CN111961621B - 应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺 - Google Patents

应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，生物制剂的制备包括以下步骤：将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养得一级种子液，按1～10％的接种量接种到一级种子罐，通入氧气培养得二级种子液；将二级种子液按8～16％的接种量接种到发酵罐，先往发酵罐中通氧气培养一定时间，通入氮气排空剩余氧气且增压培养，得除磷菌菌液；将除磷菌菌液离心，调整菌液固含量，添加干燥保护剂，获得除磷菌菌浆，与辅料混合造粒，得固体菌种颗粒，真空干燥得生物制剂。本发明的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺生产所得的生物制剂直接投至好氧池发挥吸磷作用，缩短厌氧释磷阶段时间，提高污水处理效率，在适宜条件下，总磷去除率大于95％。

Description

应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺
技术领域
本发明涉及污水治理领域，具体涉及应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺。
背景技术
好氧聚磷菌，具有厌氧释磷，好氧吸磷的特性，在好氧和厌氧状态都能繁殖。生产时，好氧聚磷菌在好氧的状态下的生长速度明显快于厌氧状态，所以传统工艺，一般直接选用含较高浓度的磷元素的培养基，在好氧状态下对好氧聚磷菌进行培养。传统生产工艺培养出来的好氧聚磷菌，在应用时，需先投入到厌氧池中厌氧培养释磷后再进入好氧池发挥吸磷作用，菌种发挥作用耗时较长，使得污水处理效率较低。
因此，亟需提供一种应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，改善生产方式，直接将生物制剂投加到好氧池中发挥吸磷作用，缩短反应时间，提高污水处理效率。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，得到已经厌氧释磷的菌剂产品，直接投放生物制剂以发挥吸磷作用，缩短厌氧释磷阶段的时间，提高污水处理效率。
本发明的目的之二在于，提供一种含磷废水处理工艺，直接投放除磷菌剂以发挥吸磷作用，缩短厌氧释磷阶段的时间，提高污水处理效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，获得一级种子液，以质量百分数计，将一级种子液按1～10％的接种量接种到一级种子罐，通入氧气进行培养，获得二级种子液；
(2)将步骤(1)得到的二级种子液按8～16％的接种量接种到发酵罐，通入氧气进行培养，菌种繁殖到较高浓度后，再通入氮气，增大发酵罐的罐压，培养得到除磷菌菌液；
(3)将步骤(2)获得的除磷菌菌液离心，调整除磷菌菌液固含量，然后添加干燥保护剂，获得除磷菌菌浆，将除磷菌菌浆与辅料混合造粒，得到固体菌种颗粒，将固体菌种颗粒进行真空干燥，获得除磷菌剂。
与现有技术相比，本发明的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，生产所得生物制剂可直接投放至好氧池中以发挥吸磷作用，缩短厌氧释磷阶段的时间，提高污水处理效率，且经处理后的含磷废水的总磷去除率高达95％以上，本发明的生物制剂的制备过程中对除磷菌先好氧培养再厌氧培养，在好氧繁殖阶段，除磷菌会较大量吸收培养液中磷元素，此时通入氮气使发酵液变成厌氧状态，在厌氧阶段的除磷菌会吸收有机物产生挥发性脂肪酸，菌种分解体内的聚磷和糖原产生能量，驱动H+排出细胞体外，同时将挥发性脂肪酸摄入细胞，转为内贮物，如PHB(聚-β-羟丁酸——一种碳源类贮藏物)，并将磷以正磷酸盐的形式释放出来；本发明在厌氧培养阶段通过加压提高了除磷菌的产氢能力，使得除磷菌在厌氧阶段的释磷速率较不加压厌氧培养更快，进而缩短厌氧培养时间，生物制剂直接投加到好氧池中可快速发挥吸磷作用，提高后期好氧吸磷效率。
较佳地，以质量百分数计，除磷菌包括40～60％假单胞菌、20～40％不动杆菌和15～25％产碱杆菌。
较佳地，步骤(2)中发酵罐中通入氧气时的罐压小于通入氮气时的罐压。
