CN110980960B - 一种除油菌剂及应用该菌剂的污泥处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种除油菌剂及应用该菌剂的污泥处理技术，涉及活性污泥的技术领域，其包括以下重量百分比计组分：芽孢杆菌属16‑20%、酵母菌属14‑18%、微球菌属12‑16%、生物增效载体20‑24%、营养剂26‑34%。其包括以下步骤：S1：将芽孢杆菌属、酵母菌属、微球菌属、营养剂和生物增效载体复合得到颗粒化污泥；S2：废水依次通过格栅、调节池、反应池和二沉池，反应池中加入步骤S1中制得的颗粒化污泥；S3：经过二沉池沉淀后的污泥回流至反应池中，沉淀后得到的废水经过检测合格后进行排放，未合格则回流至反应池中继续处理。通过加入有生物增效载体，用以负载菌剂，形成颗粒化污泥，且生物增效载体的存在可以提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率。

Description

一种除油菌剂及应用该菌剂的污泥处理方法

技术领域

本发明涉及活性污泥的的技术领域，尤其是涉及一种除油菌剂及应用该菌剂的污泥处理方法。

背景技术

石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用，随之而来的石油烃污染已经对人类生存的土壤及水体环境造成了严重的危害。目前用于石油污染治理的方法主要有：物理修复法，化学修复法和生物修复法。与传统的物理化学方法比较，生物修复法具有经济花费少、对环境影响小、遗留问题少、最大限度地降低污染物的浓度、修复时间较短等优点。

现有一种颗粒化污泥(HJDL)除油工艺，其以强化生化反应为核心，通过投加复合微生物菌剂和增效载体，在高效厌氧，兼氧，好氧反应器和微纳米曝气系统独特造粒功能作用下，无边界、无死角的在反应池产生具有外部好氧，中部兼氧，内部厌氧特殊结构的颗粒化污泥，给微生物构造了一个优良的生存、新陈代谢及高富集的环境，大幅提高微生物数量种群活性，从而达到提高活性污泥对废水的处理效率的一种技术。

但在处理水污染时，石油等油类污染物由于不溶于水且密度比水小，其都是漂浮在水面上的，而加入的颗粒化污泥一般都会悬浮在污水中或沉积在水底，只有一部分的颗粒化污泥会漂浮在水面上处理石油等油类污染物，从而造成颗粒化污泥的利用率低下，导致污水的除油效果和效率下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种除油菌剂，提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种除油菌剂，包括以下重量百分比计的组分：芽孢杆菌属16-20％、酵母菌属14-18％、微球菌属12-16％、生物增效载体20-24％、营养剂26-34％。

通过采用上述技术方案，芽孢杆菌属、酵母菌属和微球菌属皆是好氧或兼性厌氧的菌种，是常用的生物用除油菌剂，具有良好的油类污染物分解效力。营养剂用以提供菌种生长繁殖所需的营养。生物增效载体用以负载菌剂，形成颗粒化污泥，且生物增效载体的存在可以提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率。同时，生物增效载体还可以提高菌种的分解石油等油类污染物的效率，从而提高污水的除油效果和效率。

本发明进一步设置为：所述生物增效载体包括以下重量百分比计组分：膨胀石墨粉30-34％、过氧化氢6-10％、碳酸氢钠20-24％、海藻酸钠6-10％，以及余量去离子水。

通过采用上述技术方案，膨胀石墨是一种疏松多孔的炭素材料，其表面及内部孔结构非常发达，比表面积可达50-200m²/g，孔径基本以大孔为主，是一种优良的吸附材料，可吸附更多的菌剂，从而提高除油菌剂的除油效果和效率。膨胀石墨具有低密度、轻质的特点，可以漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率。同时，膨胀石墨还可以将石油等油类污染物吸附在其体内，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率。且膨胀石墨还可以在抽滤负压的作用下，所吸附在其内的石油可以被挤压出来，从而便于石油的回收利用。

过氧化氢可被酵母菌分解产生氧气，碳酸氢钠可再酸性条件下，生成二氧化碳，由于气体从颗粒化污泥喷出时，会对水产生一个作用力，使得颗粒化污泥可以漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率。

由于芽孢杆菌属、酵母菌属和微球菌属皆是好氧或兼性厌氧的菌种，三者在有氧状态下会大量的生长繁殖速度并分解油脂，在厌氧环境下只会分解油脂。因此，通过加入有过氧化氢产生的氧气，可提高三种菌种的生长繁殖速度，使得菌种数量提高，从而提高菌种的分解石油等油类污染物的效率，以及提高污水的除油效果和效率。

