CN111675349A - 一种水处理微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理微生物菌剂及其制备方法。本发明针对性将处理待处理污废水中污染物的微生物人工进入至活性污泥中，并稳定保持该微生物浓度，可防止产生污泥膨胀及过量剩余污泥，高效针对性净化各类污废水。本发明可根据被处理废水种类及污染物的区别，快速引入不同高效微生物菌体、水处理适用范围广、针对性强；该类微生物菌剂制备工艺简单，菌群易得；创新地将活性污泥中的杂菌进行处理转化为可供有益微生物生长繁殖的营养物质，并且本发明专性向活性污泥中植入针对性微生物菌种，其环境适应能力更强，能够抑制造成活性污泥膨胀的丝状菌的大量生长增殖，防止污泥膨胀及丝状菌过分繁殖，可应用于各类活性污泥法，有效处理各类污废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理微生物菌剂及其制备方法，属于环境保护技术领域。
背景技术
近年来，随着经济的发展，水环境污染已经成为制约经济发展和人们生活质量的主要因素。生物法作为治理水环境污染公认的最经济、最有效的方法，其最核心的技术在于高效的微生物菌剂。
目前常规的微生物菌种的获得方式有通过所需要种类微生物的定向纯化培养或者富集筛选培养以及从活性污泥法中定向培养获得。
针对污废水中特定污染物降解的纯化培养的微生物，虽然培养纯度、浓度较高，培养速度较快，但是投放至被处理污废水中，由于污废水中的某些反应过程中产生的物质会对该菌种产生强烈的毒害和抑制作用，从而使得该纯化菌种(如纯化硝化菌群)很难适应，甚至死亡；该种条件下培养的微生物适应性和耐受性都比较差；
对于通过多种微生物富集筛选培养，虽然培养出的定向微生物在一定程度上对环境的适应能力较强，但普遍还是存在微生物筛选培养时间长、持续时间短、微生物菌种较为单一，培养微生物浓度低、处理效果低、需要补充新的微生物制剂，微生物菌剂投加量较大等缺陷。
活性污泥法作为经典的生物处理法，其中的微生物可通过污废水的定向培养获得，所包含的微生物适应能力强、微生物种类多，而且含有各种原生动物，使得污水处理效率相对较高；但是在培养过程中，如果条件控制不到位，容易造成污泥膨胀以及过量的剩余污泥；遇到部分难降解有机污染物，活性污泥中的微生物很难快速培养生成，处理效率也很低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种水处理微生物菌剂及其制备方法，能够针对性将被处理污废水中污染物处理的微生物人工进入至活性污泥中，并稳定保持该微生物浓度，可防止产生污泥膨胀及过量剩余污泥的产生，高效针对性净化各类污废水；该类微生物菌剂制备工艺简单，菌群易得，适用范围广。
本发明的第一个目的是提供一种水处理微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、取活性污泥进行闷爆，闷爆后，得到常规的活性污泥；然后采用超声波细胞破碎仪对上述所得到的活性污泥进行处理，处理时间一般是10-30min。所述超声波破碎仪用于对活性污泥中的无用微生物进行破壁分解，以提取有益于微生物生长的营养物质，同时对原包裹在微生物表面的聚合物进行均质分散，形成比表面积较大的微生物载体；
S2、向S1步骤处理后的活性污泥中添加有益微生物，所述的有益微生物主要为污染物降解菌株，所述的污染物降解菌株为能够降解污染物的微生物；
S3、再向S2步骤处理后的活性污泥中添加生物活化剂处理0.5-3h，促进有益微生物细胞融合，进而提高有益微生物菌剂的快速增殖；
S4、将S3步骤处理后的活性污泥在25-35℃进行超声处理1～5min，得到所述的水处理微生物菌剂。
进一步地，所述的生物活化剂为通过将动物内脏粉碎，与面粉混合，接种微生物进行发酵、分解而后静置分离所得的产物，可以促进细胞融合以及作为各种培养基的营养补充。
进一步地，在S3步骤中，所述的生物活化剂与活性污泥的质量比为1:(10～30)。
进一步地，在S3步骤中，生物活化剂处理的温度为25-37℃。
进一步地，所述的污染物降解菌株包括降解有机污染物的菌株、寡养单胞菌属的菌种、气单胞菌属的菌株、微杆菌属的菌株、芽孢杆菌菌属的菌株、黄杆菌属的菌株、莱茵海默拉菌属的菌株及不动杆菌菌属的菌株中的一种或多种。
进一步地，所述的有益微生物的添加量按质量计为活性污泥的1～10％。
进一步地，所述的方法还包括将S3步骤制备得到的水处理微生物菌剂进行浓缩，并加入硅油和非离子表面活性剂，制备得到液体微生物菌剂。
进一步地，所述的方法还包括将S3步骤制备得到的水处理微生物菌剂进行冻干或加入表面活性剂进行喷雾干燥，制备得到固体微生物菌剂。
本发明的第二个目的是提供所述的方法制备得到的水处理微生物菌剂。
本发明的固体微生物菌剂保存期限较长，可达到年以上，使用活化时间需要一周以上；所述液体微生物菌液保存期限较短，30-60天，活化时间仅需1-2天。
本发明的有益效果：
