CN106754547B - 一种高效多功能污水微生物活化菌剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效多功能污水微生物活化菌剂及其应用。本发明是利用遗弃蛋白质及少量添加剂经过发酵、脱水、蒸发、粉碎、配料及包装等一系列生产工序，制作成粉剂产品，得到进入休眠状态的活化菌。使用本发明的菌种应用于生化系统的污泥驯化，改变了生化系统污泥的驯化方式，一般只需要按照3‑10g/m3废水的投加比例，连续投加1‑2周，生化系统的即可获得活力旺盛的、接种数量足够的微生物菌群，进一步提高了微生物菌群的成长速度，提高了生化系统对废水中有机物的降解速率及效率。

Description

一种高效多功能污水微生物活化菌剂及其应用
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种高效多功能污水微生物活化菌剂及其在废水处理中的应用。
背景技术
目前来说，对于污水的生化处理所采用的菌种多数采用驯化的外接菌种。
现有的外接菌种是污水厂中的活性污泥，含水率高达99％以上，有效菌种量比较少，每次接种菌种的时候需要大量的活性污泥菌种，存在运输难度大；这种活性污泥菌种又属于严控废物，存在环保监察管理难度大；活性污泥菌种在驯化接种过程又同时存在大量死泥、漂泥，对接种的生化系统而言，驯化难度大，管理不方便，清理难度大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效多功能污水微生物活化菌及其在废水处理中的应用。
本发明所采取的技术方案是：
一种高效多功能污水微生物活化菌剂，利用富含蛋白质的餐厨垃圾培养基进行微生物的发酵培养，温度控制在50-60℃，发酵时间控制7-10天，获得大量微生物菌而很少代谢产物，进一步脱水、蒸发、粉碎、配料及包装工序，使得微生物干化后休眠，得到高效多功能污水微生物活化菌剂。
优选的，控制餐厨垃圾的固体物质中蛋白质在60％以上，植物不超过25％，其他物质不超过15％；匀浆；加水搅拌均匀，控制湿度为75％-85％，pH为6-8，得到餐厨垃圾培养基。
优选的，控制餐厨垃圾的固体物质中蛋白质在60％-80％，植物类为10％-25％，其他物质为5％-15％。
优选的，蛋白质包括没用的肉、鱼、虾等，以及其他遗弃的蛋白质物质。
优选的，植物主要为菜类，含量不够时或可适当补充树叶、草等纤维质丰富的物质。
优选的，其他物质包括骨头、钙、砂等他微小固体物质，起到疏松作用。
优选的，餐厨垃圾培养基中还需添加0.5％-1％的添加剂，添加剂包括粉状粘土、面粉、米糠等。
优选的，微生物发酵时需额外添加微生物活化菌，包括35-70％的芽孢杆菌，8％-35％的酵母菌、10％-35％的乳酸菌和5％-15％的霉菌。
优选的，微生物活化菌中，包括40％-60％的芽孢杆菌，15％-35％的酵母菌、15％-25％的乳酸菌和10％-15％的霉菌，按照质量百分比计。
优选的，微生物活化菌中，芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌；酵母菌选自啤酒酵母、产朊假丝酵母、热带假丝酵母、解脂假丝酵母；乳酸菌选自乳酸片球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌；霉菌选自曲霉。
优选的，将发酵产物进行脱水至含水率60-80％；采用板框机压滤压榨方式脱水。
优选的，将发酵产物进行压榨脱水至含水率70％-75％。
优选的，经过脱水后的发酵产物再转入蒸发器进行水分蒸发，蒸发过程温度控制在50-60℃，脱水至初产品含水率控制在40-45％。
脱水步骤是将机械脱水难以去除的水分进一步利用蒸发处理，温度控制在50-60℃为最佳，如果太高容易杀死菌种；温度太低会造成蒸发效率降低，时间延长，可能导致发酵进一步延长和副产物的增多。脱水至初产品含水率控制在40-45％之间，确保微生物中间的孔隙水接近于零，此时繁殖的微生物因为缺乏水分而进入休眠状态。在经过粉碎、包装，干燥存储即可使用，得到一种高效多功能污水微生物活化菌。
