CN110331105A

CN110331105A - 一种污水处理复合菌剂及其制备方法

Info

Publication number: CN110331105A
Application number: CN201910626155.9A
Authority: CN
Inventors: 王业富; 李靖; 胡定邦; 范宇鹏; 胡坤坤; 任佳鑫
Original assignee: Hubei Zhen Fu Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Hubei Zhen Fu Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2019-10-15

Abstract

本发明公开了一种污水处理复合菌剂及其制备方法，污水处理复合菌剂含有以下重量份的成分：芽孢杆菌粉10～60份、乳酸菌粉10～20份、酵母菌粉10～20份、假单胞菌粉10～20份和高效活化剂1～10份。本发明的污水处理复合菌剂利用多种微生物间协调作用可以快速高效的降解养殖污水、生活污水中的COD、NH₄‑N和总磷；同时污水处理复合菌剂中的高效活化剂可以使菌种快速活化，进而加快水中污染物的降解。且使用方法简单易行，无需额外增加污水处理工艺，处理后的污水COD去除率达75％以上，NH₄‑N去除率达到85％以上，总磷去除率达到60％以上。

Description

一种污水处理复合菌剂及其制备方法

技术领域

本发明属于污水的生物处理技术领域，具体涉及一种污水处理复合菌剂及其制备方法。

背景技术

污水主要有生活污水、养殖污水和工业废水。工业污水成分比较复杂，特别是大量的人工合成化合物进入环境，这类物质主要是氨氮类、硫化物以及含磷化合物，由于这些物质本身结构的复杂性，传统的废水处理方法用活性污泥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。

随着养殖业的迅速发展，尤其是集约化养殖使得水体污染变严重，近年来报道中由于养殖导致的水质恶化问题越来越多。养殖水域中的主要污染物是饲料残饵、排泄物、以及一些药物，饲料中氮和磷营养物的积累会导致水体富营养化，还会导致水体中化学需氧量、氨氮、亚硝酸盐等严重超标。

此外，随着社会工业化进程的加快，大量的难降解有机污染物被排放到环境中，例如多环芳烃、卤代化合物、多氯联苯及有机氮磷农药等。这些有机物污染物大多是人工合成的，因此在自然环境中对其具有高效降解功能的微生物种类和数量都很少，且在种间竞争中处于劣势。采用传统的生物处理方法很难实现这些有机物的高效降解。

发明内容

本发明的目的是提供一种可快速高效降解有机污水，显著降低污水的 COD、NH₄-N及总磷指标的污水处理复合菌剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种污水处理复合菌剂，含有以下重量份的成分：芽孢杆菌粉10～60份、乳酸菌粉10～20份、酵母菌粉10～20份、假单胞菌粉10～20份和高效活化剂 1～10份。

优选地，所述芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌中的至少一种；所述乳酸菌选自植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌中的至少一种；所述酵母菌选自产朊假丝酵母菌、毕赤酵母菌或酿酒酵母菌中的至少一种；所述假单胞菌选自沼泽红假单胞菌或铜绿假单胞菌中的至少一种。

优选地，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌，所述乳酸菌为植物乳杆菌，所述酵母菌为产朊假丝酵母菌，所述假单胞菌为沼泽红假单胞菌。

优选地，所述枯草芽孢杆菌含量为1.0*10¹⁰～2.0*10¹¹cfu/g；所述植物乳杆菌含量为1.0*10⁹～1.5*10¹⁰cfu/g；所述产朊假丝酵母菌含量为 1.0*10⁹～1.5*10¹⁰cfu/g；所述沼泽红假单胞菌含量为1.0*10¹⁰～1.5*10¹¹cfu/g；所述高效活化剂含量为1％～10％。

优选地，所述有效活菌总数不低于2*10¹⁰cfu/g。

优选地，所述高效活化剂含有葡萄糖、红糖、蛋白胨和维生素。

本发明还提供一种污水处理复合菌剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，菌种发酵培养：将芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和假单胞菌分别在培养基中进行发酵培养；