1、本发明针对性将处理待处理污废水中污染物的微生物人工进入至活性污泥中，并稳定保持该微生物浓度，可防止产生污泥膨胀及过量剩余污泥，高效针对性净化各类污废水。
2、可根据被处理废水种类和污染物区别，快速引入不同高效微生物菌体、水处理适用范围广、针对性强；
3、该类微生物菌剂制备工艺简单，菌群易得；
4、创新性地从活性污泥中提取有益于微生物生长的营养物质，并且本发明专性向活性污泥中植入针对性微生物菌种，其环境适应能力更强，能够抑制造成活性污泥膨胀的丝状菌的大量生长增殖，防止污泥膨胀及丝状菌过分繁殖，可应用于各类活性污泥法，有效处理污废水；
5、本发明的微生物菌剂可根据需要制成固体或液体菌剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：
生物活化剂制备：将1kg以9：1的比例(重量比，下同)混合肝和胰腺，在压碎机中压碎，再将其与奶粉1.2kg，面粉3kg，酵母0.02kg和蔗糖0.06kg混合并捏合。将其在室温下放置20小时。将如此得到的产物1kg切碎，将曲液0.4kg，米曲霉培养液0.85kg，黑曲霉培养液0.75kg和酵母菌0.05kg加入，然后充分搅拌混合，得到混合液。4至5天后，发酵逐渐开始并发生泡沫。在整个发酵过程中，空气通过空气压缩机供应到液体中发酵，发酵一个月后，分离不溶物和上清液，并收集上清液从而获得生物活化剂。
实施例2：
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝24h，然后加水稀释获得200ml浓度为2000mg/L的活性污泥，然后采用超声波细胞破碎仪进行处理10min，然后再将上述破壁处理后的活性污泥中加入从农药厂污泥及长期受污染的土壤中所分离的乙草胺降解菌-寡养单胞菌属菌株，使其最终浓度为100mg/L，并向其中加入实施例1制备的生物活化剂，使其浓度达到200mg/L，并置于35℃下进行活化处理1h。再在35℃的环境下超声波处理3min，即可获得直接用于乙草胺废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存50天。
模拟乙草胺废水，CODCr浓度约为1500mg/L。将上述制备得到的用于乙草胺废水处理的微生物菌剂加入到该乙草胺废水中，使得活性污泥浓度为2000mg/L，在如下述条件下混合处理8天，测试出水COD浓度。
反应容器：锥形瓶(200mL)
加工方式：批处理方式
活性污泥浓度(MLSS)：2,000mg/L
废水成分：乙草胺
曝气池停留时间(HRT)：2天(100mL/天更换)
污泥保留时间(SRT)：40天(5mL/天)
测试时间：8天
发现，处理开始2天后，COD的去除率就达到了95％以上，后面6天的COD去除率更是逐渐接近100％，具有高效的乙草胺降解能力。
实施例3：
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝36h，然后加水稀释获得200ml浓度为2000mg/L的活性污泥，然后采用超声波细胞破碎仪进行处理30min，然后再将上述破壁处理后的活性污泥中加入从农药厂污泥及长期受污染的土壤中所分离的乙草胺降解菌-寡养单胞菌属菌株，使其最终浓度为140mg/L，并向其中加入生物活化剂，使其浓度达到100mg/L，并置于30℃下进行活化处理2.5h。再在30℃的环境下超声波处理5min，即可获得直接用于乙草胺废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存50天。
模拟乙草胺废水，CODCr浓度约为1500mg/L。将上述制备得到的用于乙草胺废水处理的微生物菌剂加入到该乙草胺废水中，使得活性污泥浓度为2000mg/L，在如下述条件下混合处理8天，测试出水COD浓度。
反应容器：锥形瓶(200mL)
加工方式：批处理方式
活性污泥浓度(MLSS)：2,000mg/L
废水成分：乙草胺
曝气池停留时间(HRT)：2天(100mL/天更换)
污泥保留时间(SRT)：40天(5mL/天)
测试时间：8天
发现，处理开始1天后，COD的去除率就达到了97％以上，后面7天的COD去除率更是逐渐接近100％，具有高效的乙草胺降解能力。
实施例4：
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝12h，然后加水稀释获得200ml浓度为2000mg/L的活性污泥，然后采用超声波细胞破碎仪进行处理20min，然后再将上述破壁处理后的活性污泥中加入从农药厂污泥及长期受污染的土壤中所分离的乙草胺降解菌-寡养单胞菌属菌株，使其最终浓度为40mg/L，并向其中加入生物活化剂，使其浓度达到80mg/L，并置于28℃下进行活化处理1.5h。再在28℃的环境下超声波处理1min，即可获得直接用于乙草胺废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存50天。
