CN110938557A - 一种降解废水cod的复合菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种降解废水COD的复合菌剂及其制备方法，所述复合菌剂包括不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、保护剂和载体。通过本发明实施例体供的复合菌剂适用于不同地区微生物强化污水处理，且适用于各类有机质丰富的污水，废水COD降解率能稳定在75％以上，可对污水水质波动的抗冲击性强，对有机质的分解力强，从而可提高废水COD处理的效率及可靠性。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体是涉及到一种降解废水COD的复合菌剂及其制备方法。
背景技术
我国是一个水资源短缺的国家，且随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀，水污染情况不断加剧，水资源已面临着越来越严峻的挑战。其中，工业废水是水域的重要污染源，具有量大、面积广、成分复杂、毒性大、不宜净化、难处理等特点；农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等；生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，治病细菌多。污水的生物法处理作为一种经济有效的水处理方式已经在工业污水、生活污水、江河湖泊的治理上得到广泛应用。生物法污水处理是利用微生物代谢去除水中的污染物，将其最终变为H2O、N2、CO2等；与物化法相比消除或者降低了二次污染。
化学需氧量(COD)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，是废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量，具体是指水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，它反映了水中受还原性物质污染的程度，水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，COD又往往作为衡量水中有机物相对含量的综合指标之一，COD越大，说明水体受有机物的污染越严重。
COD高意味着水中含有大量还原性物质，其中主要是有机污染物。COD越高，就表示江水的有机物污染越严重，这些有机物污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。如果不进行处理，许多有机污染物可在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后若干年内对水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生态系统即被摧毁。人若以水中的生物为食，则会大量吸收这些生物体内的毒素，积累在体内，这些毒物常有致癌、致畸形、致突变的作用，对人极其危险。另外，若以受污染的江水进行灌溉，则植物、农作物也会受到影响，容易生长不良，而且人也不能取食这些作物。
微生物菌种作为生物法处理污水的核心，添加微生物菌剂能有效缩短驯化时间、提高出水质量和系统稳定性，综合提升污水处理系统对污染物的去除能力；并且对于运行状态差或者将要崩溃的系统，通过添加微生物菌剂能快速使系统恢复到正常运行状态，甚至可以达到出水提标排放。其技术关键是：筛选、培养、驯化出能快速高效去除污染物的菌群。近几年微生物菌剂在水环境改良方面已有所应用，但存在着很多问题，如一些微生物不能产生酶，只是单纯的吸收水体的小分子营养物质，不能有效地促进水体环境的物质循环，效果比较慢，且菌种单一，每一种微生物在水体物质循环的环节中的作用不同，再者，现有的污水处理系统利用自然污泥培养驯化时间长，并且处理效率不稳定，抗冲击能力差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种降解废水COD的复合菌剂及其制备方法，能够提高废水COD处理的效率及可靠性。
本发明实施例的第一方面提供了一种降解废水COD的复合菌剂，所述复合菌剂包括不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、保护剂和载体。
本发明实施例的第二方面提供了一种制备降解废水COD的复合菌剂的方法，包括：
将包含不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌液按1-3％的接种量接种进液体牛肉膏蛋白胨培养基中，在30-35℃、180-200r/min下培养18-20h，使活菌数不低于108cfu/ml，将培养完的七株菌进行复合。
