CN109019867A - 一种氨氮去除菌缓释剂、及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氨氮去除菌缓释剂，所述氨氮去除菌缓释剂包括固体培养基、包埋于所述固体培养基中的复合微生物菌剂或菌群；所述复合微生物菌剂或菌群是指能有效去除水中氨氮污染物的氨氮去除菌；所述固体培养基的组分包括胶状聚合物，并且所述胶状聚合物为明胶、结冷胶中的一种或两种。本发明缓释剂产品应用范围广，可以用于高氨氮工业废水的治理，特别适用于流动水域、河流、湖泊网箱养殖等流动水体污染治理。

Description

一种氨氮去除菌缓释剂、及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及微生物处理高浓度氨氮污水的技术领域，具体地，涉及固定化微生物处理高浓度氨氮污水技术，特别涉及一种固定化效果好，能长时间处理河流或网箱养殖水体等流动水域水污染的微生物缓释剂。
背景技术
近年来，随着工农业、畜牧业的快速发展，居民生活污水、灌溉污水、农业化肥等对农村和城市水源都存在一定的氨氮污染。同时，许多工业废水都存在氨氮超标现象，像石化、炼油、印染、皮革、钢铁等行业出水氨氮往往不达标。随着氨氮废水排放量的不断增大，氨氮已超过COD成为影响地表水水环境质量的首要指标，成为现阶段国家环保重点治理的对象之一。目前，氨氮废水（尤其是高浓度氨氮废水）的处理是环境科学与工程领域的研究热点和难点。
目前，工艺上主要采用化学药物进行氨氮废水的水质改良，主要包括沸石、过氧化钙、漂白粉等，它们对降低池水中氨氮和硫化氢含量及提高池水溶氧含量方面具有一定的作用，但这些化学药物会破坏正常生态环境，造成二次污染。而且，当水质污染较严重时，药物只能在短期内发挥一定的效果，长期效果不明显。
为了应对日益严峻的水污染问题，科学家在努力寻找低成本、低能耗、二次污染低的新型水处理技术。由于微生物在去除污染物中的独特作用，微生物去除氨氮污染物技术被视为相对有效、经济节能的新型水处理技术。
现有的微生物水处理技术中常采用液体或粉末状微生物制剂，这类菌剂可以通过在水体中大量增殖成为优势菌群，并以水体中的污染物为营养源，达到减少污染物的目的。在处理污水时，通常是直接将微生物制剂接种在待处理的污水中，通过微生物的生长、吸收、代谢将污染物质浓度降低，但是由于环境因素、容易流失（如：河流、湖泊网箱养殖等流动水体）等原因，致使传统方法有较大的局限性，且处理效果不是很理想。
近年来，固定化微生物水处理技术也开始逐渐发展，通过将有益菌固定在特定载体上，来防止水流将有益菌稀释。常见的载体如：海藻酸钠、硅藻土、纤维素等，但这种方法固定的微生物体不够牢靠，容易脱落，稳定性较和耐冲击性能差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以用于各类高氨氮工业废水，流动水域、河流、湖泊网箱养殖等流动水体的氨氮污染治理且缓释效果较好的氨氮去除菌缓释剂。
本发明所要解决的技术问题还包括提供上述氨氮去除菌缓释剂的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种氨氮去除菌缓释剂，所述氨氮去除菌缓释剂包括固体培养基、包埋于所述固体培养基中的复合微生物菌剂或菌群；所述复合微生物菌剂或菌群是指能有效去除水中氨氮污染物的氨氮去除菌；所述固体培养基的组分包括胶状聚合物，并且所述胶状聚合物为明胶、结冷胶中的一种或两种。
进一步的技术方案中，所述复合微生物菌剂或菌群含有：硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌中的一种或多种。
进一步的技术方案中，所述胶状聚合物为明胶、结冷胶的混合物，并且所述明胶的使用量为所述氨氮去除菌缓释剂总质量的10%~15%；所述结冷胶的使用量为所述氨氮去除菌缓释剂总质量的1%~2%。优选地，所述明胶的使用量为所述氨氮去除菌缓释剂总质量的10~12%；所述结冷胶的使用量为所述氨氮去除菌缓释剂总质量的1.5~1.7%。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：一种制备氨氮去除菌缓释剂的方法，所述氨氮去除菌缓释剂采用以下原料制备，按照重量份数计算，包括：500~600份水，100~150份明胶，10~20份结冷胶，6~7份碳酸氢钠，0.3~0.4份亚硝酸钠，0.4~0.6份七水硫酸镁，3~4份氯化铵，0.3~0.4份磷酸氢二钾，0.5~1份九合水硫化钠，500~600份复合氨氮去除菌菌液。
