；pH 控制在7.0?7.2。使用前，121°C，灭菌20分钟。
[0041]LB培养基:蛋白胨5g;酵母膏2.5g;NaCl 5g，蒸馏水500mL ;琼脂1.2%?2%。pH=7.2o
[0042]⑵所使用的菌株
[0043]将LB培养基斜面上保存的灿烂类芽胞杆菌用接种环刮取I环菌苔，接种入装有200ml LB培养液的锥形瓶中，30°C恒温培养箱静置培养12h，5000rpm离心15min，得到浓缩的菌体细胞，无菌水稀释后按1.5g湿菌体/L配制菌悬液，4°C保存。
[0044](3)载体的预处理
[0045]将大块的聚氨酯海绵剪成2cmX3cmX3cm的长方体小块，每块海绵体积约为18cm3。充分清洗后在蒸馏水中浸泡24h，期间换水若干次，之后将海绵小块于50°C下烘干，放入干燥器中储存备用。
[0046](4)类芽孢杆菌的固定
[0047]取一定量的载体，放入500mL LB培养基中，接种定量的类芽胞杆菌菌液，细菌数量不少于109CFU/ml，在温度30°C、转速110r/min的条件下，振荡培养24h后，即得到固定化微生物I份。
[0048](5)固定化载体的厌氧培养
[0049]使用前，对固定化载体进行厌氧培养，装置如图1所示。在IL的锥形瓶下端烧制一个取样口，用硅胶塞封住，锥形瓶上端用带有进气和出气两根导管的橡胶塞封住，用橡胶管连接通入氮气，将装置置于恒温水浴锅中控制温度30°C，每次接种的固定化菌株在使用前进行15min氮吹。
[0050]实施例2以聚氨酯海绵为载体固定类芽孢杆菌在最佳脱氮条件下的脱氮性能
[0051]在厌氧培养装置中，在500ml C/N为4培养液中，投加7块聚氨酯海绵固定化的类芽胞杆菌，以24小时为一个反应周期，进行了 5个周期的序批式实验，即每隔24h取培养液并更换培养液。所取培养液在0.22 μm的滤膜下抽滤，测定滤液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量。实验结果见图1。
[0052]从图2中可以看出，随着反应时间的增加，COD的去除效果在第3天开始出现波动，去除率在38%?56%之间；TN的去除率相对稳定，在68%?79%之间；硝酸盐氮的去除率没有出现大的波动，稳定在82%?89%之间。反应过程中，系统内的亚硝酸盐氮维持在较低水平，没有出现大量的积累。结果表明以聚氨酯海绵作为类芽胞杆菌的固定化载体对污染物的去除有持续效果。
[0053]实施例3以聚氨酯海绵为载体固定类芽孢杆菌强化人工湿地处理生活污水的持续脱氮除磷效果
[0054]实验装置采用小型人工湿地系统，由PVC材料制成。由圆柱体，出水管，阀门组成。柱体高65cm，直径50cm。在距离底端5cm，25cm，45cm处分别安装有三个出水管。出水管口处以纱布包扎，防止基质填料随水流出堵塞出水口。人工湿地系统内填充有砾石(30cm)，细沙(5cm)，土壤(1cm)，栽种芦苇。实验用水为实际生活污水，其中COD为123_143mg/L、TN为51.9-66.3mg/L、TP为2.35-2.49mg/L。开始前将各人工湿地注满。设置3个试验组，其中SI组为对照组；S2组投加类芽胞杆菌的菌悬液；S2组投加类芽胞杆菌7块。以5天为一个实验周期，每天固定时间取样，对出水水质的N、P浓度进行检测。每个周期结束后，对各湿地进行重新注水，考察各湿地的持续运行效果。
[0055]如图3所示，经过五个周期的运行，未投加类芽胞杆菌的SI对TP的去除效果较差，由于进水中的磷负荷相对较高，经过湿地处理后的出水并不能达到回用于景观用水的标准。S2中加入的类芽胞杆菌的菌悬液由于缺少良好的固定，在周期运行的过程中，部分游离的细菌随着出水流失，导致系统内微生物量下降，出水中TP的浓度逐渐升高，去除率从80%降低到70%。加入固定化反硝化细菌的人工湿地，由于该灿烂类芽胞杆菌本身具有一定的聚磷效果，与湿地植物根际土壤中的除磷微生物协同作用，对校园污水中的TP有持续高效的去除效果。去除率稳定在78% -84%之间，出水浓度均在0.23mg/L?0.48mg/L之间，满足《城市污水再生利用一一景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)对水质的要求。
[0056]如图4所示，加入固定化类芽胞杆菌的人工湿地对校园污水中的TN去除有明显的促进作用，去除率稳定在69% -79%之间，前三个周期的运行出水浓度均小于15mg/L，满足《城市污水再生利用一一景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)对水质的要求。随着运行的周期增加，处理效果出现下降，出水浓度略有升高。S2中加入类芽胞杆菌的菌悬液在连续进水放水的五个周期下，每次的菌体都会随水体的排出而有所减少，菌体数量的逐渐减少降低了湿地系统对氨氮和硝酸盐氮等的去除率，相应的导致TN的去除效果由最初的75%逐渐降低到49%。而SI系统中只有湿地植物根际微生物对氮素的去除，在长期运行时，与加菌强化的S2、S3相比效果最差，随着实验周期的延长，去除率也逐渐下降到43%。
[0057]固定化类芽胞杆菌的投加提高了人工湿地的对污染物的去除效率，水力停留时间5天时，氮、磷的去除效果显著，处理后的废水达到城市污水再生利用一一景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)，实现了生活污水的重复利用。
[0058]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种以聚氨酯海绵为载体固定类芽孢杆菌强化人工湿地处理生活污水的方法，其特征是，包括步骤如下: 1)将聚氨酯海绵在蒸馏水中浸泡20-24h，50-60°C下烘干后，备用； 2)在上述处理后的聚氨酯海绵载体上接种微生物菌液，培养，得固定化微生物； 3)将固定化微生物在厌氧条件下培养； 4)将上述厌氧培养的固定化微生物加入到人工湿地系统中，处理生活污水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)中，所述聚氨酯海绵裁剪为2cmX 3cmX 3cm的长方体小块。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的培养条件为:温度为30°C、转速为110r/min的条件下，振荡培养24h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的微生物为类芽孢杆菌。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的类芽孢杆菌为灿烂类芽孢杆菌 Paenibacillus Iautus0
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述厌氧条件下培养的具体步骤为锥形瓶下端烧制一个取样口，用硅胶塞封住，锥形瓶上端用带有进气和出气两根导管的橡胶塞封住，用橡胶管连接通入氮气，将装置置于恒温水浴锅中控制温度30°C，每次接种固定化菌株后，进行15min氮吹。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述人工湿地系统是芦苇人工湿地系统。
【专利摘要】本发明公开了一种以聚氨酯海绵为载体固定类芽孢杆菌强化人工湿地处理生活污水的方法，属于环保技术领域。该方法包括载体的预处理，固定化类芽孢杆菌的制备以及对生活污水中氮、磷的去除。该载体具有多孔性、亲水性与强吸附性的特性。固定化该载体可以有效吸附固定类芽胞杆菌，显著提高固定化类芽胞杆菌对水中氮、磷的去除能力，并适用于在人工湿地系统中应用，适用于对多种污水进行生物处理。
【IPC分类】C12N11-08, C02F3-34, C12R1-01
【公开号】CN104694527
【申请号】CN201510131113
【发明人】裴海燕, 邵媛媛, 胡文容, 孟盼盼, 陈洋, 李政
【申请人】山东大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月24日