CN104528956A - 一种用于治理煤化工污水的复合菌剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物技术领域，公开了一种用于治理煤化工污水的复合菌剂，其按照如下方法制备而成：步骤1)制备辅料，步骤2)制备糊状料液，步骤3)制备载体，步骤4)制备复合菌剂。本发明复合菌剂能够有效地去除煤化工污水中的氨氮、硫化物以及苯胺类物质，去除效果较好，达到排放标准。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种用于治理煤化工污水的复合菌剂及其应用。
背景技术
污水，通常指受一定污染的、来自生活和生产的排出水。污水主要有生活污水，工业污水和初期雨水。污水的主要污染物有病原体污染物，耗氧污染物，植物营养物，有毒污染物等。煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。目前，由于煤原料成本低廉，利用煤为原料合成液氨是大多数化工企业的选择。但是，以煤为原料的合成氨的生产企业，原料煤在造气、脱硫、脱碳、精制、氨合成过程中会排出大量污水。由于煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，在干馏过程中转变成各种氧、氮、硫的有机和无机化合物，使煤气中的水分及蒸汽的冷凝液中含有多种有毒有害的污染物，属于难治理的工业污水之一。如何去除污水中的高浓度氨氮和硫化物，成为以煤为原料的合成氨的企业所必须解决的技术难题。
以煤为原料的合成氨的生产企业，污水处理工艺的选择决定了污水处理的成本费用和去除效率。污水处理中氨氮、硫化物以及工业COD的方法有物理法、化学法和生物法等。物理方法有反渗透、蒸馏、吹脱、土壤灌溉；化学法有离子交换法、折点氯化法、电化学处理、催化裂解；生物处理方法主要有活性污泥法和生物膜法。在普通活性污泥法的基础上又演变出多种工艺，如AO法、MBR法等；生物膜法主要有生物接触氧化法、生物转盘等，以上方法中以选取生化处理方法居多。长期以来，生化污水处理碳源的投加一直使用甲醇、白糖(或工业葡萄糖)，而甲醇属于危化品，在使用过程中不仅存在很大的危险性；白糖成本较高，企业一般很难接受。
复合菌剂在环境保护方面的作用机理主要是：菌剂通过代谢反应将污染物氧化分解为CO2和H2O等终产物或转化为微生物的营养物质，促进自身的生长繁殖，就像光合细菌和芽孢杆菌等能将H2S转化成自身生长所需要的硫元素。现有技术处理煤化工污水的复合菌剂大多存在菌剂配伍不合理，去除效率低，以及并且成本较高，企业难以接受等缺陷，大大阻碍了生物法处理污水的应用进程。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，克服了现有技术中存在的不足之处，提供了一种用于治理煤化工污水的复合菌剂及其应用，该复合菌剂包含多种菌株，配伍合理，协同作用强，能够有效地去除污水中的氨氮、硫化物、苯胺类物质以及工业COD，投入成本低廉，可大规模推广使用。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种用于治理煤化工污水的复合菌剂，其按照如下方法制备而成：步骤1)制备辅料，步骤2)制备糊状料液，步骤3)制备载体，步骤4)制备复合菌剂。
具体地，所述复合菌剂按照如下方法制备而成：
步骤1)制备辅料：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径在50-100目之间的沸石粉，然后与腐植酸按照1∶2的重量比混合均匀，即得；
步骤2)制备糊状料液：将玉米秸秆晒干，用粉碎机粉碎成玉米秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将上述玉米秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，往反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在95℃以上，保温反应30分钟，最后自然冷却即得；玉米秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；
步骤3)制备载体：首先控制海藻糖和硅藻土的粒径均为100-200目，然后将硅藻土、海藻糖和甘油按照1∶1∶1的质量比混合均匀，即得；
步骤4)制备复合菌剂：将赤红球菌、藤黄微球菌、粪肠球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照5∶3∶3∶2∶1∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的糊状料液按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的辅料和步骤)3制备的载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20-22℃，干燥后含水量为10-12％，即得；所述辅料、载体以及糊状料液的质量比为1∶2∶5。
优选地，
所述赤红球菌为赤红球菌(Rhodococcus ruber)ATCC 15906；
所述藤黄微球菌为藤黄微球菌(Micrococcus 1uteus)ATCC 49442；
所述粪肠球菌为粪肠球菌(Enterococcus faecalis)为ATCC 29212；
所述鲍曼不动杆菌为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606；
所述成晶节杆菌为成晶节杆菌(Arthrobacter crystallopoietes)ATCC 15481；
所述多黏类芽孢杆菌为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842；
所述荧光假单胞菌为荧光假单胞菌(P.Fluorescens)ATCC 49642。
所述腐植酸的粒径为50-100目。
上述复合菌剂的使用方法包括：首先去除污水中的悬浮物和石油类物质，然后添加盐酸调整污水的pH为7-7.5，按照每立方米液体每次投加20克复合菌剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。
本发明所述菌种均可以从美国模式培养物集存库(ATCC)等商业渠道购买得到。本发明的菌株的扩大培养方法可按照文献记载或者现有技术的记载进行，此处不是本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。
本发明取得的有益效果主要但不限于以下几个方面：
本发明复合菌剂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；本发明的复合菌剂将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效菌剂，按一定量投加到污水处理系统中，加速菌株对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行；本发明复合菌剂适于煤化工污水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放；本发明通过农业废弃物制备了碳源养料，价格便宜，容易被企业接受；本发明添加了一定粒径的沸石粉和腐植酸构成的辅料，可用来聚集污染物和菌体，提高了菌株和污染物的接触面积，提高了生物氧化效率。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于治理煤化工污水的复合菌剂，其按照如下方法制备而成：
步骤1)制备辅料：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径50目的沸石粉，然后与腐植酸按照1∶2的重量比混合均匀，即得；所述腐植酸的粒径为50目；
步骤2)制备糊状料液：将玉米秸秆晒干，用粉碎机粉碎成玉米秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将玉米秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，在反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在100℃，保温反应30分钟，自然冷却即得糊状料液；玉米秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；
步骤3)制备载体：首先控制海藻糖和硅藻土的粒径均为100目，然后将硅藻土、海藻糖和甘油按照1∶1∶1的质量比混合均匀，即得；
步骤4)制备复合菌剂：
