一种基于嗜盐微生物复合菌剂与三段式膜技术协同处理食用菌盐渍水的脱盐方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于嗜盐微生物复合菌剂与三段式膜技术协同处理食用菌盐渍水的脱盐方法。本发明的方法是在食用菌盐渍水中加入微生物复合菌剂Ⅰ，曝气培养5d；然后将盐渍水经三段式膜处理脱盐；最后，在经三段式膜处理后的盐渍水中加入微生物复合菌剂Ⅱ，曝气培养4d。本发明的方法不仅降低了成本，而且处理方法更加生态安全，最终得到的食用菌盐渍水脱盐率可达到97％以上。
【专利说明】一种基于嗜盐微生物复合菌剂与三段式膜技术协同处理食 用菌盐渍水的脱盐方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高盐废水的处理【技术领域】，尤其涉及的是一种基于嗜盐微生物复合菌 剂与三段式膜技术协同处理食用菌盐渍水的脱盐方法。
【背景技术】
[0002] 食用菌的盐渍是目前广泛采用的一种食用菌加工、保藏的方式，可以将食用菌加 工成方便储存和食用的罐头食品或袋装方便食品等。食用菌的盐渍过程中食盐添加量高达 20% -35%，因此，在食用菌的盐渍过程和之后的脱盐工序中产生了大量的高盐废水，其盐 浓度大约22%，由于这些废水含盐量很高，其可生化性差，难以处理，直接排放又产生严重 的环境污染问题。传统的脱盐方法如蒸发、膜处理、树脂处理等在脱盐条件上都存在一定的 局限性。如蒸发脱盐的效果受水中其他杂质（比如有机质的含量等）的限制较大，另一方 面浪费水资源；膜处理对盐的含量要求较高，通常对于一价盐（Na+)只能使得盐浓度降低到 7%左右，如果要再提高脱盐率，从能耗，设备投资，膜耐受性等几个方面都会有问题；而树 脂脱盐对进水盐含量要求很高，需要较低含盐量，只能作为盐渍水的深度脱盐使用，而且成 本比较高。这些脱盐方式都不能很好的实现盐渍水的高效脱盐，此外还有造成二次污染的 可能性。一般城市废水处理使用的活性污泥法，由于食用菌盐渍水中的盐浓度太高，微生物 大多数被抑制，也得不到很好的处理。因此，目前企业盐渍水脱盐出现脱盐效率低、脱盐成 本高、得到的盐纯度不高等系列问题。
[0003] 食用菌的盐渍水除含有很高的盐浓度外，还含有丰富的营养成分。如果能够使得 食用菌盐渍水变为低盐浓度的含有丰富营养成分的食用菌盐渍水，则可以用于开发其他 营养食品，比如，开发食用菌低度盐渍水营养面、食用菌低度盐渍水营养饼干或者食用菌低 度盐渍水有机饲料等。这不仅解决了环境污染问题，也减少了成本浪费，从而变废为宝。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术在处理食用菌盐渍水脱盐方法中存 在的问题，提供了一种基于嗜盐微生物复合菌剂与三段式膜技术协同处理食用菌盐渍水的 脱盐方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] -种基于嗜盐微生物复合菌剂与三段式膜技术协同处理食用菌盐渍水的脱盐方 法，其步骤如下：
[0007] (1)菌种的活化
[0008] 将菌种 Nesterenkonia halophile、Halomonas Xinjiangensis、Halogranum rubrum、Actinopolyspora halophila 和 Halopelagius inordinatus 分别在活化培养基上 活化培养，活化时间为5d-7d ;其中，所述菌种活化培养基成分为：酪素水解物7. 5g，鱼蛋白 胨〇. 5g，酵母膏3g，柠檬酸钠0. lg、氯化钠150g，磷酸二氢钾0. 3g，硫酸镁0. 05g，氯化锰 0· OOOlg，蒸馏水 lOOOmL，ρΗ7· 2 ;
[0009] 将菌种 Tetragenococcus halophilus、 Salimicrobium halophilum、 Saccharomyces cerevisiae、Bacillus subtilis 和 Weissella hellenica 分别在活化培养 基上活化4d;其中，所述活化培养基成分为：蛋白胨5g，酵母膏3g，柠檬酸钠0. lg、酪蛋白 水解物〇. 5g，氯化钠50g，磷酸二氢钾0. 3g，硫酸镁0. 05g，蒸馏水1000mL，pH7. 2 ;
[0010] ⑵共培养