本发明实施例提供的降解废水COD的复合菌剂包括保护剂、载体，以及不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌共七种菌株，该复合菌剂适用于不同地区微生物强化污水处理，且适用于各类有机质丰富的污水，废水COD降解率能稳定在75％以上，可对污水水质波动的抗冲击性强，对有机质的分解力强，从而可提高废水COD处理的效率及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的制备降解废水COD的复合菌剂的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定配方、工艺条件之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的菌属下的具体种类以及相关方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例提供的不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌共计7种菌均从药厂污水处理站污水中分离筛选而得到。
本发明实施例提供的降解废水COD的复合菌剂中，所述不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌的菌量体积分别相对总菌量体积的占比为：10-20％、20-25％、10-15％、5-10％、8-15％、10-15％、10-20％。所述的菌种保护剂为甘油、D-海藻糖中的一种或两种混合而成。所述载体为锯末、稻壳、麦麸、稻草、米糠中的一种或两种以上混合而成。
请请参阅图1，图1是本发明实施例提供的制备降解废水COD的复合菌剂的方法的流程图。如图1所示，本实施例的制备降解废水COD的复合菌剂的方法包括以下步骤：
S101：将包含不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌进行菌种活化。
在本发明实施例中，关于菌种活化，可将将包含不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌液按1-3％的接种量接种进液体牛肉膏蛋白胨培养基中(即菌液为培养基质量的1-3％)，在30-35℃、180-200r/min下培养18-20h，使活菌数不低于108cfu/ml，将培养完的七株菌进行复合。所述液体牛肉膏蛋白胨培养基是由牛肉膏3g/L，蛋白胨10g/L，氯化钠5g/L，调pH至7.4-7.6，放入121℃高压蒸汽灭菌锅灭菌30min而得到的。
S102：将培养完的7种菌的菌液按照设定体积配比混合均匀，并加入菌种保护剂，再混合均匀。
在本发明实施例中，可将培养完的7种菌的菌液按照以下体积配比混合均匀：不动杆菌10-20％、芽孢杆菌20-25％、苏云金芽孢杆菌10-15％、粘质沙雷氏菌5-10％、蜡样芽胞杆菌8-15％、普罗威登斯菌10-15％、产碱普罗威登斯菌10-20％，并加入一定量的菌种保护剂(例如，D-海藻糖)，再混合均匀。可选地，加入的所述菌种保护剂的体积为混合后的7种菌的菌液体积的0.9％。
S103：将混合后的菌液与载体混匀，发酵后进行干燥、粉碎制成菌剂。
在本发明实施例中，将混合后的菌液与载体按质量比100-800:1混匀，以35-45℃发酵24-48h后进行干燥、粉碎制成菌剂。在本发明的一个优选实施方式中，所述混合后的菌液和载体的质量比为200:1。
本发明实施例提供的复合菌剂中的菌种适应环境(水温、pH变化)的能力较强，适用于不同地区微生物强化污水处理，且适用于各类有机质丰富的污水，废水COD降解率能稳定在75％以上，可对污水水质波动的抗冲击性强，其中含量较高的芽孢杆菌(芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌)对有机质(COD主要组成部分)分解力强，在其增殖的同时，会释出高活性的分解酵素，将难分解的大分子物质分解成可利用的小分子物质(被本复合菌剂中其他细菌作为能源物质利用掉)，并且与其中菌种的其它菌协同合成多种有机酸、酶、生理活性物质(例如，粘质沙雷氏菌利用所述小分子物质生成具有抗癌、抗疟疾、抗霉、免疫抑制作用的代谢产物灵菌红素)，及其它多种容易被利用的养份，此外，蜡样芽胞杆菌除了可降解有机物之外，还可还原亚硝酸盐，以及产生抗菌物质抑制有害微生物的繁殖，普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌亦可降解有机物(例如，领苯二甲酸二丁酯)，且产碱普罗威登斯菌还可对废水中的有害铜离子进行吸附。因此，本发明实施例提供的复合菌剂可解决现有活性污泥法污水处理工艺成本高、COD去除率及处理效率不理想的问题，而且使用时不需要复杂的工程工艺，直接投放，使用方便。
下面以更具体地实施例对本发明的降解废水COD的复合菌剂及其制备方法进行介绍：
实施例1：
载体为麦麸、稻壳混合物，其中，麦麸和稻壳的质量比为1:1，载体的质量为20kg；混合菌液的质量为0.1kg，其中，各菌量体积分别相对总菌量体积的占比为：不动杆菌10％、芽孢杆菌25％、苏云金芽孢杆菌15％、粘质沙雷氏菌5％、蜡样芽胞杆菌15％、普罗威登斯菌10％、产碱普罗威登斯菌20％，将这7种菌的菌液混合均匀后，加入混合后的菌液体积的0.9％的D-海藻糖对菌体进行保护，然后可将混合菌液与载体混合均匀，放入培养箱，40℃发酵24h，再进行干燥、粉碎，制成混合菌剂成品。
采用实施例1制成的复合菌剂对某生物医药公司的生产废水与生活污水混合水进行处理，进水COD约为2168mg/L，投加1％的复合菌剂处理24h后，出水COD约为480mg/L，COD降解率约为77.9％，若持续添加菌剂进行处理，待系统稳定后，COD可进一步降低。
