CN101186889A - 一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂，是由嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌制成。其制备方法为首先将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌三种菌株分别进行驯化、培养后将其混合即可制成所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂。本发明的处理污水污泥的嗜热微生物制剂用于处理各种类型的污水污泥，能够实现微生物之间密切合作的生态关系和营养代谢的互补作用，处理后的污水污泥可以不经处理直接作为有机肥料。使用本发明的处理污水污泥的嗜热微生物制剂处理污水污泥占地面积小，投资和运行费用低。

Description

一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于污水污泥的生物处理技术领域，特别涉及一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着世界工业生产的发展、人口的增加，工业废水和生活污水的排放量日益增多，据统计，我国每年的污水排放已达5.11×104亿吨。污水污泥是污水处理过程中产生的固体废物，其产量巨大，数量约占处理水量的0.3～0.5％(以含水率为97.5％计)，如污水进行深度处理，污泥量还可能会增加0.5～1.0倍。由于污泥含有病原菌和寄生虫(卵)、有毒有机污染物、重金属等有害成分，且有恶臭，易腐烂，必须进行适当处理，才能避免二次污染。另外，污泥还含有大量的氮、磷、钾及其他微量元素，而且含量一般高于农家厩肥，施用于农田后，具有改良土壤结构、增加土壤肥力、促进农作物生长及能够回收利用有机质等优点。因此，能否将污泥科学有效地利用，既能利用其有益成分，又能抑制其有害组分特别是其中重金属组分，是我国乃至全世界环境界都在研究的重大课题。
常见的污泥处理处置方法主要包括填埋、焚烧和海洋倾倒。这些方法的主要缺点为：
1、土地资源匮乏，可供填埋的场地已十分有限；若当地水文和地形条件比较差，填埋产生的渗滤液和臭气会污染地下水，导致生理疾病的传播。
2、焚烧投资和操作费用较高，计划实施较困难，在焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气会对大气环境造成二次污染；焚烧还会导致污泥中的有用成分得不到充分的利用。
3、海洋倾倒处理导致大面积的海域受污染，最终导致整个海洋生态系统的破坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂。
本发明的另一目的在于提供上述处理污水污泥的嗜热微生物制剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述处理污水污泥的嗜热微生物制剂的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂，其由嗜热梭状芽胞杆菌(Geobacillus，种名：stearothermophilus)、嗜热土芽胞杆菌(Geobacillus，种名：stearothermophilus)和嗜热脂肪芽胞杆菌(Geobacillus，种名：stearothermophilus)制成。
所述处理污水污泥的嗜热微生物制剂由嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌按质量比为1～2∶1～1.5∶1～2的比例制成。
所述嗜热梭状芽胞杆菌为大庆梭菌-WL；所述嗜热土芽胞杆菌为嗜热土芽胞杆菌SY-9；所述嗜热脂肪芽胞杆菌为嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10。
上述处理污水污泥的嗜热微生物制剂的制备方法，包括下述步骤：首先将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌三种菌株分别进行驯化、培养后将其混合制成所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂。
所述处理污水污泥的嗜热微生物制剂的制备方法，具体包括下述步骤：
将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌三种菌株分别进行驯化后，于50～55℃下分别放置在各自专用培养基中培养10～15天后，将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌按质量比为1～2∶1～1.5∶1～2的比例混合制成所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂；其中嗜热梭状芽胞杆菌所用的培养基以水为基质，pH值为7～8，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥2～4％，蛋白胨1～1.5％，牛肉粉0.5～1％，KH2PO4·2H2O 1～1.5％，NaCl 1.0～1.5％；嗜热土芽胞杆菌所用的培养基以水为基质，pH值为6.5～7，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥1.5～2％，蛋白胨1～1.5％，牛肉粉1～1.5％，KH2PO4·2H2O 1～1.5％，MgSO4 0.05～0.1％，NaCl 1.0～1.5％；嗜热脂肪芽胞杆菌所用的培养基以水为基质，pH值为6.5～7.5，其他组分的重量百分含量如下：电镀生污泥1～2％，蛋白胨1～1.5％，牛肉膏0.5～1％，K2HPO4·2H2O 1～1.5％，CuSO4 0.5～1％，NaCl 0.5～1％。
上述处理污水污泥的嗜热微生物制剂在处理污水污泥中的应用。
本发明的嗜热梭状芽胞杆菌为具有降解挥发性有机物功能的嗜热菌株，嗜热土芽胞杆菌为具有降解脱氢酶活性的嗜热菌株和嗜热脂肪芽胞杆菌为具有螯合重金属离子功能的嗜热菌株。