[0011] 将活化后的菌种 Nesterenkonia halophile、Halomonas Xinjiangensis、 Halogranum rubrum、Actinopolyspora halophila 和 Halopelagius inordinatus 按等质量 比混合，然后加入l〇〇ml共培养的液体培养基中摇床培养4-5d，制得微生物复合菌剂I ;所 述共培养的液体培养基的成分为：蛋白胨l〇g，牛肉膏3g，葡萄糖0. lg、酵母膏0. 2g、磷酸 二氢钾0. 15g、丙酮酸钠0. 3g，硫酸镁0. 05g、氯化亚铁0. 01g、氯化钙0. 01g、氯化钠150g、 蒸馈水l〇〇〇ml，pH7. 2 ;采用所述共培养的液体培养基和方法培养菌种Tetragenococcus halophilus、Salimicrobium halophilum、Saccharomyces cerevisiae、Bacillus subtilis 和Weissellahellenica，其中氯化钠的用量调整为50g，得到微生物复合菌剂II ;
[0012] (3)微生物复合菌剂的驯化
[0013] 将共培养后的微生物复合菌剂I和微生物复合菌剂II分别投入到食用菌盐渍水 中，初始盐渍水的含盐浓度分别为10%和1%，采用逐步提高盐渍水盐度的方法进行驯化， 即一个阶段结束后，将上阶段的微生物复合菌剂接种到下一高盐浓度的盐渍水中，每次盐 渍水盐浓度分别提高5%和2%，如此直到30%和10%的目标盐浓度；
[0014] (4)盐渍水处理
[0015] 第一步微生物复合菌剂I脱盐：在食用菌盐渍水中接入经高盐浓度驯化后的微生 物复合菌剂I，曝气培养5d ;
[0016] 第二步三段式膜处理脱盐：将第一步处理后的盐渍水经5um的尼龙过滤网预处 理，然后采用一级多段式反渗透处理；
[0017] 第三步微生物复合菌剂II脱盐：在经三段式膜处理后的盐渍水中接入经驯化后的 微生物复合菌剂II，曝气培养4d。
[0018] 所述的菌种 Nesterenkonia halophile 的保藏编号为 KCTC19048 ;Halomonas Xinjiangensis 的保藏编号为 CCTCC AB208329 ;Halogranum rubrum 的保藏编号 为 JCM15772 ;Actinopolyspora halophila 的保藏编号为 JCM3278 ;Halopelagius inordinatus 的保藏编号为 JCM15773 ;Tetragenococcus halophilus 的保藏编号 为 CICC10286 ;Salimicrobium halophilum 的保藏编号为 CICC10482 ;Saccharomyces cerevisiae 的保藏编号为 CICC31443 ;Bacillus subtilis 的保藏编号为 CICC21377 ; Weissella hellenica 的保藏编号为 CGMCC1. 2513。
[0019] 所述的脱盐方法，步骤（4)中，微生物复合菌剂I的接种量为5% wt ;微生物复合 菌剂II的接种量为5 % wt。
[0020] 本发明的有益效果是：（1)本发明中的三步式脱盐方法可以彻底的实现盐渍水的 高效脱盐，这为后续盐渍水的再利用提供了条件。（2)微生物脱盐可以大大的降低脱盐过程 中的二次污染，同时微生物脱盐成本较低，可循环利用次数多，处理方法更加生态安全。（3) 本发明的脱盐方法操作简单，工业生产中容易实现。而且，最终得到的食用菌盐渍水脱盐率 可达到97%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为一级多段反渗透流程。
【具体实施方式】
[0022] 以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0023] 实施例
[0024] 1、所用菌种来源
[0025] (l)Nesterenkonia halophile (保藏编号KCTC19048)购自韩国典型培养物保藏 中心。Halomonas Xinjiangensis(保藏编号CCTCCAB208329)购自中国典型培养物保藏 中心。Halogranum rubrum(保藏编号 JCM15772)、Actinopolyspora halophila(保藏编号 JCM3278)和Halopelagius inordinatus (保藏编号JCM15773)均购自日本微生物保藏中 心。