步骤2，菌种浓缩：将步骤1中的各个菌种的发酵液进行固液分离得到固体菌种；

步骤3，喷雾干燥：将步骤2中的各个固体菌种进行喷雾干燥即得到各个菌种的干粉；

步骤4，混合：将步骤3中各个菌种的干粉按一定重量比例混合并加入高效活化剂即得到污水处理复合菌剂。

优选地，所述步骤1中芽孢杆菌在大豆蛋白胨或土豆蛋白胨或玉米浆培养基中进行发酵培养；所述乳酸菌在MRS培养基中进行发酵培养；所述酵母菌在营养肉汁培养基中进行发酵培养；所述假单胞菌在麦芽汁培养基中进行发酵培养。

优选地，所述发酵培养条件为：培养温度25℃～35℃，培养时间1～2天。

本发明中各菌种的作用：芽孢杆菌能分泌蛋白酶、半纤维素水解酶和淀粉酶等多种高活性胞外酶，这些酶通过分解和吸收水体中的有机物来改善富营养化的水体。另外，它分泌的几丁质酶能促进水体中有机物分解，为微生物的生长繁殖提供必需的能量，对养殖动物的粪便及残饵具有一定的降解作用，也能抑制病原微生物的生长繁殖，降解水体中亚硝氮、COD和氨氮等有害物质，从而达到净化水质的目的。

乳酸菌属于异养型厌氧微生物，适合在溶氧低或无氧的条件下生长，乳酸菌在生长代谢过程中分泌一种糖类化合物胞外多糖，它包括荚膜多糖和粘质多糖，这些分泌到细胞外的代谢产物具有絮凝活性，形成微生物絮凝剂；它们通过对水体中不易降解的固体悬浮颗粒、有机碎屑等凝聚、沉淀来达到净化水质作用。

酵母菌具有代谢旺盛、耐高渗透压、生长快、真菌细胞大、适应性强的优点，且酵母菌能自然形成假菌丝球或菌丝，对污水具有良好的沉降性。

沼泽红假单胞菌是一种光合细菌，在光照和厌氧条件下，其吸收并利用脂肪酸等易降解的有机物，通过胞外蛋白酶，将水中有机氮转为氨基酸，氨基酸通过脱氨基作用转变成氨氮，随后与水体中的氨氮一起进入菌体中，被其同化利用；在光照和好氧条件下，其利用O₂为电子受体进行有氧呼吸，并氧化胞内储存的PHAs获得能量，同时氧化外界的乙酸和氨氮等有机底物获取能量，从而达到脱氮除磷的作用。

本发明中的各个微生物菌种均可以购于中国典型培养物保藏中心 (CCTCC)。

与现有技术相比，本发明的技术效果主要体现在：本发明的污水处理复合菌剂利用多种微生物间协调作用可以快速高效的降解养殖污水、生活污水中的COD、NH₄-N和总磷；同时污水处理复合菌剂中的高效活化剂可以使菌种快速活化，进而加快水中COD的降解。且使用方法简单易行，无需额外增加污水处理工艺，处理后的污水COD去除率达75％以上，NH₄-N去除率达到85％以上，总磷去除率达到60％以上。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本发明实施一提供一种污水处理复合菌剂及其制备方法。污水处理复合菌剂制备过程如下：

步骤1，菌种发酵培养：将枯草芽孢杆菌在大豆蛋白胨培养基中30℃进行发酵培养1天，凝结芽孢杆菌在土豆蛋白胨培养基中30℃进行发酵培养1 天，地衣芽孢杆菌在玉米浆培养基中30℃进行发酵培养1天；将植物乳杆菌在MRS培养基中30℃进行发酵培养1天，沼泽红假单胞菌在营养肉汁培养基中30℃进行发酵培养2天，产朊假丝酵母在麦芽汁培养基中30℃进行培养1天；