较佳地，步骤(1)中液体培养基包括NaAC 2～8g·L-1、K2HPO4 0.3～3g·L-1、KH2PO40.8～2g·L-1、(NH4)2SO4 0.2～1g·L-1、CaCl2·2H2O 0.01～0.02g·L-1、MgSO4·7H2O 0.1～0.4g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1和水，液体培养基pH为7～7.2。
较佳地，维生素液包括维生素B1 30～60mg·L-1、维生素B2 30～60mg·L-1、维生素B6 60～100mg·L-1、维生素B12 0.5～1.2g·L-1、泛酸钙30～80mg·L-1、对氨基苯甲酸30～60mg·L-1、烟酸30～60mg·L-1、叶酸10～30mg·L-1、生物素10～30mg·L-1和水。
较佳地，微量元素包括Na2EDTA 20～60g·L-1，MnCl2·4H2O 4～6g·L-1，FeSO4·7H2O 3～5g·L-1，ZnSO4 1～3g·L-1，CaCl2 3～6g·L-1，Na2MoO4·4H2O 0.5～2g·L-1，CuSO4·5H2O 0.5～1.5g·L-1、CoC12·6H2O 0.8～2g·L-1和水。
较佳地，以质量百分数计，调整后的除磷菌菌液的固含量为50～80％，干燥保护剂的添加量为0.5～15％。
较佳地，干燥保护剂为棉籽糖、半乳糖、二甲亚砜、蔗糖、海藻糖、乳糖、甘油和明胶中的至少一种。
较佳地，辅料成分选自硅藻土、黏土、高岭土、草木灰、蛭石粉和硬脂酸镁中的一种或多种。
较佳地，步骤(1)中一级种子液、二级种子液和步骤(2)中除磷菌菌液的微生物量≥1.0×1010cfu·mL-1。
较佳地，步骤(3)中除磷菌剂的水分含量≤5％，微生物量≥2.0×1010cfu/g。
本发明还提供了一种含磷废水处理工艺，采用上述的生物制剂的生产工艺制备得到的生物制剂，将生物制剂直接投放到含磷废水中进行曝气好氧反应。
较佳地，以质量百分数计，除磷菌剂的投加量为0.005～0.05％，含磷废水的处理条件为温度10～40℃，pH6.5～8.0。
具体实施方式
本发明中采用的原料均可通过常规的商业途径购买得到。反硝化细菌、聚磷菌为常规市售产品，比如，假单胞菌、不动杆菌和产碱杆菌均可购自北京北纳创联生物技术研究院。为了详细说明本发明的技术内容，以下结合实施方式作进一步说明。
应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺
实施例一
生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，培养条件：温度32℃，pH7.3，转速180rpm，培养时间18h，获得一级种子液，一级种子液微生物量3.32×1010cfu/mL；
其中，除磷菌包括50％假单胞菌、30％不动杆菌和20％产碱杆菌；
液体培养基包括NaAC 3g·L-1、K2HPO4 0.5g·L-1、KH2PO4 0.6g·L-1、(NH4)2SO40.6g·L-1、CaCl2·2H2O 0.015g·L-1、MgSO4·7H2O 0.2g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1、水余量，pH为7～7.2；
维生素液包括维生素B1 45mg·L-1、维生素B2 45mg·L-1、维生素B6 80mg·L-1、维生素B12 0.8g·L-1、泛酸钙40mg·L-1、对氨基苯甲酸50mg·L-1、烟酸45mg·L-1、叶酸20mg·L-1、生物素15mg·L-1，水余量；
微量元素包括Na2EDTA 40g·L-1、MnCl2·4H2O 5g·L-1、FeSO4·7H2O 4g·L-1、ZnSO4 1.5g·L-1、CaCl2 4g·L-1、Na2MoO4·4H2O 1.1g·L-1、CuSO4·5H2O 0.8g·L-1、CoC12·6H2O 1.1g·L-1、水余量，pH 7.0；
(2)将步骤(1)得到的一级种子液按5％的接种量接种到一级种子罐，温度32℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为20％，通气比0.5VVM，控制发酵pH为7.3，pH下降用10％Na2CO3溶液调节pH，pH上升用醋酸来调节pH，培养时间22h，测定一级种子罐内发酵液除磷活力为12mg(TP)/(L×h)，微生物量7.68×1010cfu·mL-1，即得二级种子液；