由于过氧化氢浓度过高、含量较多时会氧化分解细菌。因此，过氧化氢采用此配比，在提高菌种的分解石油等油类污染物的效率的同时，并不会影响菌种的活性。过氧化氢的质量浓度为2％。

碳酸氢钠用以调节生物增效载体的pH值，使膨胀石墨的内部环境呈碱性，从而提高过氧化氢的分解效率。碳酸氢钠可以与油脂中的酯类官能基发生反应，使油脂变为溶于水的盐溶解在污水中，使得油类污染物不在漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率。

海藻酸钠作为粘稠剂，增加碳酸氢钠和过氧化氢溶液的粘度，便于碳酸氢钠和过氧化氢黏附在膨胀石墨，也可以作为粘粘剂，提高碳酸氢钠和过氧化氢在膨胀石墨上黏附牢固度。

本发明进一步设置为：所述芽孢杆菌属选自地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和多粘芽孢杆菌的一种或多种。

通过采用上述技术方案，地衣芽孢杆菌可以分解碳源产生脂肽，枯草芽孢杆菌可以分解碳源产生枯草菌素，多粘芽孢杆菌可以分解碳源产生多粘菌素，脂肽、枯草菌素和多粘菌素皆可可作为表面活性剂，用以改变油类污染物和水的界面状态，使油类污染物形成乳液悬浮在水中，从而提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率。

本发明进一步设置为：所述酵母菌属选自球拟酵母菌、茂物假丝酵母菌和热带假丝酵母菌的一种或多种。

通过采用上述技术方案，球拟酵母菌和茂物假丝酵母菌可以分解碳源产生槐糖脂，热带假丝酵母菌可以分解碳源产生多糖-脂肪酸混合物，槐糖脂和多糖-脂肪酸混合物可作为表面活性剂，用以改变油类污染物和水的界面状态，使油类污染物形成乳液悬浮在水中，提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率。

本发明进一步设置为：所述微球菌属选自藤黄微球菌。

通过采用上述技术方案，藤黄微球菌可以分解碳源产生海藻糖四脂，海藻糖四脂可作为表面活性剂，用以改变油类污染物和水的界面状态，使油类污染物形成乳液悬浮在水中，提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率。

本发明进一步设置为：所述营养剂包括以下重量百分比计组分：牛肉膏16-20％、蛋白胨16-20％、异亮氨酸1-5％、组氨酸3-7％、盐类物质10-14％，以及余量去离子水。

通过采用上述技术方案，牛肉膏和蛋白胨内含有菌种生长繁殖所需要的多种成分，可以提供菌种生长繁殖所需的营养，加快菌种的生长繁殖速率。异亮氨酸可以分解产生葡萄糖，使得牛肉膏和蛋白胨被菌种消化完后，可为菌种提供一定量的葡萄糖，从而增长菌种的生存时间，提高除油菌剂的使用寿命。组氨酸即可以作为质子供体，也可以作为质子受体，可以调节菌剂的pH值，从而达到平衡菌剂pH值的目的，提高菌种的存活率和生长繁殖速率。盐类物质用以调节菌剂的含盐浓度，防止菌种由于外界含盐浓度过高而失水，从而导致菌种失活。

本发明进一步设置为：所述盐类物质包括以下重量百分比计组分：硝酸氨26-30％、磷酸氢二钾3-5％、磷酸二氢钾1-3％、硫酸镁0.6-1％、氯化钠16-20％，以及余量去离子水。

通过采用上述技术方案，通过加入有硝酸氨、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾，用以提供菌种所需生长的氮源和磷源，加快菌种的生长繁殖速率。同时，上述氮源和磷源配比可对菌种产生轻微的刺激，提高菌种分解油类污染物的能力。硫酸镁和氯化钠用以调节菌剂的含盐浓度，防止菌种由于失水而失活，提高了菌种的存活率，从而提高除油菌剂的除油效果。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种除油菌剂的污泥处理方法，包括以下步骤：

S1：将除油菌剂和生物增效载体复合得到颗粒化污泥；

S2：废水依次通过格栅、调节池、反应池和二沉池，反应池中加入步骤S1中制得的颗粒化污泥；

S3：经过二沉池沉淀后的污泥回流至反应池中，沉淀后得到的废水经过检测合格后进行排放，未合格则回流至反应池中继续处理。

通过采用上述技术方案，通过步骤S1先合成颗粒化污泥，再通过颗粒化污泥技术对废水进行处理，使得废水中的石油等油类污染物得到降低，处理方式简单易行，适用性广。

本发明进一步设置为：所述生物增效载体包括以下制备工艺：按比例将过氧化氢、碳酸氢钠、海藻酸钠和去离子水混合均匀后，再按比例加入膨胀石墨粉，在真空加压条件下，浸泡30min，然后经鼓风干燥箱干燥24h，接着研磨成粉，并采用200目筛网过筛，制得生物增效载体。

