CN111072154A - 一种利用微生物的污水处理剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，属于污水处理技术领域。本发明将各类菌种接入微生物培养基中培养得到混合菌种，制备高营养的扩散培养基用于培养混合菌种，得到微生物群液，以粉煤灰、生石灰、纳米氧化铝、硅酸钠和页岩等原料混匀造粒，得到生料球，经过煅烧和焙烧得到改性纳米混合料，将改性纳米混合料倒入经闷曝的炼铝工业废水中，静置沉降后打捞池底污泥，压制成型后依次浸渍微生物群液和养殖废水得到含各种菌群的污水处理剂，耐冲刷，污水处理剂表面的生物质膜破损后污水处理剂内部的微生物经过繁殖扩散反而能使周围污水中菌剂浓度在一定时间内增高，从而使污水中有机物得到高效的处理，应用前景广阔。

Description

一种利用微生物的污水处理剂的制备方法
技术领域
本发明公开了一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
微生物菌剂是指目标微生物(有效菌)经过工业化生产扩繁后，利用多孔的物质作为吸附剂(如草炭、蛭石)，吸附菌体的发酵液加工制成的活菌制剂。目前，微生物菌剂一般用于提高农产品产量、改善农产品品质、减少化肥用量、降低成本、改良土壤、保护生态环境。
随着人口数量的快速增长和工业化的推进，水体的污染程度日益严重，并且出现了有机难分解物质与传统氨氮、COD复合型污染的新型污染类型，传统污水处理方法对此类污水的处理效果普遍不佳。利用微生物对污染水体进行处理是当今水处理领域的一个研究的热点方向，也是一种绿色高效，无二次污染的处理手段。
污水处理剂分为有机类及无机类，无机类常用的有聚合氯化铝、硫酸亚铁、聚合氯化铝铁等，而有机类的可以分为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺等，在不同的水处理用途中都可以做为污水处理剂使用。
其中生物膜法是在填料表面挂膜通过生物膜上的微生物群对污水中的污染物进行降解。目前污水处理剂存在化学成分较多，存在二次污染的隐患，不够环保。因此，本发明提供一种利用微生物的污水处理剂的制备方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前污水处理过程中，单靠简单的吸附沉降已经不能满足需求，而利用微生物的污水处理剂中微生物菌剂在污水处理过程中又容易流失，并且微生物对有机物的处理效果有待提高的缺陷，提供了一种利用微生物的污水处理剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)取琼脂、酵母粉、米糠置于烧杯中，水浴加热至90～100℃，保温10～15min得到微生物培养基，将亚硝化菌、真菌及芽孢杆菌的菌种按质量比1︰1︰3混合，得到混合菌种，向微生物培养基中接入其质量5～8％的混合菌种，在30～35℃条件下培养18～20h，得到混合培养物；
(2)将蛋白胨、葡萄糖、酵母膏，质量分数为0.9％生理盐水置于培养皿中，搅拌混合3～5min，得到扩散培养基，再将混合培养物，接种到扩散培养基中，接种后，将扩散培养基置于带有通风装置的锥形瓶中，开启磁力搅拌器，培养得到微生物群液；
(3)按重量份数计，将40～50份粉煤灰、10～20份生石灰、5～10份纳米氧化铝、1～15份硅酸钠和4～5份页岩混匀，进行造粒，得到生料球，将生料球置于温度为70～80℃的烘箱中烘干后，移入焙烧炉中，先升温至400～450℃，煅烧30～40min，继续升温至1000～1100℃，焙烧1～2h，得到改性纳米混合料；
(4)将曝气池注满铝工业废水，进行闷曝，4～5天后停止曝气，静置沉淀1～2h，排出池内1/4的上层废水，并注入相同量的新鲜污水，向曝气池中加入改性纳米混合料，静置沉降2～3周，打捞池底污泥；
(5)将上述池底污泥置于微生物群液中浸渍4～5天后取出，随后放入固体含量为4～5％的养殖场废水中浸渍挂膜20～25天，直至填料基体表面附有一层生物质膜，得到利用微生物的污水处理剂。
2.根据权利要求1所述的利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的真菌为酵母菌，红曲霉，双歧杆菌的一种。
3.根据权利要求1所述的利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌的一种。
4.根据权利要求1所述的利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的微生物培养基中各组分原料，按重量份数计，包括15～20份琼脂、3～5份酵母粉、20～25份米糠。