实施例2：
载体为稻壳，载体的质量为10kg；混合菌液的质量为0.1kg，其中，各菌量体积分别相对总菌量体积的占比为：不动杆菌15％、芽孢杆菌20％、苏云金芽孢杆菌15％、粘质沙雷氏菌5％、蜡样芽胞杆菌20％、普罗威登斯菌10％、产碱普罗威登斯菌15％，将这7种菌的菌液混合均匀后，加入混合后的菌液体积的0.9％的D-海藻糖和甘油混合物对菌体进行保护，然后将混合菌液与载体混合均匀，放入培养箱，38℃发酵36h，再进行干燥、粉碎，制成混合菌剂成品。
采用实施例2制备的复合菌剂对某环保公司的生产废水与生活污水混合水进行处理，进水COD约为2080mg/L，投加1％的复合菌剂处理24h后，出水COD约为450mg/L，COD降解率约为78.4％，若持续添加菌剂进行处理，待系统稳定后，COD可进一步降低。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种降解废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂包括不动杆菌(Acinetobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、普罗威登斯菌(Providencia)、产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)、保护剂和载体。
2.根据权利要求1所述的降解废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述的菌种保护剂为甘油、D-海藻糖中的一种或两种混合而成。
3.根据权利要求1所述的降解废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述载体为锯末、稻壳、麦麸、稻草、米糠中的一种或两种以上混合而成。
4.根据权利要求1所述的降解废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌量体积分别相对总菌量体积的占比为：不动杆菌10-20％、芽孢杆菌20-25％、苏云金芽孢杆菌10-15％、粘质沙雷氏菌5-10％、蜡样芽胞杆菌8-15％、普罗威登斯菌10-15％、产碱普罗威登斯菌10-20％。
5.根据权利要求4所述的降解废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌量体积分别相对总菌量体积的占比为：不动杆菌10％、芽孢杆菌25％、苏云金芽孢杆菌15％、粘质沙雷氏菌5％、蜡样芽胞杆菌15％、普罗威登斯菌10％、产碱普罗威登斯菌20％。
6.根据权利要求4所述的降解废水COD的复合菌剂，其特征在于，所述不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌量体积分别相对总菌量体积的占比为：不动杆菌15％、芽孢杆菌20％、苏云金芽孢杆菌15％、粘质沙雷氏菌5％、蜡样芽胞杆菌20％、普罗威登斯菌10％、产碱普罗威登斯菌15％。
7.一种制备如权利要求1～6中任一项所述的降解废水COD的复合菌剂的方法，其特征在于，包括：
将包含不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌液按1-3％的接种量接种进液体牛肉膏蛋白胨培养基中，在30-35℃、180-200r/min下培养18-20h，使活菌数不低于108cfu/ml，将培养完的七株菌进行复合。
8.根据权利要求7所述的制备降解废水COD的复合菌剂的方法，其特征在于，所述将包含不动杆菌、芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽胞杆菌、普罗威登斯菌和产碱普罗威登斯菌的菌液按1-3％的接种量接种进液体牛肉膏蛋白胨培养基中，在30-35℃、180-200r/min下培养18-20h，使活菌数不低于108cfu/ml，将培养完的七株菌进行复合之后，还包括：
将培养完的7种菌的菌液按照以下体积配比混合均匀：不动杆菌10-20％、芽孢杆菌20-25％、苏云金芽孢杆菌10-15％、粘质沙雷氏菌5-10％、蜡样芽胞杆菌8-15％、普罗威登斯菌10-15％、产碱普罗威登斯菌10-20％，并加入菌种保护剂，再混合均匀。
9.根据权利要求8所述的制备降解废水COD的复合菌剂的方法，其特征在于，所述将培养完的7种菌的菌液按照以下体积配比混合均匀：不动杆菌10-20％、芽孢杆菌20-25％、苏云金芽孢杆菌10-15％、粘质沙雷氏菌5-10％、蜡样芽胞杆菌8-15％、普罗威登斯菌10-15％、产碱普罗威登斯菌10-20％，并加入菌种保护剂，再混合均匀之后，还包括：
将混合后的菌液与载体按质量比100-800:1混匀，以35-45℃发酵24-48h后进行干燥、粉碎制成菌剂。
10.根据权利要求9所述的制备降解废水COD的复合菌剂的方法，其特征在于，所述混合后的菌液和载体的质量比为200:1，加入的所述菌种保护剂的体积为混合后的7种菌的菌液体积的0.9％。
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