CN107502580A - 一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理领域，具体公开了一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂和其制备方法，功能菌剂中的好氧反硝化菌能对畜禽养殖废水中的氨氮进行有效的分解和转化，能极大的降低畜禽养殖废水中氨氮的含量；同时酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和光合菌能够协同作用，分层次的将畜禽养殖废水中的COD进行分解，能够有效的且快速的将畜禽养殖废水中大量的COD进行降解。本方案中的功能菌剂能有效降低养畜禽养殖废水中的COD和氨氮。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉和一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂。
背景技术
随着人民生活水平的提高，我国畜禽养殖业得以飞速发展。由于畜禽对所喂食蛋白质饲料的吸收利用率较低，饲料中50-70％的氮、磷随粪便、尿液排出体外，因此其粪便中含有大量的氮磷化合物；如果将畜禽养殖废水直接排入到自然界中，畜禽养殖废水中的氮磷化合物转化为硝酸盐和磷酸盐，引起水体中藻类过度繁殖及土壤板结，对水环境和土壤造成严重危害；易引起水源水体污染，人类饮水造成传染疾病的流行；同时饲料中通常添加含有铜、砷、汞、锌、硒等重金属元素的促生长添加剂，经食物链的生物富集作用进入人体，威胁人类健康。因此，如何规模化地处置畜禽养殖污染物成为亟待解决的问题。
大规模化养殖场排出的畜禽养殖废水一般具有以下四个特点，①高COD，其COD浓度达到：5000～2000mg/L；②高氨氮，浓度至少在600mg/L以上；③高悬浮物，浓度在5000～12000mg/L；③色度难去除，另外还含有抗生素、重金属等。
针对以上的畜禽养殖废水，通常采用以下三种模式进行处理：①还田模式：是一种传统处理方法，将废水直接排入农田中以提高土壤的肥力，提高农作物的产量，但是其确定就是必须要有充足的土地资源去承载和消耗。据统计，一万头生猪的养猪场所产生的废水至少需要90公顷的土地去消耗，而我国是人多地少的国家，还田模式处理畜禽养殖废水是很有限的，而且处理不当，还会造成污染源的扩大。②生态化处理模式是采用人工湿地、稳定塘等方式，利用微生物和植物之间的联合作用来处理，该模式优点也很多，但是缺点也很明显，比如占地面积大、季节和温度变化对处理效果影响较大，如果处理不当，就会造成污染物的释放而形成新的污染。③生物反应器处理模式，如:固液分离-厌氧-好氧、鸟粪石法-厌氧-好氧等。但生物反应器处理模式都存在成本高、控制难度大等问题。
该畜禽养殖废水中采用还田模式或生态化处理模式是采用人工湿地、稳定塘等方式进行处理时，由于畜禽养殖废水中有极高的COD和氨氮，相应的田地或湿地难以达到自行降解的效果，极易导致污染源的扩大，对田地或湿地造成破坏；同时采用生物反应器对高COD和氨氮的畜禽养殖废水进行处理时，成本极高，且达到的效果一般。
发明内容
本发明意在提供一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，以使用功能菌剂能有效降低养畜禽养殖废水中的COD和氨氮。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，功能菌剂的组份为好氧反硝化菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌。
基础方案的原理及其优点：好氧反硝化菌能将畜禽养殖废水中的亚硝酸盐、硝酸盐氧化成氮气，实现对畜禽养殖废水中亚硝酸盐和硝酸盐的分解，以降低畜禽养殖废水中硝态氮和亚硝态氮的含量，避免亚硝酸盐和硝酸盐的累积而抑制硝化菌和亚硝化菌的生长，降低对氨氮的降解。
酵母菌能将畜禽养殖废水中的COD分解，进而能够高效的去除畜禽养殖废水中的COD；光合菌能借助畜禽养殖废水中的COD作为碳源进行增殖，增殖的同时对COD进行分解，被光合菌分解后的残存固态有机物与光合菌代谢的副产品形成生物污泥；此后芽孢杆菌能够进一步的分解生物污泥中残存的固态有机物和光合菌代谢后产生的附产物；乳酸菌一方面能将畜禽养殖废水中的COD进行分解实现对畜禽养殖废水的清洁，另一方面能对畜禽养殖废水中残留的农药进行降解，降低畜禽养殖废水内农药的残留。
芽孢杆菌在增殖的同时，会释放出高活性的分解酵素，将废水中难降解的大分子有机物分解成小分子的有机物，有利于其他几种菌的生长利用，具有占据空间的优势，抑制有害菌、病原菌等有害微生物的生长繁殖，保证其他功能菌剂的生长空间，促进其他功能菌剂在废水处理过程中发挥优势。
进一步，功能菌剂的组份为好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液，所述功能菌剂的总菌数大于1000CFU/g。当功能菌剂中的总菌数大于1000CFU/g时，说明功能菌剂已经具有了分解蓄禽养殖废水的能力，能够使用到蓄禽养殖废水的处理中。
进一步，所述好氧反硝化菌包括施氏假单胞菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯氏菌和鲍氏不动杆菌，所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌，所述乳酸菌包括双歧杆菌，所述酵母菌为假丝酵母，所述光合菌为沼泽红假单胞菌。
进一步，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按体积份数分别为：氧反硝化菌菌液3-5份、芽孢杆菌菌液1-3份、乳酸菌菌液0.5-1.5份、酵母菌菌液1-3份、光合菌菌液0.5-1.5份。
进一步，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按体积比为：4:2:1:2:1。通过多次的试验后，此为好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液体积比例的最佳比值，能够有效的促进各种菌的增殖，同时能让蓄禽养殖废水内的COD和氨氮被快速分解。