5.根据权利要求1所述的利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的扩散培养基中各组分原料，按重量份数计，包括10～15份蛋白胨、6～8份葡萄糖、10～15份酵母膏，50～55份质量分数为0.9％生理盐水。
6.根据权利要求1所述的利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的微生物群液的培养条件为：以300～350r/min的转速搅拌，在28～35℃温度条件下通风培养16～18h，所述的混合培养物接种量为扩散培养基质量8～10％。
7.根据权利要求1所述的利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中加入改性纳米混合料时控制用量应使曝气池中固体含量浓度达到1～10g/L。
本发明的有益效果是：
(1)本发明将各类菌种接入微生物培养基中培养得到混合菌种，制备高营养的扩散培养基用于培养混合菌种，得到微生物群液，以粉煤灰、生石灰、纳米氧化铝、硅酸钠和页岩等原料混匀造粒，得到生料球，经过煅烧和焙烧得到改性纳米混合料，将改性纳米混合料倒入经闷曝的炼铝工业废水中，静置沉降一定时间后打捞池底污泥，将污泥压制成型后依次浸渍微生物群液和养殖废水得到含各种菌群的污水处理剂，本发明中以米糠为天然营养料提供给混合菌种充足的养料，尤其是利于枯草芽孢杆菌的快速繁殖，从而得到高浓度的微生物菌群，制备的改性纳米混合料中页岩具有层状结构、粉煤灰为吸水多孔材料，能够大面积的润湿和吸附高浓度的微生物，纳米氧化铝可促进填料中粉体的细化，并起到络合粘结效果，使污水处理剂中微生物耐冲刷，并能够保持固定形态，使微生物不易流失；
(2)本发明的污水处理剂含有三类主要的微生物菌剂，三种不同类型菌种之间共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，将污水处理剂投加在污水处理系统中，微生物菌剂与填料联合作用，填料对菌剂有固定化作用并能增大菌剂作用面积和范围，菌剂对水体中污染物具有高效降解能力，污水处理剂表面的生物质膜破损后污水处理剂内部的微生物经过繁殖扩散反而能使周围污水中菌剂浓度在一定时间内增高，从而使污水中有机物得到高效的处理。
具体实施方式
按重量份数计，取15～20份琼脂、3～5份酵母粉、20～25份米糠置于烧杯中，水浴加热至90～100℃，保温10～15min得到微生物培养基，将亚硝化菌、真菌及芽孢杆菌的菌种按质量比1︰1︰3混合，得到混合菌种，向微生物培养基中接入其质量5～8％的混合菌种，在30～35℃条件下培养18～20h，得到混合培养物，所述的真菌为酵母菌，红曲霉，双歧杆菌的一种，所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌的一种；按重量份数计，将10～15份蛋白胨、6～8份葡萄糖、10～15份酵母膏，50～55份质量分数为0.9％生理盐水置于培养皿中，搅拌混合3～5min，得到扩散培养基，再将混合培养物，接种到扩散培养基中，接种后，将扩散培养基置于带有通风装置的锥形瓶中，开启磁力搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌，在28～35℃温度条件下通风培养16～18h，得到微生物群液，所述的混合培养物接种量为扩散培养基质量8～10％；按重量份数计，将40～50份粉煤灰、10～20份生石灰、5～10份纳米氧化铝、1～15份硅酸钠和4～5份页岩混匀，进行造粒，得到生料球，将生料球置于温度为70～80℃的烘箱中烘干后，移入焙烧炉中，先升温至400～450℃，煅烧30～40min，继续升温至1000～1100℃，焙烧1～2h，得到改性纳米混合料；将曝气池注满铝工业废水，进行闷曝，4～5天后停止曝气，静置沉淀1～2h，排出池内1/4的上层废水，并注入相同量的新鲜污水，向曝气池中加入改性纳米混合料直至曝气池中固体含量浓度达到1～10g/L，静置沉降2～3周，打捞池底污泥；将上述池底污泥置于微生物群液中浸渍4～5天后取出，随后放入固体含量为4～5％的养殖场废水中浸渍挂膜20～25天，直至填料基体表面附有一层生物质膜，得到利用微生物的污水处理剂。
实例1