所述的一种制备氨氮去除菌缓释剂的方法，依次包括：
步骤一、在容器中加入500~600ml水，将水加热至70~80℃；停止加热；
步骤二、边搅拌边缓慢添加125g明胶；
步骤三、边搅拌边缓慢添加20g结冷胶；
步骤四，边搅拌边缓慢添加6.5g碳酸氢钠；
步骤五，边搅拌边缓慢添加0.35g亚硝酸钠；
步骤五，边搅拌边缓慢添加0.5g七水硫酸镁；
步骤六，边搅拌边缓慢添加3.5 g氯化铵；
步骤七，边搅拌边缓慢添加0.35g磷酸氢二钾；
步骤八，边搅拌边缓慢添加硫化钠溶液得混合物，所述硫化钠溶液采用0.8g九合水硫化钠溶于10ml热水配制而成；
步骤九，让所述步骤八制备得到的混合物自然冷却到35~38℃，然后添加500ml复合氨氮去除菌菌液，混匀，自然凝固。
所述步骤九中，所述复合氨氮去除菌菌液包含硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌。
进一步的技术方案中，所述复合氨氮去除菌菌液含有硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌的浓度均大于等于109 CFU/g。具体实施时，所述复合微生物菌剂或菌群可以为市售的利蒙微生物菌液，商品名为利蒙LLMO 复合氨氮去除菌。
本发明还提供所述的氨氮去除菌缓释剂的应用，将所述氨氮去除菌缓释剂可用于处理氨氮为100~200 mg/L的工业污水。
在某些实施方案中，将所述氨氮去除菌缓释剂用于处理氨氮为150~200mg/L的工业污水。在某些实施方案中，将所述氨氮去除菌缓释剂用于处理氨氮为100~149mg/L的工业污水。
所述的氨氮去除菌缓释剂的应用，所述氨氮去除菌缓释剂的投放量为：1吨污水投放100~150g氨氮去除菌缓释剂。
本发明中，所述热水的温度为70~80℃。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）本发明缓释剂产品应用范围广，可以用于高氨氮工业废水的治理，特别适用于流动水域、河流、湖泊网箱养殖等流动水体氨氮污染治理。
（2）本发明缓释剂产品固定化效果好，能长时间处理河流或网箱养殖水体等流动水域水污染。
（3）本发明氨氮去除菌缓释剂在25℃的水域环境中，溶解胶体的周期为3天；在100L初始氨氮为150mg/L的工业污水中投加10g该氨氮去除菌缓释剂，在水温25℃、溶解氧≥2mg/L的情况下，72小时氨氮去除率达到60%以上，96小时氨氮去除率达到95%以上。
（4）本发明产品氨氮去除菌缓释剂为胶状产品，可以制备成任意形状；经过真空包装后，保存1~2年后；氨氮去除能力几乎不变。
（5）本发明氨氮去除菌缓释剂的制备方法适合于工业化大规模生产。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
在容器中加入500ml自来水，水加热至70~80℃时停止加热。边搅拌边缓慢添加125g明胶；边搅拌边缓慢添加20g结冷胶；边搅拌边缓慢添加6.5g碳酸氢钠；边搅拌边缓慢添加0.35g亚硝酸钠；边搅拌边缓慢添加0.5g七水硫酸镁；边搅拌边缓慢添加3.5 g氯化铵；边搅拌边缓慢添加0.35g磷酸氢二钾；边搅拌边缓慢添加硫化钠溶液，所述硫化钠溶液采用0.8g九合水硫化钠溶于10ml热水配制而成。
待让所述步骤八的混合物自然冷却到35~38℃，然后边搅拌边缓慢在混合物中添加500ml复合氨氮去除菌菌液，混匀，自然凝固，即得到氨氮去除菌缓释剂。
所述复合氨氮去除菌菌液为市售的利蒙微生物菌液，商品名为利蒙LLMO氨氮去除菌。
本发明的氨氮去除菌缓释剂在25℃的水域环境中，溶解胶体的周期为3天；在100L初始氨氮为150mg/L的工业污水中投加10g该氨氮去除菌缓释剂，在水温25℃、溶解氧≥2mg/L的情况下，72小时氨氮去除率达到60%，96小时氨氮去除率达到95%。
本发明的氨氮去除菌缓释剂在25℃的水域环境中，溶解胶体的周期为3天；在100L初始氨氮为200mg/L的工业污水中投加10g该氨氮去除菌缓释剂，在水温25℃、溶解氧≥2mg/L的情况下，96小时氨氮去除率达到65%，120小时氨氮去除率达到98%。