本发明与现有技术相比，具有如下突出的优点及有益效果：
(1)本发明的处理污水污泥的嗜热微生物制剂用于处理各种类型的污水污泥，能够实现微生物之间密切合作的生态关系和营养代谢的互补作用，处理后的污水污泥可以不经处理直接作为有机肥料。
(2)使用本发明的处理污水污泥的嗜热微生物制剂处理污水污泥占地面积小，投资和运行费用低。此类微生物来源广泛，制备方法简单，可根据不同类型的污泥适当改变菌剂比例就可以达到污泥资源化利用的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
将嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于日本)、嗜热土芽胞杆菌SY-9(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于美国ATCC)和嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于上海工业微生物研究所)，三种菌株分别进行驯化后，培养基在125℃高温下灭菌30分钟，然后将上述三种菌株分别在55℃条件下的各自专用培养基中培养10天，其中嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为7.5，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥2％，蛋白胨1.5％，牛肉粉0.5％，KH2PO4·2H2O 1％，NaCl 1.0％；嗜热土芽胞杆菌SY-9所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为6.8，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥1.5％，蛋白胨1.5％，牛肉粉1％，KH2PO4·2H2O 1.5％，MgSO4 0.05％，NaCl 1.0％；嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为7.2，其他组分的重量百分含量如下：电镀生污泥1％，蛋白胨1％，牛肉膏0.5％，K2HPO4·2H2O 1％，CuSO4 0.5％，NaCl 0.5％。
嗜热微生物制剂由嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL、嗜热土芽胞杆菌SY-9、嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10按质量比为1∶1∶2制成本领域通用的复合菌液。
实施例2
将嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于日本)、嗜热土芽胞杆菌SY-9(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于美国ATCC)和嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于上海工业微生物研究所)，三种菌株分别进行驯化后，培养基在125℃高温下灭菌30分钟，先将上述三种菌株分别在55℃条件下的各自专用培养基中培养12天，其中嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为7，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥3％，蛋白胨1％，牛肉粉1％，KH2PO4·2H2O 1.5％，NaCl 1.5％；嗜热土芽胞杆菌SY-9所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为7，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥1.7％，蛋白胨1.2％，牛肉粉1.2％，KH2PO4·2H2O1.2％，MgSO4 0.08％，NaCl 1.2％；嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为7.5，其他组分的重量百分含量如下：电镀生污泥1.5％，蛋白胨1.2％，牛肉膏0.7％，K2HPO4·2H2O 1.2％，CuSO4 0.7％，NaCl0.7％。
嗜热微生物制剂由嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL、嗜热土芽胞杆菌SY-9、嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10按质量比为1.5∶1.5∶1制成本领域通用的复合菌液。
实施例3
将嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于日本)、嗜热土芽胞杆菌SY-9(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于美国ATCC)和嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10(Geobacillus，种名：stearothermophilus，来源于上海工业微生物研究所)，三种菌株分别进行驯化后，培养基在125℃高温下灭菌30分钟，先将上述三种菌株分别在50℃条件下的各自专用培养基中培养15天，其中嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为8，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥4％，蛋白胨1.2％，牛肉粉0.8％，KH2PO4·2H2O 1.1％，NaCl 1.2％；嗜热土芽胞杆菌SY-9所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为6.5，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥2％，蛋白胨1％，牛肉粉1％，KH2PO4·2H2O1％，MgSO4 0.1％，NaCl 1.5％；嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10所用的培养基以重蒸馏水为基质，pH值为6.5，其他组分的重量百分含量如下：电镀生污泥2％，蛋白胨1.5％，牛肉膏1％，K2HPO4·2H2O 1.5％，CuSO4 1％，NaCl 1％。