模拟乙草胺废水，CODCr浓度约为1500mg/L。将上述制备得到的用于乙草胺废水处理的微生物菌剂加入到该乙草胺废水中，使得活性污泥浓度为2000mg/L，在如下述条件下混合处理8天，测试出水COD浓度。
反应容器：锥形瓶(200mL)
加工方式：批处理方式
活性污泥浓度(MLSS)：2,000mg/L
废水成分：乙草胺
曝气池停留时间(HRT)：2天(100mL/天更换)
污泥保留时间(SRT)：40天(5mL/天)
测试时间：8天
发现，处理开始3天后，COD的去除率就达到了92％以上，后面5天的COD去除率更是逐渐接近100％，具有高效的乙草胺降解能力。
对比例1：
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝36h，然后加水稀释获得200ml浓度为2000mg/L的活性污泥，然后采用超声波细胞破碎仪进行处理10min，然后再想上述破壁处理后的活性污泥中加入从农药厂污泥及长期受污染的土壤中所分离的乙草胺降解菌-寡养单胞菌属菌株，使其最终浓度为100mg/L，再在35℃的环境下超声波处理3min，即可获得直接用于乙草胺废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存50天。
模拟乙草胺废水，CODCr浓度约为1500mg/L。将上述制备得到的用于乙草胺废水处理的微生物菌剂加入到该乙草胺废水中，使得活性污泥浓度为2000mg/L，在如下述条件下混合处理8天，测试出水COD浓度。
反应容器：锥形瓶(200mL)
加工方式：批处理方式
活性污泥浓度(MLSS)：2,000mg/L
废水成分：乙草胺
曝气池停留时间(HRT)：2天(100mL/天更换)
污泥保留时间(SRT)：40天(5mL/天)
测试时间：8天
发现，处理开始1天后，COD的去除率仅为38％以上，后面7天的COD去除率也只是到50％，乙草胺降解微生物增值较慢，对有机物的去除率相对较低。
对比例2：
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝36h，然后加水稀释获得200ml浓度为2000mg/L的活性污泥，然后向上述活性污泥中加入从农药厂污泥及长期受污染的土壤中所分离的乙草胺降解菌-寡养单胞菌属菌株，使其最终浓度为100mg/L，并向其中加入实施例1制备的生物活化剂，使其浓度达到200mg/L，并置于35℃下进行活化处理1h。再在35℃的环境下超声波处理3min。即可获得直接用于乙草胺废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存50天。
模拟乙草胺废水，CODCr浓度约为1500mg/L。将上述制备得到的用于乙草胺废水处理的微生物菌剂加入到该乙草胺废水中，使得活性污泥浓度为2000mg/L，在如下述条件下混合处理8天，测试出水COD浓度。
反应容器：锥形瓶(200mL)
加工方式：批处理方式
活性污泥浓度(MLSS)：2,000mg/L
废水成分：乙草胺
曝气池停留时间(HRT)：2天(100mL/天更换)
污泥保留时间(SRT)：40天(5mL/天)
测试时间：8天
发现，处理开始1天后，COD的去除率仅为26％以上，后面7天的COD去除率也只是到35％，只有少部分乙草胺降解微生物存活，对有机物的去除率仍然较低。
对比例3
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝24h，然后加水稀释获得200ml浓度为2000mg/L的活性污泥，然后采用超声波细胞破碎仪进行处理10min，然后再将上述破壁处理后的活性污泥中加入从农药厂污泥及长期受污染的土壤中所分离的乙草胺降解菌-寡养单胞菌属菌株，使其最终浓度为100mg/L，并向其中加入实施例1制备的生物活化剂，使其浓度达到200mg/L，并置于35℃下进行活化处理1h，即可获得直接用于乙草胺废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存50天。
模拟乙草胺废水，CODCr浓度约为1500mg/L。将上述制备得到的用于乙草胺废水处理的微生物菌剂加入到该乙草胺废水中，使得活性污泥浓度为2000mg/L，在如下述条件下混合处理8天，测试出水COD浓度。
反应容器：锥形瓶(200mL)
加工方式：批处理方式
活性污泥浓度(MLSS)：2,000mg/L
废水成分：乙草胺
曝气池停留时间(HRT)：2天(100mL/天更换)
污泥保留时间(SRT)：40天(5mL/天)
测试时间：8天
发现，处理开始8天后，COD去除率维持作用在65％，本发明的超声波处理可以促进乙草胺废水中COD的降解，并且可以提高COD的降解速率。
实施例5：含油废水处理
