液，或者使用另行調(diào)配的營養(yǎng)液，營養(yǎng)液中含有銨離子及亞硝酸根離子等含厭氧氨氧化菌 基質(zhì)所需的營養(yǎng)物，銨離子及亞硝酸根離子的摩爾濃度比接近1 : 1.32,使厭氧氨氧化菌 能保持較高活性。
[0017] 步驟（B)將含厭氧氨氧化菌混合物冷凍干燥，制得含厭氧氨氧化菌粉末。冷凍干 燥時，可先將含厭氧氨氧化菌混合物置于溫度低于該混合物冰點的環(huán)境中，使混合物中的 水轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，而后將已凝固的混合物移至高真空環(huán)境，使冰升華成水蒸氣并去除，實現(xiàn)干燥 目的。在其他可能的實施例中，所述混合物也可直接在干燥室內(nèi)經(jīng)迅速抽成真空而冷凍，同 時將水揮發(fā)去除。
[0018] 下表一表現(xiàn)了本發(fā)明實施例1、2及對照組1、2的數(shù)據(jù)，其中實施例1、2及對照組 1分別使用聚乙二醇、二甲基亞砜及甘油作為抗凍劑，且抗凍劑與含厭氧氨氧化菌基質(zhì)的重 量份均為50,其中含厭氧氨氧化菌基質(zhì)包含厭氧氨氧化菌、硝化菌及異營性脫硝菌，將抗凍 劑與含厭氧氨氧化菌基質(zhì)調(diào)制成含厭氧氨氧化菌混合物并進行冷凍干燥，對照組2則未使 用抗凍劑而直接進行冷凍干燥。實施例1、2及對照組1、2在冷凍干燥并保持于冷凍環(huán)境50 天后，進行產(chǎn)氣實驗，產(chǎn)氣實驗是將凍干粉末洗凈后，置于盛裝有氨氮及亞硝酸氮的營養(yǎng)液 中進行，具活性的厭氧氨氧化菌可將氨氮及亞硝酸氮轉(zhuǎn)化為氮氣，由此求得氮氣生成速率， 另外，計算營養(yǎng)液中的厭氧氨氧化菌揮發(fā)性懸浮固體物（VSS)濃度，以下列公式求得比厭
氧氨氧化活性（Specific Anammox Activity，下稱SAA): 其中X為 ， 營養(yǎng)液中的VSS濃度，VL是營養(yǎng)液的體積。以未進行冷凍干燥的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)進行 產(chǎn)氣實驗時的SAA為參考值，實驗組1、2及對照組1、2在冷凍干燥50天后進行產(chǎn)氣實驗時 的SAA與該參考值的比值代表厭氧氨氧化菌的存活率。
[0019] 表一
[0020]
[0021] 實驗結(jié)果顯示，使用聚乙二醇及二甲基亞砜的實施例1、2在冷凍干燥50天后，厭 氧氨氧化菌的存活率均維持在100 %左右或更高，反觀對照組的厭氧氨氧化菌存活率都僅 約20 %左右，顯示聚乙二醇及二甲基亞砜為制備含厭氧氨氧化菌粉末的合適抗凍劑。
[0022] 下表二則表現(xiàn)了本發(fā)明實施例3-5及對照組3的數(shù)據(jù)，其中實施例3-5分別使用 28. 5、50及60重量份的聚乙二醇作為抗凍劑，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)包含厭氧氨氧化菌、硝 化菌及異營性脫硝菌，對照組3則未使用抗凍劑，在完成冷凍干燥后，以前述計算方式求得 實施例3-5及對照組3的SAA值，該值與未冷凍干燥的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)的SAA值的比 值為厭氧氨氧化菌的存活率。
[0023] 表二
[0026] 結(jié)果顯示，實驗組3-5的存活率均高于未添加抗凍劑的對照組3,其中以抗凍劑重 量份為28. 5及50的實施例3、4增幅較為明顯。
[0027] 另外，實施例6-9則試驗了所制備的凍干粉末以常溫保存一段時間后的存活率表 現(xiàn)，測試所使用的凍干粉末是以50重量份的聚乙二醇、50重量份的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)及 50重量份濾干過程產(chǎn)生的原液調(diào)制成的混合物經(jīng)凍干處理后制得，所使用的含厭氧氨氧化 菌基質(zhì)包括厭氧氨氧化菌、硝化菌及異營性脫硝菌，存活率是以如前所述的計算方式求得。
[0028] 表三
[0029]

[0030] 結(jié)果顯示，實施例8、9在凍干后24、37天時仍可保有90. 02及83. 17的存活率，證 實凍干后的粉末可在常溫環(huán)境下保存，不需要持續(xù)冷凍，因此可以降低使用者在保存及運 輸時的負擔(dān)。
[0031] 最后，必須再次說明的是，本發(fā)明在前述實施例中所揭示的構(gòu)成元件僅為舉例說 明，并非用來限制本案的專利保護范圍，其他等效元件的替代或變化，也應(yīng)被本案的專利保 護范圍所涵蓋。
【主權(quán)項】
1. 一種含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，包括下列步驟： (A) 將20-60重量份的抗凍劑與40-75重量份的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)混合成含厭氧氨 氧化菌混合物，含厭氧氨氧化菌基質(zhì)的組成包括厭氧氨氧化菌，該抗凍劑包括聚乙二醇或 二甲基亞砜； (B) 將含厭氧氨氧化菌混合物冷凍干燥，制得含厭氧氨氧化菌粉末。2. 如權(quán)利要求1所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：含厭氧氨氧化菌 基質(zhì)更包括硝化菌。3. 如權(quán)利要求1所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：含厭氧氨氧化菌 基質(zhì)更包括異營性脫硝菌。4. 如權(quán)利要求2所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：含厭氧氨氧化菌 基質(zhì)更包括異營性脫硝菌。5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：步 驟（A)是先將抗凍劑與水混合成抗凍劑水溶液，再將抗凍劑水溶液與含厭氧氨氧化菌基質(zhì) 混合。6. 如權(quán)利要求5所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：抗凍劑水溶液中 更含有銨離子及亞硝酸根離子。7. 如權(quán)利要求6所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：銨離子及亞硝酸 根離子的摩爾濃度比概為1 : 1.32。8. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：該 抗凍劑是聚乙二醇。9. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：在 步驟（A)前，更將含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干，濾干后的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)再與抗凍劑混 合。10. 如權(quán)利要求5所述含厭氧氨氧化菌粉末的制造方法，其特征在于：在步驟（A)前， 更將含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾干，且所述抗凍劑水溶液是將抗凍劑與含厭氧氨氧化菌基質(zhì)濾 干后所得原液混合制得，接著將濾干后的含厭氧氨氧化菌基質(zhì)與抗凍劑水溶液混合。
【文檔編號】C02F3/28GK105985908SQ201510074711
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月12日
【發(fā)明人】黃郁慈, 黎德明, 江明桂, 陳金得, 宋耿全
【申請人】黎明興技術(shù)顧問股份有限公司, 中原大學(xué)