嗜热微生物制剂由嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL、嗜热土芽胞杆菌SY-9、嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10按质量比为2∶1.2∶2制成本领域通用的复合菌液。
实施例4
从广州某污水处理厂取浓缩污泥，含水率为96％，应用嗜热微生物制剂处理，处理时间为6天。向污泥好氧消化池内加入实施例1中得到的嗜热微生物制剂(嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL、嗜热土芽胞杆菌SY-9、嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10质量比为1∶1∶2)共计16L。开启消化池内的搅拌和曝气装置，运行6天后取样分析，污泥中挥发性有机物、脱氢酶活性和重金属含量变化见表1。由表1可以看出，生活污水污泥经此微生物剂处理后，符合美国环保局规定的A级生物固体标准，可以作为肥料回用。
实施例5
从广州某电镀厂取浓缩污泥，含水率为96.5％，应用嗜热微生物制剂处理，处理时间为8天。向污泥好氧消化池内按体积份数比为1∶2∶3的比例加入得到实施例1中得到的嗜热微生物制剂(嗜热梭状芽胞杆菌大庆梭菌-WL、嗜热土芽胞杆菌SY-9、嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10质量比为1∶1∶2)共计20L。开启消化池内的搅拌和曝气装置，运行8天后取样分析，污泥中挥发性有机物、脱氢酶活性和重金属含量变化见表2。由表2可以看出，电镀污水污泥经此微生物剂处理后，符合美国环保局规定的A级生物固体标准，可以作为肥料回用。
表1  污泥消化前后挥发性有机物、脱氢酶活性和重金属含量的变化
    消化时间/d 挥发性有机物/(g·L-1)   脱氢酶活性     重金属/(mg·L-1)
    06     300150     700250     20090
表2污泥消化前后挥发性有机物、脱氢酶活性和重金属含量的变化
    消化时间/d     挥发性有机物/(mg·L-1)   脱氢酶活性     重金属/(g·L-1)
    08     200100   400130     6000.5
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂，其特征在于：其由嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌制成。
2.根据权利要求1所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂，其特征在于：所述处理污水污泥的嗜热微生物制剂由嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌按质量比为1～2∶1～1.5∶1～2的比例制成。
3.根据权利要求1所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂，其特征在于：所述嗜热梭状芽胞杆菌为大庆梭菌-WL；所述嗜热土芽胞杆菌为嗜热土芽胞杆菌SY-9；所述嗜热脂肪芽胞杆菌为嗜热脂肪芽胞杆菌TH-10。
4.一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：首先将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌三种菌株分别进行驯化、培养后将其混合制成所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂。
5.根据权利要求4所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂的制备方法，其特征在于具体包括下述步骤：
将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌三种菌株分别进行驯化后，于50～55℃下分别放置在各自专用培养基中培养10～15天后，将嗜热梭状芽胞杆菌、嗜热土芽胞杆菌和嗜热脂肪芽胞杆菌按质量比为1～2∶1～1.5∶1～2的比例混合制成所述的处理污水污泥的嗜热微生物制剂；其中嗜热梭状芽胞杆菌所用的培养基以水为基质，pH值为7～8，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥2～4％，蛋白胨1～1.5％，牛肉粉0.5～1％，KH2PO4·2H2O 1～1.5％，NaCl 1.0～1.5％；嗜热土芽胞杆菌所用的培养基以水为基质，pH值为6.5～7，其他组分的重量百分含量如下：市政生污泥1.5～2％，蛋白胨1～1.5％，牛肉粉1～1.5％，KH2PO4·2H2O 1～1.5％，MgSO4 0.05～0.1％，NaCl 1.0～1.5％；嗜热脂肪芽胞杆菌所用的培养基以水为基质，pH值为6.5～7.5，其他组分的重量百分含量如下：电镀生污泥1～2％，蛋白胨1～1.5％，牛肉膏0.5～1％，K2HPO4·2H2O 1～1.5％，CuSO4 0.5～1％，NaCl 0.5～1％。
6.权利要求1所述的一种处理污水污泥的嗜热微生物制剂在处理污水污泥中的应用。
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Application publication date: 20080528