一种高效多功能污水微生物活化菌剂的制备方法，包括下列步骤：
1)收集餐厨垃圾，进行初筛，去除非食物垃圾杂质；控制餐厨垃圾中的蛋白质在60％以上，植物不超过25％，其他物质不超过15％；
2)将餐厨垃圾沥水，匀浆，加入少量添加剂；加水搅拌均匀，制备得到餐厨垃圾培养基，控制餐厨垃圾培养基的湿度为75％-85％，pH为6-8；
3)按照质量比0.1-0.5％加入微生物活化菌种；然后进入生产流程；
4)采用流水线方式，将混合后的原材料通过生产输送带，输送带下端设置热交换器，热交换器加温原材料，温度加温到50-60度之间，再分批按量输送到发酵槽内；
5)采用恒温控制的发酵罐进行发酵，温度控制在50-60℃，发酵时间控制在7-10天；
6)将发酵产物进行初步压榨脱水至含水率60％-80％，然后再进入蒸发器蒸发，蒸发过程温度控制在50-60℃，脱水至初产品含水率控制在40-45％；
7)粉碎、包装，干燥存储。
优选的，控制餐厨垃圾的固体物质中蛋白质在60％-90％，植物为5％-25％，其他物质为5％-15％。
优选的，控制餐厨垃圾的固体物质中蛋白质在60％-80％，植物为10％-25％，其他物质为5％-15％。
优选的，添加剂包括粉状粘土、面粉、米糠等，添加量为餐厨垃圾培养基的0.5％-1％。
优选的，微生物活化菌种中包括35-70％的芽孢杆菌，8％-35％的酵母菌、10％-35％的乳酸菌和5％-15％的霉菌。
优选的，微生物活化菌中包括40％-60％的芽孢杆菌，15％-35％的酵母菌、15％-25％的乳酸菌和10％-15％的霉菌，按照质量百分比计。
优选的，微生物活化菌中，芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌；酵母菌选自啤酒酵母、产朊假丝酵母、热带假丝酵母、解脂假丝酵母；乳酸菌选自乳酸片球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌；霉菌选自曲霉。
上述所述的高效多功能污水微生物活化菌剂在生化系统的污泥驯化中的应用，其特征在于：按照3-10g/m3废水的投加比例，连续投加1-2周。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种能够快速进行污(废)水处理生化系统驯化接种及提高废水氨氮处理效率的微生物活化菌种。本发明改变了以往污(废)水处理生化系统微生物驯化需要外加活性污泥接种菌种进行培养的传统方法，只需要在污(废)水处理生化系统中按照要求投加本发明方法制备的少量微生物活化菌剂就可以将污(废)水处理生化系统中的微生物驯化培养好。
本发明是利用遗弃蛋白质(餐厨垃圾；没用的鱼、虾；其他遗弃的蛋白质物质)及少量添加剂经过发酵、脱水、蒸发、粉碎、配料及包装等一系列生产工序，制作成粉剂产品，便于存储、运输及使用。
使用本发明的微生物菌剂应用于生化系统的污泥驯化，改变了生化系统污泥的驯化方式，一般只需要按照5-10g/m3废水的投加比例，连续投加1-2周，生化系统的即可获得活力旺盛的、接种数量足够的微生物菌群，进一步提高了微生物菌群的成长速度，提高了生化系统对废水中有机物的降解速率及效率。
使用本发明的菌种应用于生化系统中氨氮的降解，一般只需要按照3-6g/m3废水的投加比例，连续投加1-2周，生化系统的硝化菌即可翻倍增长，进一步提高了废水中的氨氮的硝化反应速率及效率，从而达到实际降解废水中氨氮的目的。
附图说明
图1为驯化一周后的镜检结果；
图2为驯化二周后的现场结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
实施例1
收集餐厨垃圾(包括没用的鱼、虾；其他遗弃的蛋白质物质)数吨，对餐厨垃圾进行初筛，去除非食物垃圾杂质，沥水。
控制餐厨垃圾中的蛋白质在65％，主要为没用的肉、鱼、虾等；植物类为20％，主要为菜类，适当补充树叶、草等纤维质丰富的物质；其他物质如骨头、钙、砂等他微小固体物质为15％；将餐厨垃圾沥水，匀浆，加入0.5％的粉状粘土和0.5％的面粉；加水搅拌均匀，控制湿度为80％，pH为6-8；制备得到餐厨垃圾培养基。