通过采用上述技术方案，使得过氧化氢和碳酸氢钠可以附着在膨胀石墨的内部，从而使得过氧化氢和碳酸氢钠具有缓释效果，防止过氧化氢和碳酸氢钠在菌剂中的浓度国道，从而影响菌种的存活率和活性。

加入膨胀石墨粉后，在真空加压条件下浸泡30mi n，便于过氧化氢和碳酸氢钠进入到膨胀石墨内部，从而提高膨胀石墨粉内过氧化氢和碳酸氢钠的含量，增长生物增效载体的使用寿命，从而提高除油菌剂的使用寿命。

采用200目筛网过筛，减小膨胀石墨的粒径，便于膨胀石墨漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过加入有生物增效载体，用以负载菌剂，形成颗粒化污泥，且生物增效载体的存在可以提高颗粒化污泥的利用率，从而提高污水的除油效果和效率；

2、通过选用膨胀石墨作为载体，用以降低颗粒化污泥的密度，使其可以漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率，且膨胀石墨还可以在抽滤负压的作用下，所吸附在其内的石油可以被挤压出来，从而便于石油的回收利用；

3、通过在膨胀石墨内负载一定量的过氧化氢和碳酸氢钠，使得过氧化氢和碳酸氢钠在产生气体时，颗粒化污泥由于气体会对水产生一个作用力，使颗粒化污泥可以漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，以及提高污水的除油效果和效率。

具体实施方式

实施例一：

本发明了公开一种除油菌剂的污泥处理方法，其包括以下步骤：

S1：将20％的芽孢杆菌属、14％的酵母菌属、12％的微球菌属、34％的营养剂和20％的生物增效载体复合得到颗粒化污泥；

其中，芽孢杆菌属包括以下重量百分比计组分：30％的地衣芽孢杆菌、30％的枯草芽孢杆菌和40％的多粘芽孢杆菌；

酵母菌属包括以下重量百分比计组分：30％的球拟酵母菌、30％的茂物假丝酵母菌和40％的热带假丝酵母菌；

微球菌属为藤黄微球菌；

营养剂包括以下重量百分比计组分：16％的牛肉膏、20％的蛋白胨、1％的异亮氨酸、3％的组氨酸、14％的盐类物质和46％的去离子水；

盐类物质包括以下重量百分比计组分：30％的硝酸氨、3％的磷酸氢二钾、1％的磷酸二氢钾、0.6％的硫酸镁、20％的氯化钠和45.4％的去离子水；

制备生物增效载体：将6％的过氧化氢、24％的碳酸氢钠、10％的海藻酸钠和30％的去离子水混合均匀后，再加入30％的膨胀石墨粉，在真空加压条件下，浸泡30min，然后经鼓风干燥箱干燥24h，接着研磨成粉，并采用200目筛网过筛，制得生物增效载体；

S2：废水依次通过格栅、调节池、反应池和二沉池，反应池中加入步骤S1中制得的颗粒化污泥，颗粒化污泥的每天添加量为污水每天处理量的千分之0.5，连续处理10d；

S3：经过二沉池沉淀后的污泥回流至反应池中，沉淀后得到的废水经过检测合格后进行排放，未合格则回流至反应池中继续处理。

实施例2-5与实施例1的区别在于，除油菌剂包括以下重量百分比计组分：

实施例6-9与实施例1的区别在于，生物增效载体包括以下重量百分比计组分：

实施例10-13与实施例1的区别在于，营养剂包括以下重量百分比计组分：

实施例14-18与实施例1的区别在于，盐类物质包括以下重量百分比计组分：

实施例18-22与实施例1的区别在于，酵母菌属包括以下重量百分比计组分：

实施例23-27与实施例1的区别在于，酵母菌属包括以下重量百分比计组分：

对比例：

对比例1与实施例1区别在于，生物增效载体中不包括过氧化氢；

对比例2与实施例1区别在于，生物增效载体中过氧化氢的含量为12％；

对比例3与实施例1区别在于，生物增效载体中不包括碳酸氢钠；

对比例4与实施例1区别在于，生物增效载体中不包括海藻酸钠；

对比例5与实施例1区别在于，将生物增效载体中膨胀石墨粉改为活性炭，活性炭的粒径与膨胀石墨粉的粒径相同；

对比例6与实施例1区别在于，营养剂中不包括异亮氨酸；

对比例7与实施例1区别在于，营养剂中不包括组氨酸。

将实施例1-3、实施例18、实施例21、实施例23、实施例26和对比例1-7制得的颗粒化污泥进行以下检测：

取15个烧杯，每个烧杯内放入1L去离子水和0.1L石油，分别标记为1、2、3……15，然后分别在标记为1-14的烧杯内加入实施例1-3、实施例18、实施例21、实施例23、实施例26和对比例1-7制得的颗粒化污泥，颗粒化污泥加入量为1g，标记为15的烧杯为空白对照组，将1-15的烧杯常温、常压下放置30min后，测量试样1-15中的COD值。

