CN102515364B - 一种用于工业废水处理的广谱生物促生剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业废水生化处理技术领域，公开一种用于工业废水处理的广谱生物促生剂，包括以下重量份的组分：1份酶、0.15～0.4份微量元素营养剂、0.15～0.4份激素、1.5～2.5份有机酸、2.5～3份氮营养剂、0.8～1.2份磷营养剂。这种广谱生物促生剂能促使复杂环境中的各种细菌和真菌迅速生长，促进微生物分解污染物的能力，提高工业废水生化处理系统对于水质或水量波动的恢复能力，提高系统的处理效率。

Description

一种用于工业废水处理的广谱生物促生剂及其制备方法

技术领域

本发明属于工业废水生化处理技术领域，具体涉及到一种工业废水处理用广谱生物促生剂。

背景技术

工业废水生化处理系统的作用机理是：工业废水中的微生物将工业废水中的某些原来不易降解的物质分解为易降解的小分子有机物或无机物，从而降低废水中有机物的浓度，解除或降低废水对环境的毒性和危害。生化处理是工业与市政污水处理应用的主要工艺，生化处理工艺种类很多，但基本原理都是基于利用微生物对有机物的氧化分解从而达到降低污水污染物浓度的目的，这个方法运行成本比物化方法低，适用面广，其缺点就是在进水水质或水量波动时或在工业废水含有较难降解的物质如苯环类，溶剂类有机物、油类、纤维素类、蛋白质类等时，微生物系统容易出现故障，影响处理的效果。

但是，对于工业废水处理工艺，进水稳定性差，导致其生化系统运行不稳定，是很常见的，而生化系统的恢复期又持续受到各种变化的影响，使生化系统处理效果长期处于易受影响，波动性大的状态。

营养条件的改变在一定程度上可以改变环境因素对微生物生长的影响，对于局部的小环境，如废水处理的生化系统，尤其如此。因此在污水处理系统中加入少量的广谱生物促生剂，对系统会有很好的改善。其中的酶不但具有降解某些大分子有机物的性能，又有诱导性，所以生物促生剂中的酶可进一步协助生化系统中的微生物降解转化大量污染物.生物促生剂中的激素可促使微生物在较差环境中快速大量地生长，形成良好的菌胶团，从而提高微生物降解有机污染物的效率，改善废水处理效果。生物促生剂中的有机酸可作为一种助溶剂，络合生物促生剂中的微量元素、氮营养、磷营养等被微生物群落所吸收，极大提高营养的利用率，同时有机酸也是促进微生物群落生长的营养物质，充分的营养可以增加微生物的活性和多样性，使多种微生物更有效地协同发挥作用，更彻底地降解污染物，并提高系统的抗波动性。

现有的为废水生化处理系统补充营养的产品主要是固体复合型的营养制剂如各种氮肥或磷肥，但这些物质溶解性较差，营养成份单一，微生物吸收的程度有限，补充得营养成份也有限。因此，广谱生物促生剂可以通过酶的协助、营养的充分补充从而促进生化系统微生物的新陈代谢和生长繁殖，进而加快其生化反应进行，最终可以提高工业废水生化处理系统的处理能力和生化系统的抗波动能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够促进工业废水处理系统中微生物群落的新陈代谢和生长繁殖，加快其生化反应进行，并能提高工业废水生化系统处理能力以及提高生化系统的抗波动能力的广谱生物促生剂。

一种用于工业废水处理的广谱生物促生剂，包括以下组分：

1份酶

0.15～0.4份微量元素营养剂

0.15～0.4份激素

1.5～2.5份有机酸

2.5～3份氮营养剂

0.8～1.2份磷营养剂

上述份数均为重量份数；

所述的酶为蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶中的一种或几种；

所述的微量元素营养剂为铁盐、锰盐和锌盐的混合物；酶与铁元素、锰元素和锌元素的重量比为1∶0.02～0.03∶0.01～0.015∶0.01～0.015；

所述氮营养剂为铵盐和硝酸盐中的至少一种；酶与氮营养剂中氮元素的重量比为1∶1.4～2；

所述的激素为生长素、赤霉素、细胞分裂素中的一种或几种；

有机酸为黄腐酸、氨基酸和腐殖酸中的一种或几种；氨基酸选自赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸或异亮氨酸中的一种或几种。

磷营养剂为磷酸、磷酸盐、磷酸氢盐或磷酸二氢盐；酶与磷营养剂中磷元素的重量比为1∶0.2～0.3；

上述用于工业废水处理的广谱生物促生剂的制备方法，包括以下步骤：将蛋白酶与水混合，加入有机酸、磷营养剂、微量元素营养剂、激素和氮营养剂，混合搅拌，搅拌时间1～8小时。