步骤2，菌种浓缩：将步骤1中的各个菌种的发酵液采用离心机进行固液分离，得到各个固体菌种；

步骤3，喷雾干燥：将步骤2中的各个固体菌种进行喷雾干燥即得到各个菌种的干粉，喷雾时进风温度设为180℃，出风温度控制在63～65℃。

步骤4，混合：将步骤3中各个菌种的干粉按一定重量比例混合即得到污水处理复合菌剂，含枯草芽孢杆菌粉20份、凝结芽孢杆菌粉18份、地衣芽孢杆菌粉20份、植物乳杆菌粉10份、产朊假丝酵母菌粉10份、沼泽红假单胞菌粉18份及4份高效活化剂。每克污水处理复合菌剂枯草芽孢杆菌含量为1.0*10¹¹cfu/g，凝结芽孢杆菌含量为4.0*10¹⁰cfu/g，地衣芽孢杆菌含量为1.0*10¹¹cfu/g，植物乳杆菌含量为1.5*10¹⁰cfu/g，产朊假丝酵母菌含量为1.5*10¹⁰cfu/g，沼泽红假单胞菌含量为1.0*10¹⁰cfu/g。每1份高效活化剂包含0.6份葡萄糖、0.3份蛋白胨和0.1份维生素C。高效活化剂用于为菌种提供丰富的营养，促进菌种的生长繁殖。

实施例二：

本发明实施二提供一种污水处理复合菌剂及其制备方法。污水处理复合菌剂制备过程如下：

步骤1，菌种发酵培养：将枯草芽孢杆菌在大豆蛋白胨培养基中25℃进行发酵培养2天，凝结芽孢杆菌在土豆蛋白胨培养基中25℃进行发酵培养2 天，地衣芽孢杆菌在玉米浆培养基中30℃进行发酵培养1天；将植物乳杆菌在MRS培养基中25℃进行发酵培养1天，沼泽红假单胞菌在营养肉汁培养基中25℃进行发酵培养2天，产朊假丝酵母在麦芽汁培养基中30℃进行培养1天；

步骤4，混合：将步骤3中各个菌种的干粉按一定重量比例混合即得到污水处理复合菌剂，含枯草芽孢杆菌粉16份、凝结芽孢杆菌粉18份、地衣芽孢杆菌粉16份、植物乳杆菌粉14份、产朊假丝酵母菌粉10份、沼泽红假单胞菌粉20份及2份高效活化剂。每克污水处理复合菌剂枯草芽孢杆菌含量为1.2*10¹¹cfu/g，凝结芽孢杆菌含量为3.5*10¹⁰cfu/g，地衣芽孢杆菌含量为1.5*10¹¹cfu/g，植物乳杆菌含量为2.0*10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌含量为2.5*10⁹cfu/g，沼泽红假单胞菌含量为1.2*10¹⁰cfu/g。

实施例三：

本发明实施三提供一种污水处理复合菌剂及其制备方法。污水处理复合菌剂制备过程如下：

步骤1，菌种发酵培养：将枯草芽孢杆菌在大豆蛋白胨培养基中35℃进行发酵培养1天，凝结芽孢杆菌在土豆蛋白胨培养基中35℃进行发酵培养1 天，地衣芽孢杆菌在玉米浆培养基中30℃进行发酵培养2天；将植物乳杆菌在MRS培养基中35℃进行发酵培养1天，沼泽红假单胞菌在营养肉汁培养基中35℃进行发酵培养1天，产朊假丝酵母在麦芽汁培养基中35℃进行培养1天；

步骤4，混合：将步骤3中各个菌种的干粉按一定重量比例混合即得到污水处理复合菌剂，含枯草芽孢杆菌粉20份、凝结芽孢杆菌粉16份、地衣芽孢杆菌粉10份、植物乳杆菌粉15份、产朊假丝酵母菌粉10份、沼泽红假单胞菌粉18份及8份高效活化剂。每克污水处理复合菌剂枯草芽孢杆菌含量为1.6*10¹¹cfu/g，凝结芽孢杆菌含量为3.0*10¹⁰cfu/g，地衣芽孢杆菌含量为1.5*10¹⁰cfu/g，植物乳杆菌含量为5.0*10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌含量为2.5*10⁹cfu/g，沼泽红假单胞菌含量为1.0*10¹⁰cfu/g。

实施例四：

本发明实施例四提供一种验证本发明实施例一制备的污水处理复合菌剂在降解污水COD功效上的方法。

(1)取武汉周边县城养猪场的养殖污水50L，取来后分装至5个2L 的烧杯，每个装液1.5L，分别编号1～5，分别添加0％、0.2％、0.4％、0.6％、 0.8％实施例一制备的污水处理复合菌剂，在30℃条件下模拟AO工艺的厌氧池，在此条件下培养72h，72h后测定污水的COD指标。具体结果见表 1。

