固體高效微生物菌劑活化擴增試驗

高文琪

（蘭州工業學院土木工程學院，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條件。在該最佳培養條件下用不同氨氮基質濃度的廢水對微生物進行培養，通過顯微鏡鏡檢確定該微生物的形態為桿狀，生物活性較好。通過細菌計數法準確計算出微生物的數量可達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

化工產業是關系到國計民生的支柱性產業，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、食品工業等均產生大量的氨氮廢水。農業生產中化肥的大量使用和畜牧業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境水體后，會導致一些負面效應，對自然環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，并分別對其計數。

1　實驗部分

1.1裝置

氣浴恒溫振蕩器，實驗中用于培養微生物。

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。最適培養環境條件為：溫度為25℃、pH為6.5～7.5、菌劑投加量為1.25%、環境基質濃度為400 mg（NH3-N）/L。

2.2最適環境條件下的培養結果

實驗設置4個培養瓶，每個培養瓶內盛150 mL水，培養實驗最適環境條件見表3。

表3　最適環境條件下培養實驗

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號培養瓶細菌數量較多，3、4號內細菌數量相對較少；1、2號內細菌多呈游離狀態，3、4號內細菌團聚現象明顯，但活性均較好（見圖1～圖8）。2.2.2細菌計數

對培養液進行細菌計數結果見表4。

表4　細菌計數結果

通過培養可以得到游離性較好、活性較高的細菌，且數量豐富，細菌增殖速率較快。

3　結論

通過正交設計實驗，確定最適培養環境條件為：溫度25℃、pH為6.5～7.5、菌劑投加量為1.25%、環境基質濃度為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環境條件，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。通過在最適環境條件下對固體微生物菌劑進行培養，驗證了高基質濃度（NH3-N含量）培養液中細菌生長狀況較好，細菌數量較多可達7.9×109個/mL。

參考文獻：

［1］孫秀艷.建言“十二五”環保規劃:改善水環境還得減氨氮［N］.人民網——人民日報，2010-3-26.

［2］王偉.生態農業的希望——EM［M］.北京:化學工業出版社，2003：23-53.

［3］彭進新.水質富營養化與防治［M］.北京:中國環境科學出版社，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］國家環境保護局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法（第4版）［M］.北京:中國環境科學出版社,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