(3)将步骤(2)得到的一级种子液按7％的接种量接种到发酵罐，培养15h，培养温度32℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为16％，通气比0.5VVM，pH7.3，用10％Na2CO3、醋酸来调节发酵中变化的pH；好氧培养完成后，其他培养条件不变，将通入的气体改变为氮气，使得发酵液的溶解氧≤0.1％，通过通氮气提升发酵罐的罐压至0.11MPa，加压可加快该菌种释磷效率，发酵液在厌氧状态培养6h，测定发酵液除磷活力为26mg(TP)/(L×h)，微生物量8.92×1010cfu·mL-1，得到除磷菌菌液；
(4)将步骤(3)获得的除磷菌菌液离心，调整菌液固含量为70％，往调整后的菌液添加8％干燥保护剂，获得菌浆，干燥保护剂为半乳糖、海藻糖和明胶；
(5)将步骤(4)获得的菌浆与辅料按照质量比1:2混合造粒，得到固体颗粒，辅料成分为硅藻土、草木灰和蛭石粉；
(6)将固体菌种颗粒进行真空干燥，干燥温度为38℃，干燥时间3h，制得水分含量2％的生物制剂，微生物量1.18×1011cfu/g。
实施例二
生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，培养条件：温度35℃，pH7.2，转速180rpm，培养时间16h，获得一级种子液，一级种子液微生物量1.24×1010cfu/mL；
其中，除磷菌包括45％假单胞菌、35％不动杆菌和20％产碱杆菌；
液体培养基包括NaAC 3g·L-1、K2HPO4 0.45g·L-1、KH2PO4 0.6g·L-1、(NH4)2SO40.55g·L-1、CaCl2·2H2O 0.015g·L-1、MgSO4·7H2O 0.2g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1、水余量，pH为7～7.2；
维生素液包括维生素B1 45mg·L-1、维生素B2 45mg·L-1、维生素B6 80mg·L-1、维生素B12 0.8g·L-1、泛酸钙40mg·L-1、对氨基苯甲酸50mg·L-1、烟酸45mg·L-1、叶酸20mg·L-1、生物素15mg·L-1，水余量；
微量元素包括Na2EDTA 40g·L-1、MnCl2·4H2O 5g·L-1、FeSO4·7H2O 4g·L-1、ZnSO4 1.5g·L-1、CaCl2 4g·L-1、Na2MoO4·4H2O 1.1g·L-1、CuSO4·5H2O 0.8g·L-1、CoC12·6H2O 1.1g·L-1、水余量，pH 7.0；
(2)将步骤(1)得到的一级种子液按6％的接种量接种到一级种子罐，温度35℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为18％，通气比0.5VVM，控制发酵pH为7.2，pH下降用10％Na2CO3溶液调节pH，pH上升用醋酸来调节pH，培养时间22h，测定一级种子罐内发酵液除磷活力为11mg(TP)/(L×h)，微生物量7.68×1010cfu·mL-1，即得二级种子液。
(3)将步骤(2)得到的一级种子液按7％的接种量接种到发酵罐，培养16h，培养温度35℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为20％，通气比0.5VVM，pH7.3，用10％Na2CO3、醋酸来调节发酵中变化的pH；好氧培养完成后，其他培养条件不变，将通入的气体改变为氮气，使得发酵液的溶解氧≤0.1％，通过通氮气提升发酵罐的罐压至0.08MPa，加压可加快该菌种释磷效率，发酵液在厌氧状态培养6h，测定发酵液除磷活力为20mg(TP)/(L×h)，微生物量9.96×1010cfu·mL-1，得到除磷菌菌液。
(4)将步骤(3)获得的除磷菌菌液离心，调整菌液固含量为70％，往调整后的菌液添加8％干燥保护剂，获得菌浆，干燥保护剂为二甲亚砜、蔗糖和海藻糖。
(5)将步骤(4)获得的菌浆与辅料按照质量比1:2混合造粒，得到固体颗粒，辅料成分为黏土、硅藻土和草木灰。
(6)将固体菌种颗粒进行真空干燥，干燥温度为35℃，干燥时间5h，制得水分含量2％的生物制剂，微生物量1.94×1011cfu/g。
实施例三
生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，培养条件：温度30℃，pH7.0，转速160rpm，培养时间17h，获得一级种子液，一级种子液微生物量1.81×1010cfu/mL。
除磷菌包含：50％假单胞菌、32％不动杆菌和18％产碱杆菌；