上述用于工业废水处理的广谱生物促生剂，投加到工业废水中，可促进废水处理系统中微生物生长和新陈代谢，明显提高COD的去除效率，增强系统降解有机物的能力。尤其是用于含有表面活性剂类物质的工业废水中，可去除表面活性剂，减少泡沫的产生，缓解恶臭现象。投加的量较少，加快反应速度，降低废水处理成本，并能提高工业废水生化系统处理能力以及提高生化系统的抗波动能力。促使复杂环境中的各种细菌和真菌迅速生长，促进微生物分解污染物的能力，提高工业废水生化处理系统对于水质或水量波动的恢复能力，提高系统的处理效率。

本发明的作用机理是：

(1)本发明所提供的广谱生物促生剂在投加到工业废水中后，其中的酶不但具有降解某些大分子有机物的性能，又有诱导性，所以生物促生剂中的酶可进一步协助生化系统中的微生物降解转化大量污染物.

(2)本发明所提供的广谱生物促生剂中激素可促使微生物在较差环境中快速大量地生长，形成良好的菌胶团，从而提高微生物降解有机污染物的效率，改善废水处理效果。

(3)本发明所提供的广谱生物促生剂中含有的有机酸可作为一种助溶剂，络合生物促生剂中的微量元素，氮营养，磷营养等被微生物群落所吸收，极大提高营养的利用率，同时有机酸也是促进微生物群落生长的营养物质，充分的营养可以增加微生物的活性和多样性，使多种微生物更有效地协同发挥作用，更彻底地降解污染物，并提高系统的抗波动性。

工业废水中的氮磷元素一方面不易被生物利用，另一方面不能完全满足需要，因此常常需要提供外来的氮源和磷源，而现有的营养制剂，多为单一型或复合型，较之本发明相比有以下特点：单一型的营养制剂，如直接补氮的尿素、氨水，直接补磷的磷酸，经常用于缺氮或缺磷的污水中，单价千元左右，但加入量较多，营养成分流失率高。经常出现的问题是：如果按照理论建议的比例投加，由于有效养分被吸收的不多，造成大量未被利用的营养进入排水，使得出水氨氮、磷酸根超标进而进入天然水体造成水体富营养化；如果低于理论值投加，很难满足系统营养需求，污水处理的效果又会受到影响。

复合型的营养制剂，含有两种或两种以上的营养成分，常见的为含有两种营养成分。例如：常见的磷酸氢二铵，可用于补充氮、磷营养，由于是固体，所以需要溶解后使用，这对于使用者造成了一定的困扰，特别是冬季，溶解性较差，间接对于养分的释放也会有所影响。

本发明的促生型营养制剂中的营养成份不仅含有常见的氮磷，也特别添加了微量元素，并通过有机酸载体让微生物更易于吸收利用，并借助酶的协助从而促进微生物分解污染物的能力，提高系统的处理效率。不同的微生物对营养要求有一定的差别而促生型营养制剂融合了80％以上污水处理中微生物必备的营养成份因此具有一定的广谱性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明：

实施例1

首先准备下列原料：

1)5kg蛋白酶

2)11kg的黄腐酸

3)5kg的75％磷酸(磷元素1.18kg)

4)1.15kg的微量元素盐类，具体为：Fe(NO₃)₃·9H₂O 800g(铁110g)、Mn(NO₃)₂·4H₂O 250g(锰55g)、ZnCO₃ 100g(锌52g)。

5)1.5kg细胞分裂素

6)15.5kg尿素(氮元素7.54kg)

7)60.85kg的水。

将1)蛋白酶与7)水混合，依次加入2)、3)、4)、5)、6)，然后连续搅拌4小时即可。

实施例2

首先准备下列原料：

1)4kg蛋白酶，1kg纤维素酶

2)10kg的腐殖酸，1kg氨基酸(赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和异亮氨酸各0.25kg，或按任意比混合)

3)4.4kg的85％磷酸(磷元素1.25kg)

4)1.05kg的微量元素盐类，具体为：Fe(NO₃)₃·9H₂O 720g(铁100g)、Mn(NO₃)₂·4H₂O 230g(锰51g)、ZnCO₃ 100g(锌52g)。

5)1.5kg细胞分裂素

6)10kg尿素，14.5kg硝酸铵((氮元素9.94kg)