按重量份数计，取15份琼脂、3份酵母粉、20份米糠置于烧杯中，水浴加热至90℃，保温10min得到微生物培养基，将亚硝化菌、真菌及芽孢杆菌的菌种按质量比1︰1︰3混合，得到混合菌种，向微生物培养基中接入其质量5％的混合菌种，在30℃条件下培养18h，得到混合培养物，所述的真菌为酵母菌，红曲霉，双歧杆菌的一种，所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌的一种；按重量份数计，将10份蛋白胨、6份葡萄糖、10份酵母膏，50份质量分数为0.9％生理盐水置于培养皿中，搅拌混合3min，得到扩散培养基，再将混合培养物，接种到扩散培养基中，接种后，将扩散培养基置于带有通风装置的锥形瓶中，开启磁力搅拌器，以300r/min的转速搅拌，在28℃温度条件下通风培养16h，得到微生物群液，所述的混合培养物接种量为扩散培养基质量8％；按重量份数计，将40份粉煤灰、10份生石灰、5份纳米氧化铝、10份硅酸钠和4份页岩混匀，进行造粒，得到生料球，将生料球置于温度为70℃的烘箱中烘干后，移入焙烧炉中，先升温至400℃，煅烧30min，继续升温至1000℃，焙烧1h，得到改性纳米混合料；将曝气池注满铝工业废水，进行闷曝，4天后停止曝气，静置沉淀1h，排出池内1/4的上层废水，并注入相同量的新鲜污水，向曝气池中加入改性纳米混合料直至曝气池中固体含量浓度达到1g/L，静置沉降2周，打捞池底污泥；将上述池底污泥置于微生物群液中浸渍4天后取出，随后放入固体含量为4％的养殖场废水中浸渍挂膜20天，直至填料基体表面附有一层生物质膜，得到利用微生物的污水处理剂。
实例2
按重量份数计，取18份琼脂、4份酵母粉、23份米糠置于烧杯中，水浴加热至95℃，保温13min得到微生物培养基，将亚硝化菌、真菌及芽孢杆菌的菌种按质量比1︰1︰3混合，得到混合菌种，向微生物培养基中接入其质量6％的混合菌种，在33℃条件下培养19h，得到混合培养物，所述的真菌为酵母菌，红曲霉，双歧杆菌的一种，所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌的一种；按重量份数计，将13份蛋白胨、7份葡萄糖、13份酵母膏，53份质量分数为0.9％生理盐水置于培养皿中，搅拌混合4min，得到扩散培养基，再将混合培养物，接种到扩散培养基中，接种后，将扩散培养基置于带有通风装置的锥形瓶中，开启磁力搅拌器，以330r/min的转速搅拌，在34℃温度条件下通风培养17h，得到微生物群液，所述的混合培养物接种量为扩散培养基质量9％；按重量份数计，将45份粉煤灰、15份生石灰、8份纳米氧化铝、10份硅酸钠和5份页岩混匀，进行造粒，得到生料球，将生料球置于温度为80℃的烘箱中烘干后，移入焙烧炉中，先升温至430℃，煅烧35min，继续升温至1050℃，焙烧2h，得到改性纳米混合料；将曝气池注满铝工业废水，进行闷曝，5天后停止曝气，静置沉淀1h，排出池内1/4的上层废水，并注入相同量的新鲜污水，向曝气池中加入改性纳米混合料直至曝气池中固体含量浓度达到5g/L，静置沉降3周，打捞池底污泥；将上述池底污泥置于微生物群液中浸渍5天后取出，随后放入固体含量为5％的养殖场废水中浸渍挂膜20天，直至填料基体表面附有一层生物质膜，得到利用微生物的污水处理剂。
实例3
按重量份数计，取20份琼脂、5份酵母粉、25份米糠置于烧杯中，水浴加热至100℃，保温15min得到微生物培养基，将亚硝化菌、真菌及芽孢杆菌的菌种按质量比1︰1︰3混合，得到混合菌种，向微生物培养基中接入其质量8％的混合菌种，在35℃条件下培养20h，得到混合培养物，所述的真菌为酵母菌，红曲霉，双歧杆菌的一种，所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌的一种；按重量份数计，将15份蛋白胨、8份葡萄糖、15份酵母膏，55份质量分数为0.9％生理盐水置于培养皿中，搅拌混合3～5min，得到扩散培养基，再将混合培养物，接种到扩散培养基中，接种后，将扩散培养基置于带有通风装置的锥形瓶中，开启磁力搅拌器，以350r/min的转速搅拌，在35℃温度条件下通风培18h，得到微生物群液，所述的混合培养物接种量为扩散培养基质量10％；按重量份数计，将50份粉煤灰、20份生石灰、10份纳米氧化铝、15份硅酸钠和5份页岩混匀，进行造粒，得到生料球，将生料球置于温度为80℃的烘箱中烘干后，移入焙烧炉中，先升温至450℃，煅烧40min，继续升温至1100℃，焙烧2h，得到改性纳米混合料；将曝气池注满铝工业废水，进行闷曝，5天后停止曝气，静置沉淀2h，排出池内1/4的上层废水，并注入相同量的新鲜污水，向曝气池中加入改性纳米混合料直至曝气池中固体含量浓度达到10g/L，静置沉降3周，打捞池底污泥；将上述池底污泥置于微生物群液中浸渍5天后取出，随后放入固体含量为5％的养殖场废水中浸渍挂膜25天，直至填料基体表面附有一层生物质膜，得到利用微生物的污水处理剂。
