CN103539265A - 一种复合微生物菌剂清理污水技术 - Google Patents
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Abstract
一种复合微生物菌剂清理污水技术属于生物工程技术领域。由于人类的活动使得大量污染物质排入水体，使水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值。水体污染的严重后果不仅在于危及人类身体健康，同时也对工农业生产造成危害。本发明，筛选采用高效絮凝菌株胶冻样芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，兼氧地衣芽孢杆菌，嗜氮放线菌小单孢菌制成复合微生物菌剂（污水专用）。本复合菌剂具有用量少，絮凝力高，分解有机物快，无拮抗，兼氧性好，除臭，无二次污染,降污速率高于污染速率，适应力存活力高成本低，可工业化生产。
Description
技术领域
《一种复合微生物菌剂清理污水技术》属于生物工程技术领域。涉及生物学的微生物学、分子生物学、生物化学和细胞学，涉及水处理生物学，环境微生物学和水质工程学；结合化工、机械等现代工程技术。
背景技术
在环境学中，水体不仅包括水本身，还包括了水中的悬浮物、溶解物质、胶体物质、底质(泥)和水生生物等。是一个完整的生态系统，可以分成陆地水体和海洋水体以及地表水体和地下水体等。由于人类的活动使得大量污染物质排入水体，使水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值。水体污染的严重后果不仅在于危及人类身体健康，同时也对工农业生产造成危害。
中国水体标准分为5类。Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。区分水质的主要指标为化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demand的简写）和生化需氧量或生化耗氧量(五日化学需氧量)BOD5（Biochemical Oxygen Demand的简写），污水的综合指标实质是总有机物 TOC（Total organic carbon总有机碳的简写）的多少。中国水环境污染严重，主要超标项目是有机物和氨氮等，这与中国农业大量使用化肥和城镇生活污水没得到有效处理有关。污水中有机物含量高时会产生臭味，让人厌恶。水中有机物对人的危害，从有毒有害有机物到三致(致畸、致突变、致癌)物质，又发展到目前的内分泌干扰物(类激素) 。一般水中有机物是微量的，甚至是痕量的，反映到人类健康上，需要有个长期的过程(20～30年)。作为集中供水水源水质要求，必须是Ⅱ类标准，否则就必须清污处理使其达标。目前地表水源自然净化速率赶不上污染速率，必须采用净化措施才能提高水质标准。
目前清理污水主要有工程、化学和生物的方法。生物法主要有活性污泥法和生物膜法。现在工程上使用的活性污泥源自引进和外购，其中有效无效反效菌混杂，主导菌适应性存活性差。作为微生物处理污水技术，筛选利用高效清污菌是关键。
本技术采用国内菌种，经取自湖河海劣5类水培养筛选；工业化生产出4种固化菌剂，混配制成清水复合菌剂；4种菌优势互补；适用于各种劣5类水清污效果好投入成本低，可以规模化使用。
发明内容
本发明，筛选采用高效絮凝菌株胶冻样芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，兼氧地衣芽孢杆菌，嗜氮放线菌小单孢菌 (Micromonospora)制成复合微生物菌剂（污水专用）。本复合菌剂具有用量少，絮凝力高，分解有机物快，除臭，清污效果好，可工业化生产特性。
絮凝力，利用活体微生物在污水中产生大量絮凝剂，快速絮凝水体悬浮物形成生物胶体沉降，达到净化水体目的。目前多种微生物能够产生絮凝剂，如酱油曲霉[1]、红平红球菌[2]、拟青霉[3]产碱菌属[4]等，但普遍存在菌剂用量大、成本高、对实际废水絮凝性差等问题。即使有个别高效微生物絮凝剂产生菌，能提高絮凝活性，降低絮凝剂用量，但在工业上推广不成功。主要问题是不能在实际污染水体中形成优势，存活时间达不到要求；不能大规模工业化生产。本发明复合菌剂絮凝率高达99.5%，可以工业化生产。本复合菌剂用量约为一般生物絮凝菌剂用量的1/400。表一
本菌剂通过提纯分析，由糖醛酸、中性糖和氨基糖等组分形成的多糖含量高。其中糖醛酸的含量高达29.3%。粘度法测得本菌剂的平均分子量为2.83×106。多糖是絮凝污水悬浮物主要物质，本发明采用复合菌剂多糖产出量高于一般微生物100%。絮凝Ⅴ类河水，河水浊度由132.3 mg/L降为0.6mg/L。本菌剂筛选的高效生产菌，经培养、絮凝实验表明絮凝率高、用量低，絮凝效果优于化学制剂，没有二次污染问题。表二
清污力，本发明复合菌剂嗜氮、解磷、凝聚重金属功能强大。本菌剂兼氧性好，在各种污水条件下均能适应生长并形成优势菌胶团。本技术生物降解力强、无二次污染成本低。本复合菌剂四种固化菌针对高有机物分解力强。降解氨氮、有机磷的菌种，水环境中均有存在，但形不成优势降解速率慢赶不上污染速率。只有采用外源高效菌剂消除水体主要污染物方法，才能有效解决水污染问题。本菌剂活菌体高达2-100亿/克，具有清污专一性，在污水中能形成优势。表三