检测项目	COD值(mg/L)
		实施例1	266
实施例2	264
		实施例3	262
实施例18	280
		实施例21	275
实施例23	280
		实施例26	274
对比例1	308
		对比例2	338
对比例3	312
		对比例4	294
对比例5	321
		对比例6	271
对比例7	292
		对照组	540

由上表可知，通过实施例1-3、实施例18、实施例21、实施例23和实施例26比较可知，酵母菌属选自球拟酵母菌、茂物假丝酵母菌和热带假丝酵母菌三种复配使用的效果较好与两种复配或单独使用的效果，芽孢杆菌属选自地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和多粘芽孢杆菌三种复配使用的效果较好与两种复配或单独使用的效果，但总体效果相差不大。

通过实施例1-3与对比例1-2比较可知，加入有过氧化氢可提高颗粒化污泥对污水的除油效果和效率，但过氧化氢过量会影响颗粒化污泥对污水的除油效果和效率，说明过氧化氢过量会影响菌种的活性。

通过实施例1-3与对比例3比较可知，加入有碳酸氢钠可提高颗粒化污泥对污水的除油效果和效率。

通过实施例1-3与对比例4比较可知，加入有海藻酸钠可提高颗粒化污泥对污水的除油效果和效率。说明其可以增加碳酸氢钠和过氧化氢溶液的粘度，便于碳酸氢钠和过氧化氢黏附在膨胀石墨。也可以作为粘粘剂，提高碳酸氢钠和过氧化氢在膨胀石墨上黏附牢固度，从而提高了颗粒化污泥对污水的除油效果和效率。

通过实施例1-3与对比例5比较可知，通过采用膨胀石墨作为载体，可提高颗粒化污泥对污水的除油效果和效果。说明其可以降低颗粒化污泥的密度，使其可以漂浮在水面上，提高了颗粒化污泥与油类污染物的接触面积和时间，从而提高了颗粒化污泥的利用率，提高污水的除油效果和效率。

通过实施例1-3与对比例6-7比较可知，加入有异亮氨酸和组氨酸，可提高颗粒化污泥对污水的除油效果和效率，但加入异亮氨酸的效果不明显是因为颗粒化污泥中的营养成分并未全部反应完，对增长菌种的生存时间，提高除油菌剂的使用寿命的效果不高。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种除油菌剂，其特征在于，包括以下重量百分比计的组分：芽孢杆菌属16-20%、酵母菌属14-18%、微球菌属12-16%、生物增效载体20-24%、营养剂26-34%；

所述生物增效载体包括以下重量百分比计的组分：膨胀石墨粉30-34%、过氧化氢6-10%、碳酸氢钠20-24%、海藻酸钠6-10%，以及余量去离子水；

所述芽孢杆菌属选自地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和多粘芽孢杆菌的一种或多种；

所述酵母菌属选自球拟酵母菌、茂物假丝酵母菌和热带假丝酵母菌的一种或多种；

所述微球菌属选自藤黄微球菌；

所述营养剂包括以下重量百分比计的组分：牛肉膏16-20%、蛋白胨16-20%、异亮氨酸1-5%、组氨酸3-7%、盐类物质10-14%，以及余量去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种除油菌剂，其特征在于，所述盐类物质包括以下重量百分比计的组分：硝酸氨26-30%、磷酸氢二钾3-5%、磷酸二氢钾1-3%、硫酸镁0.6-1%、氯化钠16-20%，以及余量去离子水。

3.一种应用权利要求1中除油菌剂的污泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按比例将过氧化氢、碳酸氢钠、海藻酸钠和去离子水混合均匀后，再加入膨胀石墨粉，在真空加压条件下，浸泡30min，然后经鼓风干燥箱干燥24h，接着研磨成粉，并采用200目筛网过筛，制得生物增效载体；然后将芽孢杆菌属、酵母菌属、微球菌属、营养剂和生物增效载体复合得到颗粒化污泥；

S2：废水依次通过格栅、调节池、反应池和二沉池，反应池中加入步骤S1中制得的颗粒化污泥；

S3：经过二沉池沉淀后的污泥回流至反应池中，沉淀后得到的废水经过检测合格后进行排放，未合格则回流至反应池中继续处理。