液体培养基包括NaAC 3g·L-1、K2HPO4 0.45g·L-1、KH2PO4 0.6g·L-1、(NH4)2SO40.55g·L-1、CaCl2·2H2O 0.015g·L-1、MgSO4·7H2O 0.2g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1、水余量，pH为7～7.2；
维生素液包括维生素B1 45mg·L-1、维生素B2 45mg·L-1、维生素B6 80mg·L-1、维生素B12 0.8g·L-1、泛酸钙40mg·L-1、对氨基苯甲酸50mg·L-1、烟酸45mg·L-1、叶酸20mg·L-1、生物素15mg·L-1，水余量；
微量元素包括Na2EDTA 40g·L-1、MnCl2·4H2O 5g·L-1、FeSO4·7H2O 4g·L-1、ZnSO4 1.5g·L-1、CaCl2 4g·L-1、Na2MoO4·4H2O 1.1g·L-1、CuSO4·5H2O 0.8g·L-1、CoC12·6H2O 1.1g·L-1、水余量，pH 7.0；
(2)将步骤(1)得到的一级种子液按8％的接种量接种到一级种子罐，温度30℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为20％，通气比0.5VVM，控制发酵pH为7.0，pH下降用10％Na2CO3溶液调节pH，pH上升用醋酸来调节pH，培养时间20h，测定一级种子罐内发酵液除磷活力为12mg(TP)/(L×h)，微生物量8.66×1010cfu·mL-1，即得二级种子液。
(3)将步骤(2)得到的一级种子液按6％的接种量接种到发酵罐，培养13h，培养温度30℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为18％，通气比0.5VVM，pH7.0，用10％Na2CO3、醋酸来调节发酵中变化的pH；好氧培养完成后，其他培养条件不变，将通入的气体改变为氮气，使得发酵液的溶解氧≤0.1％，通过通氮气提升发酵罐的罐压至0.10MPa，加压可加快该菌种释磷效率，发酵液在厌氧状态培养5h，测定发酵液除磷活力为23mg(TP)/(L×h)，微生物量7.75×1010cfu·mL-1，得到除磷菌菌液。
(4)将步骤(3)获得的除磷菌菌液离心，调整菌液固含量为75％，往调整后的菌液添加8％干燥保护剂，获得菌浆，干燥保护剂为棉籽糖、海藻糖、甘油。
(5)将步骤(4)获得的菌浆与辅料按照质量比1:2混合造粒，得到固体颗粒，辅料成分为黏土、高岭土、硬脂酸镁。
(6)将固体菌种颗粒进行真空干燥，干燥温度为45℃，干燥时间2h，制得水分含量1％的生物制剂，微生物量1.02×1011cfu/g。
对比例一
生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，培养条件：温度32℃，pH7.3，转速180rpm，培养时间18h，获得一级种子液，一级种子液微生物量3.02×1010cfu/mL；
其中，除磷菌包括50％假单胞菌、30％不动杆菌和20％产碱杆菌；
液体培养基包括NaAC 3.g·L-1、K2HPO4 0.5g·L-1、KH2PO4 0.6g·L-1、(NH4)2SO40.6g·L-1、CaCl2·2H2O 0.015g·L-1、MgSO4·7H2O 0.2g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1、水余量，pH为7～7.2；
维生素液包括维生素B1 45mg·L-1、维生素B2 45mg·L-1、维生素B6 80mg·L-1、维生素B12 0.8g·L-1、泛酸钙40mg·L-1、对氨基苯甲酸50mg·L-1、烟酸45mg·L-1、叶酸20mg·L-1、生物素15mg·L-1，水余量；
微量元素包括Na2EDTA 40g·L-1、MnCl2·4H2O 5g·L-1、FeSO4·7H2O 4g·L-1、ZnSO4 1.5g·L-1、CaCl2 4g·L-1、Na2MoO4·4H2O 1.1g·L-1、CuSO4·5H2O 0.8g·L-1、CoC12·6H2O 1.1g·L-1、水余量，pH 7.0；
(2)将步骤(1)得到的一级种子液按5％的接种量接种到一级种子罐，温度32℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为20％，通气比0.5VVM，控制发酵pH为7.3，pH下降用10％Na2CO3溶液调节pH，pH上升用醋酸来调节pH，培养时间22h，测定一级种子罐内发酵液除磷活力为11mg(TP)/(L×h)，微生物量7.44×1010cfu·mL-1，即得二级种子液；