表1不同菌剂添加量对COD的去除效果

由表1可以看出，添加污水处理复合菌剂可以显著降低污水中的COD，当菌剂添加量为0.8％时，COD去除率达到76.7％。

(2)取武汉周边县城养猪场的养殖污水100L，取来后分装至5个30L 的方形有机玻璃容器，每个容器上方横排并列悬挂4排海绵条，容器底部铺设环形曝气管。每个有机玻璃容器装液20L，分别编号1～5，分别添加0％、 0.2％、0.4％、0.6％、0.8％实施例一制备的污水处理复合菌剂；模拟AO工艺的好氧池，在30℃条件下，进行间歇式曝气，每间隔1h曝气2h；在此条件下培养72h，72h后测定污水的COD、NH₄-N、TP等指标。具体结果见表2。

表2不同菌剂添加量在曝气下对COD、NH₄-N、TP的去除效果

由表2可以看出，添加污水处理复合菌剂可以显著降低污水中的COD、 NH₄-N、TP。当菌剂添加量为0.8％时，COD去除率达到93.36％，NH₄-N去除率达到90.28％，总磷去除率达到78.96％。

(3)取武汉某小区的生活污水100L，取来后分装至5个30L的方形有机玻璃容器，每个容器上方横排并列悬挂4排海绵条，容器底部铺设环形曝气管。每个有机玻璃容器装液20L，分别编号1～5，分别添加0％、0.1％、0.2％、 0.4％、0.6％实施例一制备的污水处理复合菌剂；模拟AO工艺的好氧池，在 30℃条件下，进行间歇式曝气，每间隔1h曝气2h；在此条件下培养72h，72 h后测定污水的COD、NH₄-N、TP等指标。具体结果见表3。

表3不同菌剂添加量在曝气下对COD、NH₄-N、TP的去除效果

由表3可以看出，添加污水处理复合菌剂可以显著降低污水中的COD、 NH₄-N、TP。当菌剂添加量为0.6％时，COD去除率达到90.12％，NH₄-N去除率达到86.28％，总磷去除率达到60.45％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种污水处理复合菌剂，其特征在于，含有以下重量份的成分：芽孢杆菌粉10～60份、乳酸菌粉10～20份、酵母菌粉10～20份、假单胞菌粉10～20份和高效活化剂1～10份。

2.如权利要求1所述的一种污水处理复合菌剂，其特征在于，所述芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌中的至少一种；所述乳酸菌选自植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌中的至少一种；所述酵母菌选自产朊假丝酵母菌、毕赤酵母菌或酿酒酵母菌中的至少一种；所述假单胞菌选自沼泽红假单胞菌或铜绿假单胞菌中的至少一种。

3.如权利要求2所述的一种污水处理复合菌剂，其特征在于，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌，所述乳酸菌为植物乳杆菌，所述酵母菌为产朊假丝酵母菌，所述假单胞菌为沼泽红假单胞菌。

4.如权利要求3所述的一种污水处理复合菌剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌含量为1.0*10¹⁰～2.0*10¹¹cfu/g；所述植物乳杆菌含量为1.0*10⁹～1.5*10¹⁰cfu/g；所述产朊假丝酵母菌含量为1.0*10⁹～1.5*10¹⁰cfu/g；所述沼泽红假单胞菌含量为1.0*10¹⁰～1.5*10¹¹cfu/g；所述高效活化剂含量为1％～10％。

5.如权利要求1所述的一种污水处理复合菌剂，其特征在于，所述有效活菌总数不低于2*10¹⁰cfu/g。

6.如权利要求1所述的一种污水处理复合菌剂，其特征在于，所述高效活化剂含有葡萄糖、红糖、蛋白胨和维生素。

7.一种污水处理复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的一种污水处理复合菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中芽孢杆菌在大豆蛋白胨或土豆蛋白胨或玉米浆培养基中进行发酵培养；所述乳酸菌在MRS培养基中进行发酵培养；所述酵母菌在营养肉汁培养基中进行发酵培养；所述假单胞菌在麦芽汁培养基中进行发酵培养。

9.如权利要求7或8所述的一种污水处理复合菌剂的制备方法，其特征在于，所述发酵培养条件为：培养温度25℃～35℃，培养时间1～2天。