豆瓣菜废水中氨氮的微生物降解
水体富营养化已成为世界范围内的一个重要水污染问题。富营养化通常是指在人类活动的影响下，生活污水、肥料、食品等工业废水、降水以及地表径流中含有的氮、磷等无机盐类等大量植物营养物质输入水库、湖泊、河流等缓流水体，导致藻类和其他浮游生物快速繁殖，水体溶解氧降低，水质恶化，鱼类等生物大量死亡的现象。随着工业生产规模的快速发展，人类每天向自然界排放大量富含氮磷的工业废水。如果这些废水不经处理就排入水体，会增加水体营养物质的负荷，导致水体富营养化。
目前，我国许多食品企业存在规模小、工艺落后、废水排放量大等问题。企业没有能力建设符合标准的环保处理装置。直接结果就是废水直接排放，污染了江河湖海的水环境。以豆瓣企业为例，年废水排放量超过1.3亿吨，传统豆瓣企业都是由家庭作坊发展而来，拥有废水处理装置的企业并不多。因此，在传统企业向现代企业转型的过程中，豆瓣企业废水处理的环保处理装置和技术也需要进行改造。发现食品企业废水中有机物含量较高。经过物理化学方法多级处理后，处理高浓度氨氮废水比较经济有效的方法是微生物降解，核心问题在于微生物菌种。因此，本文从豆瓣企业的污水中筛选出能高效降解氨氮的土著微生物菌株，并通过微生物强化技术制成微生物菌剂，解决豆瓣企业等食品企业的污水处理问题。
一.材料和方法
1.1样本
污水收集自四川省知名品牌豆瓣生产企业，如鄄城、丹丹、名吃、清香园等。通过微生物实验技术分离筛选土著微生物作为出发菌株进行氨氮降解实验研究。
1.2实验试剂
蛋白胨、牛肉膏、氯化钠、葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾、六水氯化亚铁、氯化钙、七水硫酸镁、琥珀酸钠、酵母抽提物、硫酸锌、氢氧化钠、盐酸、氧化镁、溴百里酚蓝、硼酸、甲基红、甲基橙、亚甲基蓝、碳酸钠，均为分析纯。
1.3实验仪器
三角瓶、烧杯、试管、容量瓶、平板、移液管、移液管、灭菌锅、洁净工作台、摇床、分光光度计、凯氏烧瓶、直型冷凝器、酸碱滴定台、离心机、干燥箱、电磁炉、电子天平、真空冷冻干燥机。
1.4培养基
增菌培养基:蛋白胨10g/L，牛肉酱10g/L，氯化钠5g/L，葡萄糖10g/L，pH7.0，121℃灭菌20min。
分离培养基:蛋白胨10g/L，牛肉酱10g/L，氯化钠5g/L，葡萄糖10g/L，琼脂18-20g/L，pH7.0，121℃灭菌20min。
种子培养基:硫酸铵1g/L，磷酸二氢钾1g/L，六水氯化亚铁0.5g/L，氯化钙0.2g/L，七水硫酸镁1g/L，琥珀酸钠8.5g/L，121℃灭菌20min。
发酵培养基:硫酸铵3.9g/L，磷酸二氢钾1g/L，七水硫酸镁1g/L，琥珀酸钠2.8g/L，pH 6.5-7.5，121℃灭菌20min。
1.5分离方法
微生物菌株的富集
将混合均匀的水样按5%的比例加入增菌培养基中，在摇床中于28-30℃、180转/分钟下增菌培养18-24小时。
1.5.2微生物菌株的分离和筛选
吸取上一步富集的菌液，用梯度稀释法接种于分离板上，置于28-30℃培养箱中培养。当单菌落生长时，选择形态不同的单菌落并在新培养基上划线，反复选择单菌落并在平板上划线，直至单菌落为微生物，选择单菌落在斜面培养基上培养保存。
1.5.3微生物菌株的保存
将筛选出的菌株编号，制成真空冻干管保存。
1.6微生物发酵
种子培养基:选择斜面培养的单菌落接种于种子培养基中，在28-30℃、180转/分的条件下振荡18-24h，绘制生长曲线。