(3)将步骤(2)得到的一级种子液按7％的接种量接种到发酵罐，培养15h，培养温度32℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为16％，通气比0.5VVM，pH7.3，用10％Na2CO3、醋酸来调节发酵中变化的pH，培养完成后，其他条件不变，继续通入氧气提升发酵罐的罐压至0.11MPa，继续培养6h，测定发酵液除磷活力为11mg(TP)/(L×h)，微生物量2.02×1011cfu·mL-1。
(4)将步骤(3)获得的除磷菌菌液离心，调整菌液固含量为70％，往调整后的菌液添加8％干燥保护剂，获得菌浆，干燥保护剂为半乳糖、海藻糖和明胶；
(5)将步骤(4)获得的菌浆与辅料按照质量比1:2混合造粒，得到固体颗粒，辅料成分为硅藻土、草木灰和蛭石粉；
(6)将固体菌种颗粒进行真空干燥，干燥温度为38℃，干燥时间3h，制得水分含量2％的生物制剂，微生物量2.14×1011cfu/g。
对比例二
生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，培养条件：温度32℃，pH7.3，转速180rpm，培养时间18h，获得一级种子液，一级种子液微生物量3.11×1010cfu/mL。
其中，除磷菌包括50％假单胞菌、30％不动杆菌和20％产碱杆菌；
液体培养基包括NaAC 3.g·L-1、K2HPO4 0.5g·L-1、KH2PO4 0.6g·L-1、(NH4)2SO40.6g·L-1、CaCl2·2H2O 0.015g·L-1、MgSO4·7H2O 0.2g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1、水余量，pH为7～7.2；
维生素液包括维生素B1 45mg·L-1、维生素B2 45mg·L-1、维生素B6 80mg·L-1、维生素B12 0.8g·L-1、泛酸钙40mg·L-1、对氨基苯甲酸50mg·L-1、烟酸45mg·L-1、叶酸20mg·L-1、生物素15mg·L-1，水余量；
微量元素包括Na2EDTA 40g·L-1、MnCl2·4H2O 5g·L-1、FeSO4·7H2O 4g·L-1、ZnSO4 1.5g·L-1、CaCl2 4g·L-1、Na2MoO4·4H2O 1.1g·L-1、CuSO4·5H2O 0.8g·L-1、CoC12·6H2O 1.1g·L-1、水余量，pH 7.0；
(2)将步骤(1)得到的一级种子液按5％的接种量接种到一级种子罐，温度32℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为20％，通气比0.5VVM，控制发酵pH为7.3，pH下降用10％Na2CO3溶液调节pH，pH上升用醋酸来调节pH，培养时间22h，测定一级种子罐内发酵液除磷活力为12mg(TP)/(L×h)，微生物量7.89×1010cfu·mL-1，即得二级种子液。
(3)将步骤(2)得到的一级种子液按7％的接种量接种到发酵罐，培养15h，培养温度32℃，罐压为0.05MPa，溶解氧浓度为16％，通气比0.5VVM，pH7.3，用10％Na2CO3、醋酸来调节发酵中变化的pH；好氧培养完成后，其他培养条件不变，将通入的气体改变为氮气，使得发酵液的溶解氧≤0.1％，保持发酵罐罐压0.05MPa，发酵液在厌氧状态培养6h，测定发酵液除磷活力为17mg(TP)/(L×h)，微生物量9.78×1010cfu·mL-1，得到除磷菌菌液。
(4)将步骤(3)获得的除磷菌菌液离心，调整菌液固含量为75％，往调整后的菌液添加8％干燥保护剂，获得菌浆，干燥保护剂为半乳糖、海藻糖和明胶。
(5)将步骤(4)获得的菌浆与辅料按照质量比1:1混合造粒，得到固体颗粒，辅料成分为硅藻土、草木灰和蛭石粉。
(6)将固体菌种颗粒进行真空干燥，干燥温度为38℃，干燥时间3h，制得水分含量2％的生物制剂，微生物量1.45×1011cfu/g。
生物制剂的投加量对除磷效果的影响
将实施例一～三及对比例一和二制备得到的生物制剂投放到含磷废水中，以质量百分数计，生物制剂的投加量分别为0.005％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％，含磷废水的组成为KH2PO4 0.04g、K2HPO4 0.07g、(NH4)2SO40.2g、CaCl2·2H2O 0.014g、MgSO4·7H2O 0.18g、微量元素1mL、维生素液1ml，pH7.2，温度为32℃，曝气好氧反应6h后的水体总磷的去除率见表1。