7)52.55kg的水。

将1)与7)混合，依次加入2)、3)、4)、5)、6)，然后连续搅拌4小时即可。

实施例3

某石化公司乙二醇装置的废水处理水量为2400m³/d，进水COD为2000～3500mg/L，生化段采用水解酸化+接触氧化工艺。废水中含有较多的磺酸类表面活性剂，此类有机物浓度较高时，不仅不易被微生物分解，还会抑制微生物的活性，而且曝气时产生大量的泡沫影响水体的溶解氧含量，出现局部厌氧，产生恶臭，生化系统难以正常运行。同期生产规模扩大，公司废水处理水量在原有的基础上增加一倍，但由于厂区场地的限制，不可能再增加一套处理装置。而如果在污水进入生化处理装置前，采用化学氧化或其他方法进行强化前处理，又会存在着成本高、有残留药剂和工艺复杂等问题。

针对上述情况，本试验在乙二醇装置废水处理生化系统中投加了实施例1所得到广谱生物促生剂，并对系统使用前后的各项指标进行比较研究。

1使用方法

将实施例1广谱生物促生剂原液稀释后，在系统中共连续使用45天。试验详细记录和分析了系统使用生物促生剂前后COD的去除效果与微生物的变化情况。结果显示，这种广谱生物促进剂能促使复杂环境中的各种细菌和真菌迅速生长，促进微生物分解污染物的能力，提高工业废水生化处理系统对于水质或水量波动的恢复能力，提高系统的处理效率。

2使用剂量

广谱生物促生剂的使用剂量见表1。

表1广谱生物促生剂的使用剂量(以1200吨/天水量计)

3结果与分析

3.1COD的去除效果

由表2可知3、4月份没有使用广谱生物促生剂的COD的去除率低于5月使用药剂的去除率，而且产生的恶臭与泡沫给周围环境造成严重的负面影响。5月投加广谱生物促生剂后，由于表面活性剂类物质的去除，系统的泡沫现象明显好转，溶解氧的有效传输也使得恶臭情况不再出现，COD的去除率明显提高，基本消除了恶臭、泡沫等影响。这说明广谱生物促生剂能促进微生物生长，增强系统降解有机物的能力。

表2广谱生物促生剂使用前后系统COD去除效果的比较情况

3.2生化系统中微生物观测结果

生化系统加入广谱生物促生剂后微生物的观测结果见表3。

表3广谱生物促生剂使用后系统中微生物的变化情况

由表3可知，系统中加入广谱生物促生剂的5月中旬时污泥状态已有明显变化，6月15日停药后，效果没有变坏的趋势，在7月期间，污泥中微生物的数量和种类呈现出较好的状态，常见的接触氧化工艺中的微生物都有出现，例如喜厌氧、缺氧的草履虫、好氧、污泥培养初期常见的表壳虫以及喜清洁水中生长的漫游虫等。污泥的颜色由黑色逐渐转变为良性活性污泥的土黄色，污泥的颗粒由小颗粒逐渐成长为大的颗粒，从而表明一个对污水处理效果起到良好作用的生化系统已经基本恢复到正常。

加入广谱生物促生剂，提高了现有废水处理系统的处理能力，可以容纳部分未来新增项目排放的废水，这样可以节约新建废水处理设施的基建投资费用。

Claims (3)

1.一种用于工业废水处理的广谱生物促生剂，其特征在于，由以下组分组成：

1份酶

0.15～0.4份微量元素营养剂

0.15～0.4份激素

1.5～2.5份有机酸

2.5～3份氮营养剂

0.8～1.2份磷营养剂

水

上述份数均为重量份数；

所述磷营养剂为磷酸、磷酸盐、磷酸氢盐或磷酸二氢盐；酶与磷营养剂中磷元素的重量比为1：0.2～0.3；

所述的酶为蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶中的一种或几种；

所述的微量元素营养剂为铁盐、锰盐和锌盐的混合物；酶与铁元素、锰元素和锌元素的重量比为1：0.02～0.03：0.01～0.015：0.01～0.015；

所述氮营养剂为铵盐和硝酸盐中的至少一种；酶与氮营养剂中氮元素的重量比为1：1.4～2；

所述的激素为生长素、赤霉素、细胞分裂素中的一种或几种。

2.权利要求1所述一种用于工业废水处理的广谱生物促生剂，其特征在于，所述的有机酸为黄腐酸,氨基酸和腐殖酸中的一种或几种；所述氨基酸为赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和异亮氨酸中的至少一种。

3.权利要求1或2所述用于工业废水处理的广谱生物促生剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将蛋白酶与水混合，加入有机酸、磷营养剂、微量元素营养剂、激素和氮营养剂，混合搅拌。