发酵培养基:接种活化的种子菌液，在摇床中摇匀。对菌种、接种量、pH值、温度、转速(充氧)等单因素条件进行了优化。选择氨氮降解性能优良的土著微生物菌株，按不同比例混合发酵培养，优化发酵条件。
1.7水质指标检测
氨氮的测定方法主要有纳氏比色法和蒸馏-酸滴定法。本文采用蒸馏-酸滴定法测定微生物对氨氮的降解效果。
二。结果和分析
2.1不同豆瓣企业污水指标差异分析
污水样品采集自四川省知名品牌豆瓣生产企业，如涓城、丹丹、名吃、清香园，分别命名为JC、DD、YM、QXY。依次检测四种水样的pH值、氨氮浓度、TP浓度、COD值等指标。为了模拟实验环境中的污水水质条件，进行了微生物菌种的发酵实验，并对筛选出的菌种进行了驯化。从表1可以看出，豆瓣企业生产废水的几个主要污染指标为:pH值5-7，氨氮浓度0.1-1.0g/L，TP浓度0.1-1.0g/L，COD浓度3.0-10.0g/L。在此基础上，豆瓣土著微生物菌种的发酵培养基设计为:硫酸铵3.9g/L，磷酸二氢钾1g/L，七水硫酸镁1g/L，琥珀酸钠2.8g/L，pH 6.5
2.2不同豆瓣企业污水中土著微生物的差异分析
选取已进入中国地理标志品牌的郫县豆瓣品牌企业为研究对象，采集郫县鄄城豆瓣有限公司(鄄城)、四川丹丹郫县豆瓣集团有限公司(丹丹)、成都阳明食品有限公司(阳明食品)、四川清香源调味品有限公司(清香源)的生产废水样品，包括污水处理池塘水、供水和供水。通过传统的梯度稀释和平板分离方法收集了70多个微生物菌株。根据光学形态鉴定和16SrDNA分子鉴定结果，如表2和图1所示，鄄城、丹丹、名吃、清香园产生的污水中微生物数量分别为15、19、17、14，其中芽孢杆菌占很大比例。
2.3土著微生物发酵降解氨氮实验
根据发酵预试验结果，筛选出JCFXH2、JCGH4、DDFXH1、YMFXH3和QXYFXH3等5株氨氮降解效果较好的土著微生物菌株作为出发菌株，并绘制其生长曲线。如图2所示，五种土著微生物菌株的活化种子液的浓度在10-15小时之间都达到一个较大的值，以便活化土著微生物菌株并进行发酵实验。
由表3可知，筛选出的5株土著微生物菌株JCFXH2、JCGH4、DDFXH1、YMFXH3和QXYFXH3具有明显的发酵降解氨氮的效果，预实验条件下氨氮降解率均在80%以上。经16SrDNA分子生物学鉴定，分别为拉乌尔鸟氨酸、纤维素、地衣芽孢杆菌、不动杆菌和假单胞菌。从图3可以看出，土著微生物对氨氮的降解效果大多较低，基本不到70%，距离项目预期的90%降解率还有一定距离。为此，对5株土著微生物菌株进行协同发酵，探索复合微生物发酵对氨氮降解效果的影响。
2.4复合微生物菌剂对氨氮降解效果的初步研究
从表4和图4中可以看出，由JCFXH2、JCGH4、DDFXH1、YMFXH3和QXYFXH3等5种土著微生物菌种按1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1的比例混合而成的复合菌剂F1，与以往的单菌种发酵相比，对氨氮的降解效果有了显著的提高，氨氮降解率达到93.75%，比单菌种发酵分别提高了8%和30%。
三。结论
从豆瓣企业生产的污水中分离筛选出5株土著微生物菌株，分别命名为JCFXH2、JCGH4、DDFXH1、YMFXH3和QXYFXH3。但与工业化污水处理微生物菌剂相比仍有差距。这五个土著微生物菌株是(来源:四川省食品发酵工业研究设计院)
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