表1实施例一～三及对比例一和二生产所得生物制剂在不同投加量对配制的含磷废水的去除率(％)
投加量％ 实施例一 实施例二 实施例三 对比例一 对比例二
0.005 92.1 88.4 90.1 50.4 84.5
0.01 95.7 91.2 93.8 51.9 88.1
0.02 97.7 93.1 95.0 54.4 89.9
0.04 98.6 95.4 96.5 58.0 92.2
0.05 99.1 96.7 97.9 60.4 94.0
结合表1数据，实施例一～三在不同投加量对配制的含磷废水的去除率均高于对比例一和二，说明本发明的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺所得的生物制剂的菌种活力高，直接将除磷菌剂投加到好氧池中可快速发挥吸磷作用，缩短厌氧释磷阶段的耗时，提高含磷废水处理效率。
实施例一与对比例一相比，对比例一整个培养过程都是好氧状态，菌种繁殖速度更快，实施例一则是先好氧再厌氧培养。实施例在不同投加量对配制的含磷废水的去除率均高于对比例一，说明经过加压厌氧培养，除磷菌的释磷效果较加压好氧培养更好，后期好氧阶段的吸磷效果也更好。
实施例一与对比例二相比，对比例二中通入氮气进行厌氧培养阶段时的罐压维持不变，实施例一的罐压通入氮气进行厌氧培养阶段时的罐压提高到0.11MPa。实施例在不同投加量对配制的含磷废水的去除率均高于对比例二，说明经过加压厌氧培养，除磷菌的释磷效果较不加压厌氧培养更好，继而大大提高了菌种在后期好氧阶段的吸磷效果。
温度对除磷效果的影响
将实施例一～三及对比例一和二制备得到的生物制剂投放到含磷废水中，以质量百分数计，生物制剂的投加量为0.03％，温度设置为10℃、20℃、30℃、35℃、40℃，含磷废水的组成成分与上述一致，曝气好氧反应6h后水体总磷的去除率见表2。
表2实施例一～三及对比例一和二生产所得生物制剂在不同温度对配制的含磷废水的去除率(％)
温度℃ 实施例一 实施例二 实施例三 对比例一 对比例二
10 75.4 70.8 72.1 39.4 64.1
20 90.2 87.2 89.3 53.2 80.4
30 95.3 93.1 93.7 61.0 87.0
35 98.0 96.4 97.4 61.8 90.1
40 94.2 92.6 93.4 56.9 81.7
结合表2数据所示，说明本发明的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺制备所得的生物制剂在30～40℃的条件下，对含磷废水都具备很好的除磷效果，尤其在35℃的条件下，菌种活力最高，含磷废水的磷去除率最高。
pH对除磷效果的影响
将实施例一～三及对比例一和二制备得到的生物制剂投放到含磷废水中，以质量百分数计，生物制剂的投加量为0.03％，温度设置为为35℃，含磷废水的pH设置为6、7、7.3、7.6、8、9，含磷废水的组成成分与上述一致，曝气好氧反应6h后水体总磷的去除率见表3。
表3实施例一～三及对比例一和二生产所得生物制剂在不同pH对配制的含磷废水的去除率(％)
pH 实施例一 实施例二 实施例三 对比例一 对比例二
6 80.1 74.4 77.1 43.2 70.0
7 94.1 88.6 90.9 57.9 84.6
7.3 99.0 95.1 96.4 62.1 90.2
7.6 93.2 87.0 90.1 61.3 85.7
8 88.8 82.4 85.5 51.1 80.1
9 60.3 52.2 57.0 37.7 49.8
结合表3数据所示，说明本发明应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺制备所得的生物制剂在pH7～7.6的条件下，对含磷废水都具备很好的除磷效果，尤其在pH7.3的条件下，菌种活力最高，含磷废水的磷去除率最高。
溶解氧浓度对除磷效果的影响
将实施一制备得到的生物制剂投放到含磷废水中，以质量百分数计，生物制剂的投加量为0.03％，含磷废水的水体溶解氧浓度分别为1％，2％，5％，10％，20％，50％，含磷废水的组成成分与上述一致，曝气好氧反应6h后水体总磷的去除率见表4。
表4实施例一生产所得生物制剂不同溶解氧浓度下对含磷废水的去除效果
溶解氧浓度％ 1 2 5 10 20 50
总磷去除率％ 55.4 72.7 90.6 95.7 97.1 93.1