实施例2：将实施例1按照100倍放大生产。
将实施例2扩大生产的氨氮去除菌缓释剂投放在25℃的水域环境中，溶解胶体的周期为3天；在100L初始氨氮为150mg/L的工业污水中投加10g该氨氮去除菌缓释剂，在水温25℃、溶解氧≥2mg/L的情况下，72小时氨氮去除率达到55%，96小时氨氮去除率达到90%，120小时氨氮去除率达到95%。
实施例3：将实施例1按照100倍放大生产后，制备成柱条状，取1kg真空包装保存12个月。
将实施例3保存12个月后的氨氮去除菌缓释剂在25℃的水域环境中，溶解胶体的周期为3天；在100L初始氨氮为150mg/L的工业污水中投加10g该氨氮去除菌缓释剂，在水温25℃、溶解氧≥2mg/L的情况下，72小时氨氮去除率达到50%，96小时氨氮去除率达到85%，120小时氨氮去除率达到95%。
如上所述，便可以较好地实现本发明。

Claims (10)

1.一种氨氮去除菌缓释剂，其特征在于：所述氨氮去除菌缓释剂包括固体培养基、包埋于所述固体培养基中的复合微生物菌剂或菌群；所述复合微生物菌剂或菌群是指能有效去除水中氨氮污染物的氨氮去除菌；所述固体培养基的组分包括胶状聚合物，并且所述胶状聚合物为明胶、结冷胶中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的氨氮去除菌缓释剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂或菌群含有：硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氨氮去除菌缓释剂，其特征在于，所述胶状聚合物为明胶、结冷胶的混合物，并且所述明胶的使用量为所述氨氮去除菌缓释剂总质量的10%~20%；所述结冷胶的使用量为所述氨氮去除菌缓释剂总质量的1.2%~3%。
4.一种制备氨氮去除菌缓释剂的方法，其特征在于，所述氨氮去除菌缓释剂采用以下原料制备，按照重量份数计算，包括：500~600份水，100~150份明胶，15~20份结冷胶，6~7份碳酸氢钠，0.3~0.4份亚硝酸钠，0.4~0.6份七水硫酸镁，3~4份氯化铵，0.3~0.4份磷酸氢二钾，0.5~1份九合水硫化钠，500~600份复合氨氮去除菌菌液。
5.如权利要求4所述的一种制备氨氮去除菌缓释剂的方法，其特征在于，依次包括：
步骤一、在容器中加入500~600ml水，将水加热至70~80℃；停止加热；
步骤二、边搅拌边缓慢添加125g明胶；
步骤三、边搅拌边缓慢添加20g结冷胶；
步骤四，边搅拌边缓慢添加6.5g碳酸氢钠；
步骤五，边搅拌边缓慢添加0.35g亚硝酸钠；
步骤五，边搅拌边缓慢添加0.5g七水硫酸镁；
步骤六，边搅拌边缓慢添加3.5 g氯化铵；
步骤七，边搅拌边缓慢添加0.35g磷酸氢二钾；
步骤八，边搅拌边缓慢添加硫化钠溶液，所述硫化钠溶液采用0.8g九合水硫化钠溶于10ml热水配制而成；
步骤九，让所述步骤八的混合物自然冷却到35~38℃，然后添加500ml复合氨氮去除菌菌液，混匀，自然凝固。
6.如权利要求4或5所述的一种制备氨氮去除菌缓释剂的方法，其特征在于，所述步骤九中，所述复合氨氮去除菌菌液包含硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌。
7.如权利要求6所述的一种制备氨氮去除菌缓释剂的方法，其特征在于，所述复合氨氮去除菌菌液含有硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌的浓度均大于等于109 CFU/g。
8.权利要求1~7任意一项所述的氨氮去除菌缓释剂的应用，将所述氨氮去除菌缓释剂可用于处理氨氮为100~200 mg/L的工业污水。
9.权利要求8所述的氨氮去除菌缓释剂的应用，将所述氨氮去除菌缓释剂用于处理氨氮为150~200mg/L的工业污水。
10.权利要求8或9所述的氨氮去除菌缓释剂的应用，其特征在于，所述氨氮去除菌缓释剂的投放量为：1吨污水投放100~150g氨氮去除菌缓释剂。
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