CN102888345B - 一种处理工业污水的生物菌剂及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理工业污水的生物菌剂及制备方法和应用，它由下述重量百分比原料配制而成：红球菌32％，枯草芽孢杆菌20％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，亚硝化菌10％，巨大芽孢杆菌8％，黑曲霉5％，脱氮副球菌5％。本发明的菌剂各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，投加在废水处理系统中，对大分子、难降解、有毒有害物质如酚类、芳香烃类以及氨氮、磷等有良好的降解效果，对传统的活性污泥法难以处理的高浓度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。

Description

一种处理工业污水的生物菌剂及制备方法和应用

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种处理工业污水的生物菌剂及制备方法和应用。

背景技术

随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故发生频繁，严重的危害了人、畜的健康乃至生命。许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水体富营养化，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。而氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一。为了满足公众对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订了越来越严格的排放标准，研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。虽然有许多方法都能有效地去除氨，如物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解；生物方法有硝化及藻类养殖，然而物理方法处理效果不佳，较之化学法，生物方法处理废水有如下优点：1)每种化学用品都是针对性很强的产品，当遇到其他化学物质时就有可能失效，而生物制剂对污染物的去除具有光谱性；2)化学产品可以暂时消除某些有害物质以及掩盖臭味，缺不能阻止有害物质的生成；3)使用化学产品后，水体中会有残留，可能导致二次污染。生物制剂所含天然微生物，不含致病菌和病原体，这些微生物在酶的催化作用下，以污水中的有机营养物质为食物，当污水得到净化后，这些微生物会随污染物的降低而逐渐减少，直至消亡；4)无毒，无腐蚀性，使用方便，基本不需要添加设备或是工程，节省资金投入。

工业污水成分更加复杂，特别是大量的人工合成化合物进入环境，这类物质主要是烷烃类、烯烃类、脂环烃类、芳香烃类、人工合成的有机物，尤其是大分子、难降解、有毒有害物质如苯酚、氯酚、甲酚、硝基酚等、芳香烃类、氰类、胺类以及氨氮等随着工厂排放的废水或固废进入环境，由于这些物质本身结构的复杂性和生物的陌生性，在短时间内不能被微生物分解利用，传统的废水处理方法用活性污泥培养驯化的微生物已不能有效地对这些污染物加以去除，这些物质长期在环境中积累，给我们赖以生存的生态环境造成很大污染，给人类的身心健康带来很大危害。我国相当一部分工业污染企业宁可受罚也不愿意投资治理废水，即使有污水处理装置运行也极不正常。因此，开发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好的污水处理技术迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于工业污水处理的高效复合微生物菌剂和利用高效复合菌剂处理污水的方法。

本发明的污水处理复合菌剂，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，其制备方法简便，方法易行，其操作简便，利于生产。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种污水处理复合菌剂，该菌剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：

红球菌32％，枯草芽孢杆菌20％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，

亚硝化菌10％，巨大芽孢杆菌8％，黑曲霉5％，脱氮副球菌5％。

上述菌剂中：

所述红球菌具体可为红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC 15906(参见文献Cloningand Characterization of Benzoate Catabolic Genes in the Gram-Positive PolychlorinatedBiphenyl DegraderRhodococcus sp.Strain RHA1，J.Bacteriol.November2001)或红球菌(Rhodococcus rubber)ACCC40324；

所述枯草芽孢杆菌具体可为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954(CN1554744公开使用)或ACCC01197；

所述铜绿假单孢菌具体可为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442(例如参见文献Adaptation of Pseudomonas aeruginosa ATCC15442to didecyldimethylammoniumbromide induces changes in membrane fatty acid composition and in resistance of cells，Journal of Applied Microbiology，2001)或ACCC02722；

所述酿酒酵母具体可为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110(CN101434911公开使用)或ACCC20203；

所述亚硝化菌具体可为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002(CN101955885公开使用)或ATCC19718；