取自苏州某污水处理厂二沉池的活性污泥，焖曝24h，然后加水稀释获得400ml浓度为5000mg/L的活性污泥，然后采用超声波细胞破碎仪进行处理15min，然后再将上述破壁处理后的活性污泥中加入从食堂下水道废水及土壤中所分离的高油脂降解菌-芽孢杆菌属菌株，使其最终浓度为200mg/L，并向其中加入生物活化剂，使其浓度达到500mg/L，并置于28℃下进行活化处理1h。然同时在35℃的环境下超声波处理1min，即可获得直接用于含油废水处理的微生物菌剂；再经过蒸发浓缩，加入硅油和非离子表面活性剂即可保存60天。
模拟食用油废水，投油量为2％(20000mg/L)，COD浓度为40000mg/L。将配制得模拟食品含油废水放入反应池容量为4L的曝气-沉淀一体式水槽中，然后将用于含油废水处理的微生物菌剂加入到该槽中，并在以下条件下处理33天。
反应罐：曝气沉淀一体罐
反应罐容量：4.0L(沉淀部分体积：1.0L)
运行方式：连续法
处理水量：2.0升/天
曝气池温度：25℃
运行开始时的MLSS：5,000mg/L
SRT：14d
发现，经过5天左右的处理，COD和油脂的降解率均达到了97％以上，后续一直维持在这个降解能力以上。本微生物菌剂具有对高浓度食用油污废水适应能力强，油脂分解、转化彻底，处理时间短，去除效果显著等特点。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种水处理微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、取活性污泥进行闷爆，采用超声波细胞破碎仪对闷爆后的活性污泥进行处理，处理时间为10-30min；
S2、向S1步骤处理后的活性污泥中添加有益微生物，所述的有益微生物为污染物降解菌株；
S3、再向S2步骤处理后的活性污泥中添加生物活化剂处理0.5-3h；
S4、将S3步骤处理后的活性污泥在25-35℃进行超声处理1～5min，得到所述的水处理微生物菌剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的生物活化剂为通过将动物内脏粉碎，与面粉混合，接种微生物进行发酵、分解而后静置分离所得的产物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S3步骤中，所述的生物活化剂与活性污泥的质量比为1:(10～30)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S3步骤中，生物活化剂处理的温度为25-37℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的污染物降解菌株包括降解有机污染物的菌株、寡养单胞菌属的菌种、气单胞菌属的菌株、微杆菌属的菌株、芽孢杆菌菌属的菌株、黄杆菌属的菌株、莱茵海默拉菌属的菌株及不动杆菌菌属的菌株中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的有益微生物的添加量按质量计为活性污泥的1～10％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的方法还包括将S3步骤制备得到的水处理微生物菌剂进行浓缩，并加入硅油和非离子表面活性剂，制备得到液体微生物菌剂。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的方法还包括将S3步骤制备得到的水处理微生物菌剂进行冻干或加入表面活性剂进行喷雾干燥，制备得到固体微生物菌剂。
9.权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的水处理微生物菌剂。
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| CN202010567499.XA CN111675349A (zh) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 一种水处理微生物菌剂及其制备方法 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20060086659A1 (en) * | 2002-09-13 | 2006-04-27 | Kemira Oyj | Method for digestion of sludge in water purification |
| CN101602547A (zh) * | 2009-06-25 | 2009-12-16 | 大连理工大学 | 一种强化难降解有机废水生物处理的方法 |
| CN103289936A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-11 | 同济大学 | 一种利用剩余污泥超声提取液生产生物破乳菌的方法 |
-
2020
- 2020-06-19 CN CN202010567499.XA patent/CN111675349A/zh active Pending
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