在餐厨垃圾培养基中添加质量比为0.3％的微生物活化菌，包括55％的芽孢杆菌，15％的酵母菌、20％的乳酸菌和10％的霉菌，按照质量百分比计。其中，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等质量混合；酵母菌为啤酒酵母、产朊假丝酵母、热带假丝酵母、解脂假丝酵母等质量混合；乳酸菌为乳酸片球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌等质量混合；霉菌选自曲霉。
然后将物料转入生产流程。整个生产流程，采用流水线方式，将配置要的原材料通过生产输送带，输送带下端设置热交换器，热交换器加温原材料，温度加温到50-60度之间，再分批按量输送到发酵槽内。
发酵采用的是恒温控制的发酵罐，温度控制在50-60度之间，使蛋白质腐化，使有机质分解形成大量腐殖质，产生大量的微生物孢芽菌、多种类的酶，催化各种不同的微生物反应过程；发酵时间控制7-10天，不等原材料完全发酵即可停止发酵，此过程中，微生物大部分在生长、繁殖，很少产生代谢产物。
将发酵产物(已经含有大量微生物菌)进行初步压榨脱水至含水率75％，然后再进入蒸发器蒸发，蒸发过程温度控制在50-60度之间，不宜太高，避免杀死菌种，脱水至初产品含水率控制在40-45％之间，确保微生物中间的孔隙水接近于零，此时繁殖的微生物因为缺乏水分而进入休眠状态。在经过粉碎、包装，干燥存储即可使用，得到一种高效多功能污水微生物活化菌。
利用上述微生物活化菌剂进行污水处理，与外加污泥活化菌种进行对比。结果见表1。
表1
Figure BDA0001211662930000041
Figure BDA0001211662930000051
其中，驯化一周后的镜检结果见图1。图1A显示本发明微生物活化菌剂投加驯化一周后，明显大量后生动物出现；而图1B显示外加污泥驯化一周后，只有少量后生动物出现。驯化二周后的现场结果见图2。图2A显示本发明菌种投加驯化二周后，软性填料上污泥附着比较多；污泥多代表菌种丰富，废水中一般以污泥多表观上说明菌种丰富。而图2B显示外加污泥驯化二周后，软性填料上污泥附着少。经过估算，图2A上的污泥比2B上污泥的量多50％-80％。
实施例2
收集餐厨垃圾数吨，对餐厨垃圾进行初筛，去除非食物垃圾杂质，并沥水。
控制餐厨垃圾的固体物质中的蛋白质在70％，青菜等植物类20％，其他物质如骨头、钙、砂等他微小固体物质为10％；将餐厨垃圾沥水，匀浆，加入1％的粉状粘土；加水搅拌均匀，控制为80％，pH为6-8；制备得到餐厨垃圾培养基。
在餐厨垃圾培养基中添加质量比为0.1％的微生物活化菌，包括40％的芽孢杆菌，30％的酵母菌、15％的乳酸菌和15％的霉菌，按照质量百分比计。其中，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等质量混合；酵母菌为啤酒酵母、产朊假丝酵母、热带假丝酵母、解脂假丝酵母等质量混合；乳酸菌为乳酸片球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌等质量混合；霉菌选自曲霉。
然后将物料转入生产流程。整个生产流程，采用流水线方式，原材料通过生产输送带，输送带下端设置热交换器，热交换器加温原材料，温度加温到55℃，再分批按量输送到发酵槽内。
发酵采用的是恒温控制的发酵罐，温度控制在55℃，使蛋白质腐化，使有机质分解形成大量腐殖质，产生大量的微生物孢芽菌、多种类的酶，催化各种不同的微生物反应过程；发酵时间控制在8天，不等原材料完全发酵即可停止发酵，此过程中，微生物大部分在生长、繁殖，很少产生代谢产物。
将发酵产物进行初步压榨脱水，将含水率从90％以上的含水率脱水到75％，采用机械压滤；然后再进入蒸发器蒸发，蒸发过程温度控制在55℃，脱水至初产品含水率控制在40-45％之间，确保微生物中间的孔隙水接近于零，此时繁殖的微生物因为缺乏水分而进入休眠状态。粉碎、包装，干燥存储，制备得到高效多功能污水微生物活化菌剂。