所述巨大芽孢杆菌具体可为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267(CN101215532公开使用)或ACCC03116；

所述黑曲霉具体可为黑曲霉(Aspergillus nige)CCTCC No：M206034(CN1924000)或ACCC30785；

所述脱氮副球菌具体可为脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)ATCC13543(例如参见文献Genes coding for respiratory complexes map on allthree chromosomes of the Paracoccusdenitrificans genome，Archives of Microbiology，1998)或ACCC10489。

本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)、中国典型培养物保藏中心以及美国模式培养物集存库(ATCC)、中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)购买得到。

本发明的复合菌剂的存在形式较佳的为冻干粉、微生物菌液或微生物菌液与固体辅料的混合物。所述的菌剂的存在形式为冻干粉时，制备方法包括将红球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单孢菌、酿酒酵母、亚硝化菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉、脱氮副球菌分别制备发酵液，按照质量比例混合后，按本领域常规方法制成冻干粉即可。

其中各菌种发酵液制备步骤是：

1、各种菌种的单独扩大培养：

A、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的培养：将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0×10⁸个/克。

B、红球菌、脱氮副球菌的培养：将红球菌、脱氮副球菌菌种分别接种在营养肉汤培养基(参照微生物学试验教材)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到2.0-5.0×10⁸个/克。

C、酿酒酵母、黑曲霉的培养：酿酒酵母、黑曲霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×10⁸个/克。

D、铜绿假单孢菌培养：铜绿假单孢菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×10⁸个/克，所述培养基成分为：NH₄Cl 1.0g，CH₃COONa 3.5g，MgCl₂ 0.1g，CaCl₂ 0.1g，KH₂PO₄ 0.6g，K₂HPO₄ 0.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。

E、亚硝化菌的培养：亚硝化菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×10⁸个/克，所述培养基成分为：2％葡萄糖(w/v)，1.5％牛肉膏(w/v)，1.5％蛋白胨(w/v)，0.058％硫酸镁(w/v)，0.025％硫酸锰(w/v)，0.22％乙酸钠(w/v)，0.2％磷酸氢二钾(w/v)，溶剂为水；

F、将以上红球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单孢菌、酿酒酵母、亚硝化菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉、脱氮副球菌所培养的种菌剂按所述的质量比进行搅拌混合，优选以硅藻土(40-80目)为载体，按照1∶3-4的重量比与菌种培养物搅拌混合。

G、干燥：将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30％；

H、检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得。

注，上述步骤中菌种扩大培养及制备固体菌剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到10⁸个/克，以及按照常规制备固体菌剂的方法制备。

本发明的复合菌剂将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效微生物制剂，按一定量投加到废水处理系统中，加速微生物对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行。其含有多种对难降解污染物有优良降解能力的微生物，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，投加在废水处理系统中，对大分子、难降解、有毒有害物质如酚类、芳香烃类以及氨氮、磷等有良好的降解效果，对传统的活性污泥法难以处理的高浓度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。适于工业污水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。

具体实施方式

实施例1：

一种污水处理复合菌剂，该菌剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：

红球菌32％，枯草芽孢杆菌20％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，

亚硝化菌10％，巨大芽孢杆菌8％，黑曲霉5％，脱氮副球菌5％。

上述菌剂中：

所述红球菌为红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906；

所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954；

所述铜绿假单孢菌为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442；

所述酿酒酵母为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110；

所述亚硝化菌为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002；

所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267；

所述黑曲霉为黑曲霉(Aspergillus nige)CCTCC No：M206034；

所述脱氮副球菌为脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)ATCC13543。

本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)以及美国模式培养物集存库(ATCC)、中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)购买得到。

其中各菌种发酵液制备步骤是：

1、各种菌种的单独扩大培养：

A、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的培养：将枯草芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0×108个/克。