[0026] (2) Tetragenococcus halophilus (保藏编号 CICC10286)、Salimicrobium halophilum (保藏编号 CICC10482)、Saccharomyces cerevisiae (保藏编号 CICC31443) 和Bacillus subtilis (保藏编号CICC21377)均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。 Weissella hellenica(保藏编号CGMCC1. 2513)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
[0027] 2、菌种的活化
[0028] (1)将菌种 Nesterenkonia halophile、Halomonas Xinjiangensis、Halogranum rubrum、Actinopolyspora halophila 和 Halopelagius inordinatus 分别在活化培养基上 活化培养，活化时间为5d-7d。菌种活化培养基成分为：酪素水解物7. 5g，鱼蛋白胨0. 5g， 酵母膏3g，柠檬酸钠0. lg、氯化钠150g，磷酸二氢钾0. 3g，硫酸镁0. 05g，氯化锰0. 0001g， 蒸馏水 1000mL，ρΗ7· 2。
[0029] (2)将菌种 Tetragenococcus halophilus、Salimicrobium halophilum、 Saccharomyces cerevisiae、Bacillus subtilis 和 Weissella hellenica 分别在活化培 养基上活化4d。活化培养基成分为：蛋白胨5g，酵母膏3g，柠檬酸钠0. lg、酪蛋白水解物 〇· 5g，氯化钠50g，磷酸二氢钾0· 3g，硫酸镁0· 05g，蒸馏水1000mL，ρΗ7· 2。
[0030] 3、共培养
[0031] 将活化后的菌种 Nesterenkonia halophile、Halomonas Xinjiangensis、 Halogranum rubrum、Actinopolyspora halophila 矛口 Halopelagius inordinatus 按等比 例（质量比）混合，然后加入l〇〇ml共培养的液体培养基中摇床培养4-5d，制得微生物 复合菌剂I。共培养采用的培养基成分为：蛋白胨l〇g，牛肉膏3g，葡萄糖0. lg、酵母膏 〇. 2g、磷酸二氢钾0. 15g、丙酮酸钠0. 3g，硫酸镁0. 05g、氯化亚铁0. 01g、氯化钙0. 01g、氯 化钠150g、蒸馏水1000ml，pH7. 2。同样地，采用所述共培养的培养基和方法来培养菌种 Tetragenococcus halophilus、 Salimicrobium halophilum、 Saccharomyces cerevisiae、 Bacillus subtilis和Weissella hellenica，其中氯化钠的用量调整为50g，得到微生物复 合菌剂II。
[0032] 4、微生物复合菌剂的驯化
[0033] 将共培养后的微生物复合菌剂I和微生物复合菌剂II分别投入到食用菌盐渍水 中（初始盐渍水的含盐浓度分别为10%和1% )，采用逐步提高盐渍水盐度的方法进行驯 化，即一个阶段结束后，将上阶段的微生物复合菌剂接种到下一高盐浓度的盐渍水中，每次 盐渍水盐浓度分别提高5 %和2 %，如此直到30 %和10 %的目标盐浓度，期间测定C0D去除 率,实验结果如表1和表2所示，其原理为：极端嗜盐菌和耐盐菌可以将食用菌中的高盐和 有机物作为营养物质，营养物质越多生长越好，随着盐浓度的增加，复合菌剂的中微生物会 慢慢适应新的环境，而不能适应高盐的微生物会死亡，判断复合菌能否在高盐废水中生长 的依据是C0D的变化情况。C0D为化学需氧量，C0D值越高说明水体受有机物污染的越严 重，而微生物可通过降解有机物达到降低C0D值的效果，以此来判断微生物的存在。从表1 可以看出，随着盐浓度的增大C0D去除率逐渐升高，在盐浓度为20% -30%问，C0D去除率 能达到85%，且趋于稳定，说明经驯化后的复合菌能在高盐废水中生存且有较好的降解率。
[0034] 表1微生物复合菌剂I随盐浓度的增加 C0D去除率的变化情况
[0035]
【权利要求】