实施例3
收集餐厨垃圾数吨，对餐厨垃圾进行初筛，去除非食物垃圾杂质，沥水。
控制餐厨垃圾的固体物质中的蛋白质在80％，植物类不超过15％，其他物质包括骨质、钙、砂或者其他微小固体物质不超过5％；将餐厨垃圾沥水，匀浆，加入1％的米糠；加水搅拌均匀，控制湿度为80％，pH为7，制备得到餐厨垃圾培养基。
在餐厨垃圾培养基中添加质量比为0.2％的微生物活化菌，包括50％的芽孢杆菌，18％的酵母菌、22％的乳酸菌和10％的霉菌，按照质量百分比计。其中，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等质量混合；酵母菌为啤酒酵母、产朊假丝酵母、热带假丝酵母、解脂假丝酵母等质量混合；乳酸菌为乳酸片球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌、戊糖片球菌等质量混合；霉菌选自曲霉。
然后将物料转入生产流程。整个生产流程，采用流水线方式，原材料通过生产输送带，输送带下端设置热交换器，热交换器加温原材料，温度加温到50-60度之间，再分批按量输送到发酵槽内。
发酵采用的是恒温控制的发酵罐，温度控制在50-60度之间，使蛋白质腐化，使有机质分解形成大量腐殖质，产生大量的微生物孢芽菌、多种类的酶，催化各种不同的微生物反应过程；发酵时间控制7-10天，不等原材料完全发酵即可停止发酵，此过程中，微生物大部分在生长、繁殖，很少产生代谢产物。
将发酵产物进行初步压榨脱水，将含水率从90％以上的含水率脱水到75％，采用机械压滤；然后再进入蒸发器蒸发，蒸发过程温度控制在58℃，脱水至初产品含水率控制在40-45％之间，确保微生物中间的孔隙水接近于零，此时繁殖的微生物因为缺乏水分而进入休眠状态。粉碎、包装，干燥存储，制备得到高效多功能污水微生物活化菌剂。
对比例1
其他条件同实施例1，不同之处在于，控制餐厨垃圾中的蛋白质在50％，植物类为30％，其他物质为20％。
由于培养基蛋白质的比例偏低，导致有效菌种少，同时由于发酵时腐化快，产生大量代谢产物，产品化后保质期不长，容易滋生有害微生物破坏原有菌种。
对比例2
其他条件同实施例1，不同之处在于，发酵时间控制在12天，等原材料完全发酵后停止发酵。
结果也是有效菌种减少，效果不佳，同时发酵完毕后，有用的微生物比如芽孢杆菌等大量减少，同时代谢产物增多，有效组分减少。
对比例3
其他条件同实施例1，不同之处在于，初产品含水率控制在35％。
由于含水率过高过低都影响活化菌剂的保存及对菌剂中微生物的保护，含水率过高，容易引起微生物自身繁殖而失效，含水率过低则容易使菌剂有效组分失水干化死去而失效。
将本发明所制备得到高效多功能污水微生物活化菌剂进行生产实践。
实用例一
时间：2015年5月-7月，地点：广东银洋树脂有限公司。
对广东银洋树脂有限公司树脂废水系统直接替代活性污泥进行生化驯化。每天先取出实施例1制备的0.5kg微生物活化菌剂，浸泡在水桶中，浸泡4h，然后分上午10点，下午20点两个时间点，分2部分均匀播洒在好氧池中，每天固定同一个时间播洒。总共使用微生物活化菌10kg，时间20天。处理前COD高达30000mg/L，处理后出水COD低于100mg/L，出水效果达到设计要求。
实用例二
时间：2015年10月-11月，地点：惠州龙柏线路板有限公司。
对惠州龙柏线路板有限公司废水生化系统进行脱氮处理。每天按照3g/m3废水计算，取出实施例2制备的0.5kg微生物活化菌剂，浸泡在水桶中，浸泡4h，然后分别于上午10点，下午20点两个时间点，分2部分均匀播洒在好氧池中即可，每天固定同一个时间播洒。总共使用了微生物活化菌15kg，时间30天，出水氨氮的出水从原来的25mg/L左右，降低到10mg/L以下。
实用例三
时间：2015年12月-2016年1月，地点：深圳医疗卫生专业服务中心