B、红球菌、脱氮副球菌的培养：将红球菌、脱氮副球菌菌种分别接种在营养肉汤培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到2.0-5.0×10⁸个/克。

C、酿酒酵母、黑曲霉的培养：酿酒酵母、黑曲霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克。

D、铜绿假单孢菌培养：铜绿假单孢菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×10⁸个/克，所述培养基成分为：NH₄Cl 1.0g，CH₃COONa 3.5g，MgCl₂ 0.1g，CaCl₂ 0.1g，KH₂PO₄ 0.6g，K₂HPO₄ 0.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。

E、亚硝化菌的培养：亚硝化菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×10⁸个/克，所述培养基成分为：2％葡萄糖(w/v)，1.5％牛肉膏(w/v)，1.5％蛋白胨(w/v)，0.058％硫酸镁(w/v)，0.025％硫酸锰(w/v)，0.22％乙酸钠(w/v)，0.2％磷酸氢二钾(w/v)，溶剂为水；

将以上红球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单孢菌、酿酒酵母、亚硝化菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉、脱氮副球菌所培养的菌液按照质量比例混合得到液体菌剂；

F、取上述液体菌剂与载体搅拌混合，优选以硅藻土(40-80目)为载体，按照菌剂∶载体为3-4∶1的重量比混合。干燥：将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30％；检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得固体菌剂。

注，上述步骤中菌种扩大培养及制备固体菌剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根掘常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到10⁸个/克，以及按照常规制备固体菌剂的方法制备。

实施例2

一种污水处理复合菌剂，该菌剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：

红球菌32％，枯草芽孢杆菌20％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，

亚硝化菌10％，巨大芽孢杆菌8％，黑曲霉5％，脱氮副球菌5％。

上述菌剂中：

所述红球菌为红球菌(Rhodococcus rubber)ACCC40324；

所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC01197；

所述铜绿假单孢菌为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ACCC02722；

所述酿酒酵母为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae ACCC20203；

所述亚硝化菌为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)ATCC19718；

所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)ACCC03116；

所述黑曲霉为黑曲霉(Aspergillusnige)ACCC30785；

所述脱氮副球菌为脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)ACCC10489。

制备菌种发酵液，使得使活菌数达到10⁸个/克，按照质量比例混合菌种发酵液，制备液体复合菌剂，液体复合菌剂与载体混合制备固体制剂。

实施例3

在临沂市污水处理厂，利用50L水桶作为试验设备并带搅拌，取爆气池出水三个30L，分别加入三个桶中，调pH为7.0，水温20℃，取样测定COD、氨氮、总氮数掘；处理前COD为57mg/L，氨氮为10mg/L，总氮30mg/L；其中一个水桶加实施例1制备的菌剂20ml，另一个添加实施例2制备的菌剂20ml，搅拌1小时，停止搅拌3小时后取样测定COD、氨氮、总氮数掘，

	COD平均去除率	氨氮平均去除率
			对照	9％	13％
添加实施例1菌剂	91％	94％
			实施例2菌剂	89％	90％

实施例4

采用实施例1制备的复合菌剂处理高含盐苯胺、硝基苯、硝基酚废水，处理工艺为厌氧生物滤池+曝气生物滤池，按每立方米滤料每次投加实施例1制得的菌剂25克，每天投加1次，连续投加两周，20天后，处理效果如下表：

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种处理工业污水的生物菌剂，该菌剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：红球菌32％，枯草芽孢杆菌20％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，亚硝化菌10％，巨大芽孢杆菌8％，黑曲霉5％，脱氮副球菌5％；

所述红球菌为红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906；

所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954；

所述铜绿假单孢菌为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442；

所述酿酒酵为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110；

所述亚硝化菌为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002；

所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267；

所述黑曲霉为黑曲霉(Aspergillus nige)CCTCC No：M206034；

所述脱氮副球菌为脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)ATCC13543。

2.权利要求1所述菌剂在污水处理中的应用。