1. 一种基于嗜盐微生物复合菌剂与三段式膜技术协同处理食用菌盐渍水的脱盐方法， 其特征是，其步骤如下： (1) 菌种的活化 将菌种 Nesterenkonia halophile、Halomonas Xinjiangensis、Halogranum rubrum、 Actinopolyspora halophila 和 Halopelagius inordinatus 分别在活化培养基上活化 培养，活化时间为5d-7d ;其中，所述菌种活化培养基成分为：酪素水解物7. 5g，鱼蛋白 胨〇. 5g，酵母膏3g，柠檬酸钠0. lg、氯化钠150g，磷酸二氢钾0. 3g，硫酸镁0. 05g，氯化锰 0· OOOlg，蒸馏水 1000mL，ρΗ7· 2 ; 将菌种 Tetragenococcus halophilus、Salimicrobium halophilum、Saccharomyces cerevisiae、Bacillus subtilis 和 Weissella hellenica 分别在活化培养基上活化 4d ;其 中，所述活化培养基成分为：蛋白胨5g，酵母膏3g，柠檬酸钠0. lg、酪蛋白水解物0. 5g，氯化 钠50g，磷酸二氢钾0· 3g，硫酸镁0· 05g，蒸馏水1000mL，ρΗ7· 2 ; (2) 共培养 将活化后的菌种 Nesterenkonia halophile、Halomonas Xinjiangensis、Halogranum rubrum、Actinopolyspora halophila 和 Halopelagius inordinatus 按等质量 l：匕、混合， 然后加入100ml共培养的液体培养基中摇床培养4-5d，制得微生物复合菌剂I ;所述共 培养的液体培养基的成分为：蛋白胨l〇g，牛肉膏3g，葡萄糖0. lg、酵母膏0. 2g、磷酸二 氢钾0. 15g、丙酮酸钠0. 3g，硫酸镁0. 05g、氯化亚铁0. 01g、氯化钙0. 01g、氯化钠150g、 蒸馈水l〇〇〇ml，pH7. 2 ;采用所述共培养的液体培养基和方法培养菌种Tetragenococcus halophilus、Salimicrobium halophilum、Saccharomyces cerevisiae、Bacillus subtilis 和Weissella hellenica，其中氯化钠的用量调整为50g，得到微生物复合菌剂II ; (3) 微生物复合菌剂的驯化 将共培养后的微生物复合菌剂I和微生物复合菌剂II分别投入到食用菌盐渍水中，初 始盐渍水的含盐浓度分别为10%和1%，采用逐步提高盐渍水盐度的方法进行驯化，即一 个阶段结束后，将上阶段的微生物复合菌剂接种到下一高盐浓度的盐渍水中，每次盐渍水 盐浓度分别提高5%和2%，如此直到30%和10%的目标盐浓度； (4) 盐渍水处理 第一步微生物复合菌剂I脱盐：在食用菌盐渍水中接入经高盐浓度驯化后的微生物复 合菌剂I ,曝气培养5d ; 第二步三段式膜处理脱盐：将第一步处理后的盐渍水经5um的尼龙过滤网预处理，然 后采用一级多段式反渗透处理； 第三步微生物复合菌剂II脱盐：在经三段式膜处理后的盐渍水中接入经驯化后的微生 物复合菌剂II，曝气培养4d。
2. 根据权利要求1所述的脱盐方法，其特征是，所述菌种Nesterenkonia halophile 的保藏编号为 KCTC19048 ;Halomonas Xinjiangensis 的保藏编号为 CCTCC AB208329 ; Halogranum rubrum 的保藏编号为 JCM15772 ;Actinopolyspora halophila 的保藏编 号为 JCM3278 ;Halopelagius inordinatus 的保藏编号为 JCM15773 ;Tetragenococcus halophilus 的保藏编号为 CICC10286 ;Salimicrobium halophilum 的保藏编号为 CICC10482 ;Saccharomyces cerevisiae 的保藏编号为 CICC31443 ;Bacillus subtilis 的保 藏编号为 CICC21377 ;Weissella hellenica 的保藏编号为 CGMCC1. 2513。
3.根据权利要求1所述的脱盐方法，其特征是，步骤（4)中，微生物复合菌剂I的接种 量为5 % wt ;微生物复合菌剂II的接种量为5 % wt。
【文档编号】C12N1/20GK104059870SQ201410299081
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】关统伟, 董丹, 车振明, 赵辉平, 唐洁, 邢亚阁, 张庆, 刘平, 饶瑜, 刘洪
申请人:西华大学