将赤红球菌、藤黄微球菌、粪肠球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照5∶3∶3∶2∶1∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的糊状料液按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的辅料和步骤)3制备的载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为10％，即得；所述辅料、载体以及糊状料液的质量比为1∶2∶5。
上述复合菌剂的使用方法包括：首先去除污水中的悬浮物和石油类物质，然后添加盐酸调整污水的pH为7，按照每立方米液体每次投加20克复合菌剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。
实施例2
一种用于治理煤化工污水的复合菌剂，其按照如下方法制备而成：
步骤1)制备辅料：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径100目的沸石粉，然后与腐植酸按照1∶2的重量比混合均匀，即得；所述腐植酸的粒径为100目；
步骤2)制备糊状料液：将玉米秸秆晒干，用粉碎机粉碎成玉米秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将玉米秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，在反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在100℃，保温反应30分钟，自然冷却即得糊状料液；玉米秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；
步骤3)制备载体：首先控制海藻糖和硅藻土的粒径均为200目，然后将硅藻土、海藻糖和甘油按照1∶1∶1的质量比混合均匀，即得；
步骤4)制备复合菌剂：
将赤红球菌、藤黄微球菌、粪肠球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照5∶3∶3∶2∶1∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的糊状料液按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的辅料和步骤)3制备的载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为22℃，干燥后含水量为12％，即得；所述辅料、载体以及糊状料液的质量比为1∶2∶5。
所述赤红球菌为赤红球菌(Rhodococcus ruber)ATCC 15906(J.Bacteriol.November2001)；
所述藤黄微球菌为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442(APPLIED ANDENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY1992，p.3423-3425)；
所述粪肠球菌为粪肠球菌(Enterococcus faecalis)为ATCC 29212(In Vivo.2009Jan-Feb；23(1)：81-7.)；
所述鲍曼不动杆菌为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606(Infect Immun.2012Mar；80(3)：1015-24)；
所述成晶节杆菌为成晶节杆菌(Arthrobacter crystallopoietes)ATCC 15481(Appl.Environ.Microbiol.March 15，200975：61774-1777)。
所述多黏类芽孢杆菌为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842(J.Microbiol.Biotechnol.(2006)，16(10)，1650-1655)
所述荧光假单胞菌为荧光假单胞菌(P.Fluorescens)ATCC49642(WO2003066873A1).
上述复合菌剂的使用方法包括：首先去除污水中的悬浮物和石油类物质，然后添加盐酸调整污水的pH为7，按照每立方米液体每次投加20克复合菌剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。
实施例3
以本市某公司的煤化工污水为实例，首先去除污水中的悬浮物和石油类物质，然后添加盐酸调整污水的pH为7，按照每立方米液体每次投加实施例2制备的复合菌剂20克，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。每次检测均取三次水样，求平均值；经检测各指标均达到理想排放标准，污水的检测指标见表1：
表1
结论：本发明复合菌剂能够有效地去除煤化工污水中的氨氮、硫化物以及苯胺类物质，去除效果较好，达到排放标准，可以推广使用。
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 (4)
1.一种用于治理煤化工污水的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂按照如下方法制备而成：步骤1)制备辅料，步骤2)制备糊状料液，步骤3)制备载体，步骤4)制备复合菌剂。
2.根据权利要求1所述的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂按照如下方法制备而成：
步骤1)制备辅料：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径在50-100目之间的沸石粉，然后与腐植酸按照1∶2的重量比混合均匀，即得；
步骤2)制备糊状料液：将玉米秸秆晒干，用粉碎机粉碎成玉米秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将上述玉米秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，往反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在95℃以上，保温反应30分钟，最后自然冷却即得；玉米秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；
步骤3)制备载体：首先控制海藻糖和硅藻土的粒径均为100-200目，然后将硅藻土、海藻糖和甘油按照1∶1∶1的质量比混合均匀，即得；
步骤4)制备复合菌剂：将赤红球菌、藤黄微球菌、粪肠球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照5∶3∶3∶2∶1∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的糊状料液按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的辅料和步骤)3制备的载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20-22℃，干燥后含水量为10-12％，即得；所述辅料、载体以及糊状料液的质量比为1∶2∶5。
3.根据权利要求2所述的复合菌剂，其特征在于，
所述赤红球菌为赤红球菌(Rhodococcus ruber)ATCC 15906；
所述藤黄微球菌为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442；
所述粪肠球菌为粪肠球菌(Enterococcus faecalis)为ATCC 29212；
所述鲍曼不动杆菌为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606；
所述成晶节杆菌为成晶节杆菌(Arthrobacter crystallopoietes)ATCC 15481；
所述多黏类芽孢杆菌为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842；
所述荧光假单胞菌为荧光假单胞菌(P.Fluorescens)ATCC 49642。
4.根据权利要求2或3所述的复合菌剂，其特征在于，所述腐植酸的粒径为50-100目。
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