对比例
以南京某公司生产的微生物污水处理剂作为对比例
对本发明制得的利用微生物的污水处理剂和对比例中的微生物污水处理剂进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
COD去除率测试采用紫外可见分光光度计进行检测；
NH3-N去除率测试采用紫外可见分光光度计进行检测；
TP去除率测试采用紫外可见分光光度计进行检测；
SS去除率测试采用干燥箱进行干燥减重法进行检测；
H2S去除率测试采用气相分子吸收光谱法进行检测；
NH3去除率测试采用纳氏试剂分光光度计进行检测；
微生物挂膜量测试按标准进行检测。
表1污水处理剂性能测定结果
Figure BDA0002331293160000091
Figure BDA0002331293160000101
根据上述中数据可知本发明制得的利用微生物的污水处理剂对各种污染物处理效果显著，达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)和农田灌溉水质标准(GB5084-2005)，H2S和NH3的去除率分别达到45.88％和58.45％，降低了养猪场恶臭物质排放浓度，去除效果好，微生物挂膜量提高了65％，具有优良的微生物挂膜性能，具有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)取琼脂、酵母粉、米糠置于烧杯中，水浴加热至90～100℃，保温10～15min得到微生物培养基，将亚硝化菌、真菌及芽孢杆菌的菌种按质量比1︰1︰3混合，得到混合菌种，向微生物培养基中接入其质量5～8％的混合菌种，在30～35℃条件下培养18～20h，得到混合培养物；
(2)将蛋白胨、葡萄糖、酵母膏，质量分数为0.9％生理盐水置于培养皿中，搅拌混合3～5min，得到扩散培养基，再将混合培养物，接种到扩散培养基中，接种后，将扩散培养基置于带有通风装置的锥形瓶中，开启磁力搅拌器，培养得到微生物群液；
(3)按重量份数计，将40～50份粉煤灰、10～20份生石灰、5～10份纳米氧化铝、1～15份硅酸钠和4～5份页岩混匀，进行造粒，得到生料球，将生料球置于温度为70～80℃的烘箱中烘干后，移入焙烧炉中，先升温至400～450℃，煅烧30～40min，继续升温至1000～1100℃，焙烧1～2h，得到改性纳米混合料；
(4)将曝气池注满铝工业废水，进行闷曝，4～5天后停止曝气，静置沉淀1～2h，排出池内1/4的上层废水，并注入相同量的新鲜污水，向曝气池中加入改性纳米混合料，静置沉降2～3周，打捞池底污泥；
(5)将上述池底污泥置于微生物群液中浸渍4～5天后取出，随后放入固体含量为4～5％的养殖场废水中浸渍挂膜20～25天，直至填料基体表面附有一层生物质膜，得到利用微生物的污水处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的真菌为酵母菌，红曲霉，双歧杆菌的一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌的一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的微生物培养基中各组分原料，按重量份数计，包括15～20份琼脂、3～5份酵母粉、20～25份米糠。
5.根据权利要求1所述的一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的扩散培养基中各组分原料，按重量份数计，包括10～15份蛋白胨、6～8份葡萄糖、10～15份酵母膏，50～55份质量分数为0.9％生理盐水。
6.根据权利要求1所述的一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的微生物群液的培养条件为：以300～350r/min的转速搅拌，在28～35℃温度条件下通风培养16～18h，所述的混合培养物接种量为扩散培养基质量8～10％。
7.根据权利要求1所述的一种利用微生物的污水处理剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中加入改性纳米混合料时控制用量应使曝气池中固体含量浓度达到1～10g/L。
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