对深圳医疗卫生专业服务中心的生化系统进行驯化。由于出水量比较大，前5天，按照10g/m3废水的计算，每天先取出实施例3制备的2kg微生物活化菌剂，浸泡在水桶中，浸泡4h，然后分上午10点，下午20点两个时间点，分2部分均匀播洒在好氧池中，每天固定同一个时间播洒。后10天，按照5g/m3废水的计算，每天先取出1kg菌种，浸泡在水桶中，浸泡4h，然后分上午10点，下午20点两个时间点，分2部分均匀播洒在好氧池中即可，每天固定同一个时间播洒。
总共使用微生物活化菌20kg，时间15天，废水处理前COD350mg/L左右，处理后出水在70mg/L左右，生化系统正常运行，处理出水稳定达标。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高效多功能污水微生物活化菌剂，其特征在于：利用富含蛋白质的餐厨垃圾培养基进行微生物的发酵培养，温度控制在50-60℃，发酵时间控制7-10天，获得大量微生物菌而很少代谢产物，进一步脱水、蒸发、粉碎、配料及包装工序，使得微生物干化后休眠，得到高效多功能污水微生物活化菌剂，其中，控制餐厨垃圾的固体物质中蛋白质在60%-80%，植物为10%-25%，其他物质为5%-15%，所述蛋白质选自没用的肉、鱼、虾或其他遗弃的蛋白质物质；所述植物主要为菜类，含量不够时可适当补充纤维质丰富的物质；所述其他物质为起疏松作用的微小固体颗粒；匀浆：加水搅拌均匀，控制湿度为75%-85%，pH为6-8，得到餐厨垃圾培养基，微生物发酵时需额外添加微生物活化菌，包括35-70%的芽孢杆菌，8%-35%的酵母菌、10%-35%的乳酸菌和5%-15%的霉菌，将发酵产物进行脱水至含水率60%-80%，经过脱水后的发酵产物再进入蒸发器蒸发，蒸发过程温度控制在50-60℃，脱水至初产品含水率控制在40-45%；
所述微生物活化菌中，芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）；酵母菌选自啤酒酵母（Sac-charomyces cerevisiae）、产朊假丝酵母（Candida utilis）、热带假丝酵母（Candida tropicalis）、解脂假丝酵母（Candida lipolytica）；乳酸菌选自乳酸片球菌（Pediococcusacidilactici）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）、粪链球菌（Enterococcus faecalis）、戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus）；霉菌选自曲霉（Aspergillus）。
2.一种高效多功能污水微生物活化菌剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
1）收集餐厨垃圾，进行初筛，去除非食物垃圾杂质；控制餐厨垃圾的固体物质中蛋白质在60%-80%，植物为10%-25%，其他物质为5%-15%，所述植物为纤维质丰富的物质，所述其他物质为起到疏松作用的微小固体颗粒；
2）将餐厨垃圾沥水，匀浆，加入少量添加剂；加水搅拌均匀，制备得到餐厨垃圾培养基，控制餐厨垃圾培养基的湿度为75%-85%，pH 为6-8；
3）按照质量比0.1-0.5%加入权利要求1所述的微生物活化菌；然后进入生产流程；
采用流水线方式，将混合后的原材料通过生产输送带，输送带下端设置热交换器，4）热交换器加温原材料，温度加温到50-60℃之间，再分批按量输送到发酵槽内；
5）采用恒温控制的发酵罐进行发酵，温度控制在50-60℃，发酵时间控制在7-10天；
6）将发酵产物进行初步压榨脱水至含水率60%-80%，然后再转入蒸发器进行水分蒸发，蒸发过程温度控制在50-60℃，脱水至初产品含水率控制在40-45%；
7）粉碎、包装，干燥存储。
3.权利要求1所述的高效多功能污水微生物活化菌剂在生化系统的污泥驯化中的应用，其特征在于：按照3-10g/m3废水的投加比例，连续投加1-2周。
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