降解畜禽养殖废水污泥的优势菌株筛选及其性能研究

第49卷第1期2019年2月工业微生物IndustrialMicrobiologyV〇1.49No.1ZQUdoi：10.3969/j.issn.1001-6678.2019.01.001降解畜禽养殖废水污泥的优势菌株筛选及其性能研究王娜\李保国1!，刘莉2!，颜薇芝2!史吉平2!邹广彬31.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093$2.中国科学院上海高等研究院，上海201210$3.光明生猪有限公司，江苏224151摘要：为了实现畜禽养殖废水处理过程中污泥的减量化，从不同样品中筛选得到8株污泥降解菌。以污泥作为唯一的碳源和能源来验证8株菌的污泥降解效果，最终得到3株污泥降解优势菌株，分别为嗜线虫沙雷氏菌！erra%aH1、产口引味金黄杆菌B4和苍白杆菌Oc/irdcfrzimt/iio+en&ora'D7。其中嗜线虫沙雷氏菌H1对污泥的可挥发性悬浮固体（volatilesuspendedsolids，VSS)去除率最高，达52.9R，比对照组的41.6R提高27.2R;产口引咮金黄杆菌B4和苍白杆菌D7对污泥的VSS去除率次之，分别为48.6%和47.5%，比对照组提高16.8%和14.2%，均有显著的污泥降解效果。关键词：畜禽养殖废水；污泥；微生物降解；菌株筛选随着人们对畜禽动物的肉、蛋、奶的需求日益增长，我国畜牧业的规模化养殖水平明显提高，但同时也产生大量的养殖废水，造成环境污染。畜禽养殖废水主要是由动物粪便、尿液、部分饲料残渣以及冲洗水组成[1]。因此，畜禽养殖废水具有“四高”的特点，即高悬浮物、高COD、高氨氮、高磷[2]。不论膜处理工艺还是生化处理工艺，都会在处理过程中产生大量的污泥，不仅对处理工艺造成负担，还会带来大的。目前我国对畜禽养殖废水的主要处理目标为:无害化、减量化、资源化。对于畜禽养殖废水中污泥的处理方式可分为线上和线下两方面，线下主要是将固液分离后获得的含水量较低的大颗粒污泥进行肥料化和能源化利用[3]$线上主要是采取厌氧、好氧以及厌氧-好氧组合处理以实现污泥减量[4]。在好氧和（或）厌氧处理过程中微生物的作用至关重要。微生物由其作用功能分为脱氮菌[5](硝化、反硝化）、聚磷菌[6]以及污泥降解菌，其中利用微生物降解污泥，以其操作方便、经济效益好和无污染的优势，已成为热点研究方向和新型污泥降解替代方案。微生物降解污泥是通过微生物自身的生长代谢和提高微生物的生物降解率来减少污泥中可挥发性悬浮固体（volatilesuspendedsolids，VSS)含量，从而达到污泥无害化和减量化的目的[7]。研究表明，具有降解污泥能力的微生物有10多种不同的类型，如光合细菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌和真菌等[8]，相关研究发现污泥降解优势菌以细菌中的芽孢杆菌属、假单胞菌属为主。本研究从养殖废水中分离筛选得到3株高效污泥降解优势菌，并对其降解畜禽养殖废水中污泥的特性进行初步研究，为探索其降解机制以及应用于废水处理提供参考。1材料与方法1材料与方法1.1材料1.1.1污泥污泥取自光明集团上海明锦养猪场废水处理源基金项目：上海市科委项目（编号:16dC207100)$上海市科技兴农推广项目（编号:沪农科推字[2017]第1-9号）$福建省-中科院STS计划配套项目（编号:2〇18T3〇23)$中国科学院青年创新促进会专项经费项目（编号:2〇15232)。作者简介:王娜（1993~)，女，研究生，研究方向：环境微生物，E-mail:ldwangna@163.com。!通信作者：李保国（1961~)，男，工学博士，教授，研究方向：食品和农产品加工新技术，E-mail:lba〇gu〇@126.cm;刘莉（1982~)，女，工学博士，副研究员，研究方向:废弃物资源化利用，E-mail:liul@sari.ac.cn。1第1期工业微生物第49卷头，过40目筛除去树叶、猪毛等物质，将液体在4000—min下离心10min得到的固体,保存在4°C冰箱中以备用。污泥的部分理化指标如表1所示。表1养猪废水污泥的理化指标理化指标水分VSS(干基）蛋白质（干基）淀粉(干基）纤维素（干基）含量/R885625941.1.2培养基1.1.2.1初筛培养基初筛培养基用于菌株的富集、分离及纯化，利用不同配方的基础筛选培养基，如牛肉膏蛋白胨固体培养基（LB)、高氏一号固体培养基等细菌筛选培养基。1.1.2.2复筛培养基(1)污泥培养基:以污泥为唯一碳源和能源，对初筛菌株进一步复筛，主要成分为:35g/L的湿污泥，固体培养基中添加15g/L的琼脂粉，12120min。(2)产酶筛选培养基:根据污泥中的主要有机成分及其占比，进一步筛选得到产酶能力较强的菌株。本实验利用三种产酶培养基，分别为:以10g/L酪蛋白为底物的产蛋白酶筛选培养基;以10g/L可