CN105060495B - 一种修复高氨氮工业污水的生物制剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物环保技术领域，公开了一种修复高氨氮工业污水的生物制剂，其按照如下方法制备而得：步骤1)制备菌剂，步骤2)制备复合藻液，步骤3)制备生物载体，步骤4)制备生物制剂。本发明生物制剂能够有效地去除污水中的污染物，应用前景广阔。

Description

一种修复高氨氮工业污水的生物制剂

技术领域

本发明属于生物环保技术领域，具体涉及一种修复高氨氮工业污水的生物制剂。

背景技术

工业污水是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业污水成分复杂，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。

目前生物修复是工业污水治理非常有潜力的途径，其主要包括植物修复、微生物修复以及微生物-植物联合修复。微生物修复由于效率高，不产生二次污染，是国内外研究关注的热点。进行微生物修复，不但需要得到高效降解菌后，还应具备性能优良的载体材料，当前应用较多的是粉碎的作物秸秆和无机材料，进行载体材料的选择时，一、载体材料要有吸附微生物的性能；二、能支撑微生物正常生长繁殖，不能对微生物产生毒害作用；三、能为微生物降解功能的发挥创造条件。且为了获得高效生物制剂，微生物的合理配伍以及载体制备属于研究的难点和重点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种修复高氨氮工业污水的生物制剂。本发明是采用如下技术方案实现的：

一种修复高氨氮工业污水的生物制剂，其按照如下方法制备而得：

步骤1)制备菌剂，步骤2)制备复合藻液，步骤3)制备生物载体，步骤4)制备生物制剂。具体地，包括如下步骤：

步骤1)制备菌剂：

将花生壳和秸秆按照1∶1的重量比投入到粉碎机中，粉碎后过100目筛，得到复合粉末；将巨大芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10⁷个/ml的菌液，然后按照2∶2∶1∶1的体积比混合，得到混合菌液；将混合菌液和复合粉末按照1∶1的重量比混合均匀，即得；

步骤2)制备复合藻液：

将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×10⁵个/ml的藻液，然后按照1∶1的体积比混合，即得；

步骤3)制备生物载体：

(1)按照重量份称取下述各原料备用，其中，水20-30份，褐煤10-12份，高岭土8-10份，沸石粉6-8份，硫酸铵3-5份，甲壳素2-3份，硅胶粉1-2份；优选地，沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目，甲壳素的粒径为50目；

(2)将褐煤用破碎机进行破碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的粉末，即为物料1；

(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化钙溶液，搅拌均匀，然后360℃焙烧3小时，得到物料2；

(4)将水，物料1，物料2，硫酸铵，甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，静置30min，然后200转/min搅拌3min，最后置于60℃烘干至水分含量为5％(重量份数)，即得生物载体；

步骤4)制备生物制剂：

将菌剂、复合藻液以及微生物载体按照2∶1∶5的质量比混合，搅拌均匀，30℃干燥至含水量为15％，即得。

本发明所用的菌种和藻类均可以从保藏中心等商业途径购买得到。

本发明所述的菌种和藻类均可通过常规的培养方法得到所需浓度的菌液或藻液，此并非本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明制备的生物载体，不仅能够扩大载体的比表面积，而且具有抗拉强度大、分布均匀、比表面积大，使用寿命长等特点；本发明通过浸泡焙烧等工艺，增加了生物载体的孔径数目，提高了表面粗糙度以及比表面积，增强了吸附能力；针对不同原料采用不同的粒径，增大了复合物的比表面积；本发明提供的载体能够大大提高微生物的附着量，增加整体附着的生物膜量，反应槽中的微生物浓度得以提高，并且能够减少污泥产生量；本发明提供的载体提供的厌氧、缺氧和好氧的多样环境的存在可以促进硝化反硝化效果，同时促进污泥的减量化，有利于废水中氨氮等污染物的去除；本发明的生物制剂将各种能形成优势菌群的菌种和藻类，配制成高效生物制剂，各微生物之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，生物量大，繁殖快。

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

一种修复高氨氮工业污水的生物制剂，其按照如下方法制备而得：

步骤1)制备菌剂，步骤2)制备复合藻液，步骤3)制备生物载体，步骤4)制备生物制剂。具体地，包括如下步骤：

步骤1)制备菌剂：

将花生壳和秸秆按照1∶1的重量比投入到粉碎机中，粉碎后过100目筛，得到复合粉末；将巨大芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10⁷个/ml的菌液，然后按照2∶2∶1∶1的体积比混合，得到混合菌液；将混合菌液和复合粉末按照1∶1的重量比混合均匀，即得；

步骤2)制备复合藻液：

将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×10⁵个/ml的藻液，然后按照1∶1的体积比混合，即得；

步骤3)制备生物载体：

(1)按照重量份称取下述各原料备用，其中，水20份，褐煤10份，高岭土8份，沸石粉6份，硫酸铵3份，甲壳素2份，硅胶粉1份；其中，沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目，甲壳素的粒径为50目；

(2)将褐煤用破碎机进行破碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的粉末，即为物料1；

(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化钙溶液，搅拌均匀，然后360℃焙烧3小时，得到物料2；

(4)将水，物料1，物料2，硫酸铵，甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，静置30min，然后200转/min搅拌3min，最后置于60℃烘干至水分含量为5％(重量份数)，即得生物载体；