进一步，所述好氧反硝化菌菌液包括施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液，且各组份的体积份数分别为：施氏假单胞菌菌液1.5-2份、鞘氨醇杆菌菌液3-3.5份、克雷伯氏菌菌液1.5-2份、鲍氏不动杆菌菌液3-3.5份。
进一步，所述施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液按体积比为1.7:3.3:1.7:3.3。通过多次的试验后，此为好氧反硝化菌菌液中施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液体积配比的最佳比例，能够有效的促进各种菌的增殖，能让整个好氧反硝化菌菌液的细菌总数快速达标，同时能让增强好氧反硝化菌菌液对氨氮的分解能力。
采用上述技术方案时，功能菌剂中的好氧反硝化菌能对畜禽养殖废水中的氨氮进行有效的分解和转化，能极大的降低畜禽养殖废水中氨氮的含量；同时酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和光合菌能够协同作用，分层次的将畜禽养殖废水中的COD进行分解，能够有效的且快速的将畜禽养殖废水中大量的COD进行降解。
本发明的另一目的是提供一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤a)菌种准备：准备好氧反硝化菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌原种，将各菌种分别进行活化；
步骤b)扩大培养：将步骤a)中活化后的各种菌种原种分别扩大培养成菌液，再将每种菌液分别通过单独的发酵罐进行发酵；
步骤c)菌液混合：将步骤b)中单独发酵的四种好氧反硝化菌菌液按施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液按体积比1.7:3.3:1.7:3.3混合，再将好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、光合菌菌液按体积比4:2:1:2:1混合，制得功能菌剂。
进一步，步骤b)中扩大培养的具体操作为：①一级振荡培养：取5mL步骤a)中经过活化的五种菌种原种分别接种到相应的液体培养基中(100mL)，温度为30℃，振荡培养24～48h，得到500mL菌液；
②二级曝气培养：把500mL菌液接种到10L的发酵罐中，温度为30℃，溶液pH值为6.5-7.5，曝气培养40h，得到5L的菌液；
③三级发酵培养：把5L菌液接种到100L的发酵罐中，温度为30℃，溶液pH值为6.5-7.5，曝气培养40h，得到50L的菌液；
④四级发酵培养：将50L的菌液放入到1m3的发酵罐中，发酵至发酵罐内微生物总菌数达1000CFU/g以上。
采用上述技术方案时，根据本发明处理畜禽养殖废水的高效复合微生物功能菌剂的制备方法，将步骤c)中单独发酵的四种好氧反硝化菌菌液按施氏假单胞菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯氏菌和鲍氏不动杆菌菌液体积比2:2:3:4混合，再将好氧反硝化菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合菌菌液体积比4:2:1:2:1混合，便于对各个菌种的体积比例进行控制，让各个菌种的体积占比更为精确，能让菌种之间的协同作用达到最佳。
本发明的另一目的是提供一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂的使用方法，包括如下步骤：
步骤1)投放微生物着床填料：向生化处理水池中投加球形悬浮填料，球形悬浮填料的直径为100mm，球形悬浮填料的投入体积为生化处理水池容纳体积的30％；
步骤2)投加处理畜禽养殖废水的功能菌剂：在生化处理水池中投加处理畜禽养殖废水的功能菌剂，投加量为水池体积的0.01％-0.03％。
采用上述技术方案时，在将功能菌剂放置到生化处理水池中前，先将球形悬浮填料放置到生化处理水池中，便于功能菌剂在对生化处理水池中的畜禽养殖废水进行处理时，功能菌剂中的各种菌种能够依附在球形悬浮填料快速的繁殖，能够提高功能菌剂中的各种菌种的增殖速度，进而能够提高畜禽养殖废水的处理速度；此过程中对，球形悬浮填料投加量和功能菌剂的投加量进行限定，能够让球形悬浮填料的量和功能菌剂的量与畜禽养殖废水量相匹配，让功能菌剂既能快速的让将畜禽养殖废水中的COD和氨氮进行分解，又能保证功能菌剂不被浪费。
附图说明
图1为本发明一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂的制备使用流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例中功能菌剂的制备和使用过程基本如附图1所示：
步骤A)菌种准备：准备施氏假单胞菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯氏菌、鲍氏不动杆菌、枯草芽孢杆菌、双歧杆菌、假丝酵母和沼泽红假单胞菌原种，并将各菌种分别进行活化；
步骤B)扩大培养：将步骤A)中活化后的各菌种原种分别接种到相应的液体培养基中(100mL)，温度为30℃，振荡培养36h，得到500mL菌液；把得到的500mL菌液接种到10L的发酵罐中，温度为30℃，溶液pH为7，曝气培养40h，得到5L的菌液；把得到的5L菌液接种到100L的发酵罐中，温度为30℃，溶液pH值为7，曝气培养40h，得到50L的菌液；将50L的菌液放入1m3发酵罐进行发酵，发酵至发酵罐内微生物总菌数达1010CFU/g以上；