本菌剂清理劣5类湖水SS（SS是英语Suspended Solid或者Suspended Substance的缩写，即水质中悬浮固体。）和COD的去除率分别达到99.5%和81.6%。本菌剂在快速絮凝沉降水体SS时，大量消耗氨氮和溶解有机磷，氨氮和总磷去除率分别达到98.3%和99.6%。。同时菌胶团在沉降污泥中吸收碳元素为能源维持生命循环。其消耗碳氮比为20:1释放二氧化碳CO2、水H2O和氢气H2，水体TOC（有机物）清除率58%，减少污泥厚度，消除氢化物硫化物甲烷等臭味。清污速率高于一般水体污染速率3倍。本菌剂降解COD速度快时效期长，消耗淤泥。化学制剂降解COD时效期短投放量大，不能消除污泥。表四
存活力，本菌剂固化载体为粉状和颗粒状，在施入水体后能系留清污水域长期存活发挥功效。本菌剂固化载体多微孔贮藏单一菌种，在水体中源源不断释放新生菌体参与清污。本菌剂在水温2-40℃，pH4-10能正常生长，水温10-32℃，pH6-8为活跃段。
本菌剂在水体中大量消耗氨氮、溶解磷、有机物，能有效控制藻类爆发使水体得到净化。本菌剂兼氧性强，能适应水环境剧烈变化。水体营养物缺少时本菌种失活停止工作，甚至大量死亡。但是固化在微孔中的菌种能得到保护，当新污染指数升高时本菌剂又会大量释放再次活跃。
具体实施方式
菌种经液体发酵后加入40目沸石粉或多孔陶粒附着培养48小时固化。检测活菌数＞2亿/克后脱水干燥。清理污水根据水质和处理量施用，劣Ⅴ类5000M3水施用10公斤粉状菌剂。水流速＞0.5M/S应施用颗粒菌剂。
表一 黄浆废水复合菌剂处理对比数据
| 指数 | pH | OD660 | SS(mg/L) | COD(mg/L) |
| 黄浆水原液 | 4.5 | 3.39 | 2147 | 6231 |
| 处理后黄浆水 | 9.1 | 0.41 | 268 | 1844 |
| 去除率 /% | / | 87.9 | 87.5 | 70.6 |
表二 化学絮凝剂与复合菌剂处理黄浆废水效果比较
表三 复合菌剂和化学絮凝剂处理太湖湖水结果
| 项目 | 水样1L | 复合菌剂 | 聚丙烯酰胺 | 钠海藻 | 明胶蛋白 |
| 剂量mg/L | - | 10 | 2 | 10 | 20 |
| 浊度mg/L | 132.3 | 0.6 | 2.77 | 16.7 | 35.8 |
| COD | 78.4 | 14.4 | 50.56 | 70.13 | 73.6 |
| 表象 | 浑浊 | 絮凝体大坚实凝结快，淤泥少水体清晰。 | 絮凝体大凝结快，水体清晰。 | 絮凝体中，水体轻度浑浊。 | 絮凝体小，水体仍浑浊。 |
表四 复合菌剂10mg处理太湖湖水结果
| 数值变化mg/L | COD | TP | 氨氮 | pH |
| 水样1L | 78.4 | 71.3 | 72.1 | 7.43 |
| 第1天 | 70.2 | 66.5 | 70.3 | 7.61 |
| 第2天 | 66.3 | 58.2 | 47.9 | 7.2 |
| 第3天 | 57.5 | 54.8 | 44.6 | 7.31 |
| 第4天 | 33.6 | 44.3 | 28.5 | 7.54 |
| 第5天 | 27.7 | 38.6 | 21.4 | 7.60 |
| 第6天 | 21.8 | 26.9 | 19.3 | 7.52 |
| 第7天 | 18.2 | 22.4 | 13.1 | 7.02 |
| 第15天 | 14.4 | 0.26 | 1.20 | 7.13 |
| 去除率% | 81.6 | 99.6 | 98.3 | - |
Claims (4)
1.胶冻样芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，兼氧地衣芽孢杆菌，嗜氮放线菌小单孢菌制成复合微生物菌剂用于污水处理厂污水处理。
2.胶冻样芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，兼氧地衣芽孢杆菌，嗜氮放线菌小单孢菌制成复合微生物菌剂用于地表水污水处理。
3.胶冻样芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，兼氧地衣芽孢杆菌，嗜氮放线菌小单孢菌制成复合微生物菌剂用于海水污水处理。
4.胶冻样芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，兼氧地衣芽孢杆菌，嗜氮放线菌小单孢菌制成复合微生物菌剂用于养殖污水处理。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310437831.0A CN103539265A (zh) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | 一种复合微生物菌剂清理污水技术 |
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| CN (1) | CN103539265A (zh) |
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2013
- 2013-09-24 CN CN201310437831.0A patent/CN103539265A/zh active Pending
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