步骤4)制备生物制剂：

将菌剂、复合藻液以及微生物载体按照2∶1∶5的质量比混合，搅拌均匀，30℃干燥至含水量为15％，即得。

实施例2

一种修复高氨氮工业污水的生物制剂，其按照如下方法制备而得：

步骤1)制备菌剂，步骤2)制备复合藻液，步骤3)制备生物载体，步骤4)制备生物制剂。具体地，包括如下步骤：

步骤1)制备菌剂：

将花生壳和秸秆按照1∶1的重量比投入到粉碎机中，粉碎后过100目筛，得到复合粉末；将巨大芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10⁷个/ml的菌液，然后按照2∶2∶1∶1的体积比混合，得到混合菌液；将混合菌液和复合粉末按照1∶1的重量比混合均匀，即得；

步骤2)制备复合藻液：

将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×10⁵个/ml的藻液，然后按照1∶1的体积比混合，即得；

步骤3)制备生物载体：

(1)按照重量份称取下述各原料备用，其中，水30份，褐煤12份，高岭土10份，沸石粉8份，硫酸铵5份，甲壳素3份，硅胶粉2份；其中，沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目，甲壳素的粒径为50目；

(2)将褐煤用破碎机进行破碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的粉末，即为物料1；

(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化钙溶液，搅拌均匀，然后360℃焙烧3小时，得到物料2；

(4)将水，物料1，物料2，硫酸铵，甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，静置30min，然后200转/min搅拌3min，最后置于60℃烘干至水分含量为5％(重量份数)，即得生物载体；

步骤4)制备生物制剂：

将菌剂、复合藻液以及微生物载体按照2∶1∶5的质量比混合，搅拌均匀，30℃干燥至含水量为15％，即得。

其中，所述巨大芽孢杆菌为(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267(可参见CN101215532)；嗜酸乳酸杆菌为(Lactobacillus acidophilus)ATCC4356(可参见Appl.Environ.Microbiol.December 2008vol.74，no.24 7824-7827)，鲍曼不动杆菌为(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606(可参见Infect Immun.2012Mar；80(3)：1015-24)，鞘氨醇单孢菌为(Sphingomonas sp.)CGMCC NO.4589(可参见CN102168054A)，斜生栅藻为(Scenedesmus obliquus)CGMCC No.8015(可参见CN103484374A)，小球藻为(Chlorella sp.)CGMCC NO：3037(CN101565675A)。

实施例3

本发明生物制剂的污水处理试验：

水样选择：以市污水处理厂的工业废水为实例；

试验组：本发明实施例2的生物制剂；处理方式：第一天投加5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。

对照组1：生物载体使用硅藻土载体；微生物配伍和实施例2相同；处理方式：连续投加三天后，每天5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。

对照组2：生物载体与实施例2相同，不同之处是，仅添加四种菌，但不添加藻类；处理方式：第一天投加5g/立方米，再静置六天，检测处理结果见表1。

表1

结论：本发明生物载体比常规的硅藻土载体的比表面积大一倍以上，微生物附着效果好，而且投入次数和重量均减少，使用寿命长，无需多次投放，节约了成本，降低了污泥的产生量。本发明生物制剂能够有效地去除工业废水中的氨氮、硫化物以及苯胺类物质，完全达到排放标准。

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)

1.一种修复高氨氮工业污水的生物制剂，其特征在于，所述生物制剂按照如下方法制备而得：

步骤1)制备菌剂，包括如下步骤：将花生壳和秸秆按照1∶1的重量比投入到粉碎机中，粉碎后过100目筛，得到复合粉末；将巨大芽孢杆菌，嗜酸乳酸杆菌，鲍曼不动杆菌以及鞘氨醇单孢菌分别培养至浓度为1×10⁷个/ml的菌液，然后按照2∶2∶1∶1的体积比混合，得到混合菌液；将混合菌液和复合粉末按照1∶1的重量比混合均匀，即得；

步骤2)制备复合藻液，包括如下步骤：

将斜生栅藻和小球藻分别培养至浓度为1×10⁵个/ml的藻液，然后按照1∶1的体积比混合，即得；

步骤3)制备生物载体，包括如下步骤：

(1)按照重量份称取下述各原料备用，其中，水20-30份，褐煤10-12份，高岭土8-10份，沸石粉6-8份，硫酸铵3-5份，甲壳素2-3份，硅胶粉1-2份；

(2)将褐煤用破碎机进行破碎，然后添加高岭土，混合均匀，研磨至100目的粉末，即为物料1；

(3)向沸石粉中添加相同重量的1M氯化钙溶液，搅拌均匀，然后360℃焙烧3小时，得到物料2；

(4)将水，物料1，物料2，硫酸铵，甲壳素以及硅胶粉依次添加到搅拌反应器中，500转/min搅拌10min，静置30min，然后200转/min搅拌3min，最后置于60℃烘干至水分含量为5％，即得生物载体；

步骤4)制备生物制剂，包括如下步骤：

将菌剂、复合藻液以及微生物载体按照2∶1∶5的质量比混合，搅拌均匀，30℃干燥至含水量为15％，即得；

所述巨大芽孢杆菌为(Bacillus megatherium)CGMCC NO.2267；

所述嗜酸乳酸杆菌为(Lactobacillus acidophilus)ATCC 4356；

所述鲍曼不动杆菌为(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606；

所述鞘氨醇单孢菌为(Sphingomonas sp.)CGMCC NO.4589；

所述斜生栅藻为(Scenedesmus obliquus)CGMCC NO.8015；

所述小球藻为(Chlorella sp.)CGMCC NO.3037。

2.根据权利要求1所述制剂，其特征在于，所述沸石粉和硅胶粉的粒径均为200目，甲壳素的粒径为50目。