步骤C)菌液混合：将步骤B)中单独发酵的四种好氧反硝化菌菌液按施氏假单胞菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯氏菌和鲍氏不动杆菌菌液体积比2:2:3:4混合，获得好氧反硝化菌菌液；再将好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、光合菌菌液按体积比4:2:1:2:1混合，得到本发明处理养猪废水的功能菌剂；
步骤D)投放微生物着床填料：向生化处理水池中投加球形悬浮填料，球形悬浮填料的直径为100mm，球形悬浮填料投加量为生化处理水池容纳体积的30％；
步骤E)投加处理养猪废水的功能菌剂：在循环集水池中投加步骤C)制得的功能菌剂，投加量为水池体积的0.02％。
表1
使用实施例中提供的处理畜禽养殖废水的功能菌剂对某养殖场排放的废水进行小试处理，此时进入到循环集水池中的畜禽养殖废水中的COD的含量为2000mg/L，氨氮的含量为200mg/L，采用实施例中的功能菌剂对畜禽养殖废水进行处理后，循环集水池出水处的测得的处理后的畜禽养殖废水中的COD的含量降低至118.2mg/L，氨氮的含量降低至6.7mg/L，如表1所示有机污染物(COD)的含量降低了94.09％，氨氮污染物的含量降低了96.65％，由此可见，实施例中的功能菌剂能够高效的将畜禽养殖废水中的有机污染物(COD)、氨氮污染物等进行分解，降低畜禽养殖废水对环境的污染。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，功能菌剂的组份为好氧反硝化菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌。
2.根据权利要求1所述的用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，功能菌剂的组份为好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液，所述功能菌剂的总菌数大于1000CFU／g。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，所述好氧反硝化菌包括施氏假单胞菌、鞘氨醇杆菌、克雷伯氏菌和鲍氏不动杆菌，所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌，所述乳酸菌包括双歧杆菌，所述酵母菌为假丝酵母，所述光合菌为沼泽红假单胞菌。
4.根据权利要求3所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按体积份数分别为：氧反硝化菌菌液3-5份、芽孢杆菌菌液1-3份、乳酸菌菌液0.5-1.5份、酵母菌菌液1-3份、光合菌菌液0.5-1.5份。
5.根据权利要求4所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按体积比为：4:2:1:2:1。
6.根据权利要求2所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，所述好氧反硝化菌菌液包括施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液，且各组份的体积份数分别为：施氏假单胞菌菌液1.5-2份、鞘氨醇杆菌菌液3-3.5份、克雷伯氏菌菌液1.5-2份、鲍氏不动杆菌菌液3-3.5份。
7.根据权利要求6所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂，其特征在于，所述施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液按体积比为1.7:3.3:1.7:3.3。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a）菌种准备：准备好氧反硝化菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌原种，将各菌种分别进行活化；
步骤b）扩大培养：将步骤a）中活化后的各种菌种原种分别扩大培养成菌液，再将每种菌液分别通过单独的发酵罐进行发酵；
步骤c）菌液混合：将步骤b）中单独发酵的四种好氧反硝化菌菌液按施氏假单胞菌菌液、鞘氨醇杆菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鲍氏不动杆菌菌液按体积比1.7:3.3:1.7:3.3混合，再将好氧反硝化菌菌液、芽孢杆菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、光合菌菌液按体积比4:2:1:2:1混合，制得功能菌剂。
9.根据权利要求8中所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂的制备方法，其特征在于，步骤b）中扩大培养的具体操作为：
①一级振荡培养：取5mL步骤a）中经过活化的五种菌种原种分别接种到相应的液体培养基中(100mL)，温度为30℃，振荡培养24～48h，得到500mL菌液；
②二级曝气培养：把500mL菌液接种到10L的发酵罐中，温度为30℃，溶液pH值为6.5-7.5，曝气培养40h，得到5L的菌液；
③三级发酵培养：把5L菌液接种到100L的发酵罐中，温度为30℃，溶液pH值为6.5-7.5，曝气培养40h，得到50L的菌液；
④四级发酵培养：将50L的菌液放入到1m3的发酵罐中，发酵至发酵罐内微生物总菌数达1000CFU／g以上。
10.根据权利要求1至7或权利要求9中任意一项所述的一种用于处理畜禽养殖废水的功能菌剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）投放微生物着床填料：向生化处理水池中投加球形悬浮填料，球形悬浮填料的直径为100mm，球形悬浮填料的投入体积为生化处理水池容纳体积的30%；
步骤2）投加处理畜禽养殖废水的功能菌剂：在生化处理水池中投加处理畜禽养殖废水的功能菌剂，投加量为水池体积的0.01%-0.03%。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171222 |