结合表4数据所示，说明本发明应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺制备所得的生物制剂在含磷废水的水体溶解氧浓度为10～20％的条件下，都具备很好的除磷效果，尤其在含磷废水的水体溶解氧浓度为20％的条件下，菌种活力最高，含磷废水的磷去除率最高。
生物制剂对不同废水的总磷去除效果
将实施例一获得的生物制剂，按照投加量0.05％投放于温度为35℃，pH为7.3的不同废水中，曝气好氧反应8h，各水体总磷去除效果见表5。
表5实施例一生产所得除磷菌对不同废水的总磷去除率
Figure BDA0002641767230000121
结合表5数据所示，说明本发明的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺生产所得的生物制剂在处理不同来源的含磷废水时，都具备很好的吸磷效果，总磷去除率达到了95％以上。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，其特征在于，所述生物制剂的制备包括以下步骤：
(1)将除磷菌接种至液体培养基进行摇瓶培养，获得一级种子液，以质量百分数计，将所述一级种子液按1～10％的接种量接种到一级种子罐，通入氧气进行培养，获得二级种子液，以质量百分数计，所述除磷菌包括40～60％假单胞菌、20～40％不动杆菌和15～25％产碱杆菌；
(2)将步骤(1)得到的所述二级种子液按8～16％的接种量接种到发酵罐，通入氧气进行好氧培养后，再通入氮气使得发酵液的溶解氧≤0.1％，增大所述发酵罐的罐压至0.08～0.11MPa，厌氧培养得到除磷菌菌液，且所述发酵罐中通入氧气时的罐压小于通入氮气时的罐压；
(3)将步骤(2)获得的所述除磷菌菌液离心，调整所述除磷菌菌液固含量，然后添加干燥保护剂，获得除磷菌菌浆，将所述除磷菌菌浆与辅料混合造粒，得到固体菌种颗粒，将所述固体菌种颗粒进行真空干燥，获得所述生物制剂。
2.如权利要求1所述的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中所述液体培养基包括NaAC 2～8.g·L-1、K2HPO4 0.3～3g·L-1、KH2PO40.8～2g·L-1、(NH4)2SO4 0.2～1g·L-1、CaCl2·2H2O 0.01～0.02g·L-1、MgSO4·7H2O 0.1～0.4g·L-1、微量元素0.5mL·L-1、维生素液1ml·L-1和水，所述液体培养基pH为7～7.2。
3.如权利要求2所述的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，其特征在于，所述维生素液包括维生素B1 30～60mg·L-1、维生素B2 30～60mg·L-1、维生素B6 60～100mg·L-1、维生素B12 0.5～1.2g·L-1、泛酸钙30～80mg·L-1、对氨基苯甲酸30～60mg·L-1、烟酸30～60mg·L-1、叶酸10～30mg·L-1、生物素10～30mg·L-1和水。
4.如权利要求2所述的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，其特征在于，所述微量元素包括Na2EDTA 20～60g·L-1，MnCl2·4H2O 4～6g·L-1，FeSO4·7H2O 3～5g·L-1，ZnSO41～3g·L-1，CaCl2 3～6g·L-1，Na2MoO4·4H2O 0.5～2g·L-1，CuSO4·5H2O 0.5～1.5g·L-1、CoC12·6H2O 0.8～2g·L-1和水。
5.如权利要求1所述的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，其特征在于，所述干燥保护剂为棉籽糖、半乳糖、二甲亚砜、蔗糖、海藻糖、乳糖、甘油和明胶中的至少一种。
6.如权利要求1所述的应用于含磷废水的生物制剂的生产工艺，其特征在于，所述辅料成分选自硅藻土、黏土、高岭土、草木灰、蛭石粉和硬脂酸镁中的一种或多种。
7.一种含磷废水处理工艺，其特征在于，采用如权利要求1～6任一项所述的生物制剂的生产工艺制备得到的生物制剂，将所述生物制剂直接投放到含磷废水中进行曝气好氧反应。
8.如权利要求7所述的含磷废水处理工艺，其特征在于，以质量百分数计，所述生物制剂的投加量为0.005～0.05％，含磷废水的处理条件为温度10～40℃，pH 6.5～8.0。
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