CN114736816A

CN114736816A - 用于水处理的耐盐复合菌种及其用途

Info

Publication number: CN114736816A
Application number: CN202110484527.6A
Authority: CN
Inventors: 陈传艳
Original assignee: XIAMEN BAST CLEAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES CO LTD
Current assignee: XIAMEN BAST CLEAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES CO LTD
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2022-07-12

Abstract

本发明公开了用于水处理的耐盐复合菌种及其用途。本发明的耐盐复合菌种主要用于河湖流域微污染水质提标处理和工业污水厂、市政污水厂生化系统增效，能快速降解氮磷，有效防止或抑制因氮磷等污染物超标造成的水体富营养化污染，从而构建起完善的自然水体生态系统。对流域水体环境微污染治理有特效，同时解决了饮用水源地水源污染的技术难题，具有重要的社会环境意义和经济效益，是水体原位生态修复的理想选择。

Description

用于水处理的耐盐复合菌种及其用途

技术领域

本发明涉及水处理技术，具体涉及利用微生物进行水处理的技术。

背景技术

自活性污泥法应用于污(废)水处理以来，弥久不衰。但很多工业废水，如电镀废水、印染废水、制药废水、石化废水等，含盐量通常很高，达到10000～50000mg/L，同时有很多自然水体与大海相连，海水涨潮倒灌，使得河道流域水体盐分很高，达到5000～10000mg/L，而传统的微生物无法耐受如此高的盐分，生物活性被抑制，无法进行氨氮降解。因此，有必要寻找一种用于水处理的耐高盐微生物菌种技术，来解决高盐水体和高盐工业废水的脱氮问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有传统水处理微生物技术的不足之处，提供了用于水处理的耐盐复合菌种及其用途。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种用于水处理的耐盐复合菌种，所述耐盐复合菌种包括：芽孢杆菌Paenibacillus sp.J001、光合细菌Photosynthetic Bacteria、乳酸杆菌Lactobacillusplantarum J002、酵母菌Saccharomyces、假单胞菌Pseudomonadaceae和亚硝化单胞菌Nitrosomonas；其中：

所述芽孢杆菌Paenibacillus sp.J001的保藏编号为GDMCC No.61587，保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所，保藏时间为2021年03月25日；

所述乳酸杆菌Lactobacillus plantarum J002的保藏编号为GDMCC No.61586，保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所，保藏时间为2021年03月25日。

进一步地，所述芽孢杆菌Paenibacillus sp.J001的活菌数占所述耐盐复合菌种的总活菌数的78～82％。

进一步地，所述耐盐复合菌种除芽孢杆菌外，还包括光合细菌PhotosyntheticBacteria、乳酸杆菌Lactobacillus plantarum J002、酵母菌Saccharomyces、假单胞菌Pseudomonadaceae和亚硝化单胞菌Nitrosomonas等。其中光合细菌PhotosyntheticBacteria的活菌数占所述复合菌种的总活菌数的8～12％；乳酸杆菌Lactobacillusplantarum J002的活菌数占所述复合菌种的总活菌数的4～6％；酵母菌Saccharomyces、假单胞菌Pseudomonadaceae和亚硝化单胞菌Nitrosomonas 的活菌数之和占所述复合菌种的总活菌数的4～6％。当然，所述耐盐复合菌种中还可能存在其它微量有益菌。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种上述的耐盐复合菌种在水处理中的用途。

进一步地，水处理针对的水包括生活污水、工业废水(如电镀废水、印染废水、制药废水、石化废水等)、水产养殖废水、池塘水体或江河湖流域水体等。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：

一种利用上述的耐盐复合菌种进行水处理的方法，所述耐盐复合菌种的投加浓度为待处理水量的0.005～0.01wt％(相当于万分之0.5～万分之一，即1吨水中加入50g～100g菌种)。

进一步地，投加所述耐盐复合菌种后，调节DO(水中溶氧量)在2mg/L以上、pH为7.0～ 9.0，进行水处理。

进一步地，水处理过程中，控制水温为8℃以上。

本发明的耐盐复合菌种是一种含有硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合细菌、乳酸杆菌、酵母菌等的耐盐复合菌种，在水中通过多酶促氧化还原反应，降解有机物、氨氮、总氮和总磷：

碳氧化反应方程式(酶促反应)：

C_xH_yN_z+O₂→NH₃+CO₂+H₂O

硝化反应方程式(硝化细菌作用)：

NH₃+O₂→NO₃ ^-+H₂O+H⁺

反硝化反应方程式(反硝化细菌作用)：

NO₃ ^-→NO₂ ^-→N₂O→N₂

厌氧条件下，进行磷的释放：

ATP+H₂O→ADP+H₃PO₄+能量

好氧条件下，过剩摄取磷，形成高磷污泥，排出系统，从污水中去除：

ADP+H₃PO₄+能量→ATP+H₂O

本发明的用于水处理的耐盐复合菌种根据微污染水体生物处理原理，向自然水体投加后，微生物在水体中能够快速激活，构建悬浮生长和附着生长的双泥共生微生物系统，提高自然水体的生物混合液悬浮固体浓度，强化自然水体的抗冲击能力和净化容量，并提高污染物容积负荷和泥水分离性能，从而改善水体透明度和溶解氧，是一种基于特殊菌种功能的水体原位环境生态修复技术。由于构建了双泥共生微生物系统，水体中的溶氧存在浓度梯度，耐盐复合菌种进行同步硝化反硝化和除磷，达到去除氮磷污染物的目的。

本发明的耐盐复合菌种及其水处理方法颠覆了传统活性污泥法、人工湿地(植物、人工介质干预等方式)及物化法等治理黑臭水体的方法，弥补了现有治理方法的不足。通过特殊耐盐复合菌种快速增长，构建新的水体微生物生态平衡，调节原有水体中失衡的土著微生物系统，代替原水体有限的生物反应器，极大地增加了微生物的繁殖空间，充分发挥了微生物对氮磷污染物的削减能力，改善水体生态系统赖以生存的透明度、溶解氧等生长条件，重组和完善水体生态系统，恢复水体自然净化能力，最终脱离人工干预，回归自然。

本发明的耐盐复合菌种及其处理方法提供了基于特殊菌种功能的水体原位生态修复技术，主要用于河湖流域微污染水质提标处理和工业污水厂、市政污水厂生化系统增效，能快速降解氮磷，有效防止或抑制因氮磷等污染物超标造成的水体富营养化污染，从而构建起完善的自然水体生态系统。对流域水体环境微污染治理有特效，同时解决了饮用水源地水源污染的技术难题，具有重要的社会环境意义和经济效益，是水体原位生态修复的理想选择。

本发明所涉及的设备、试剂、工艺、参数等，除有特别说明外，均为常规设备、试剂、工艺、参数等，不再作实施例。

需要说明的是，在水处理技术领域中，所述的“硝化细菌”指的是一类能将氨氮(NH₃) 转化为硝态氮(NO₃ ^-)的微生物，例如芽孢杆菌、硝化杆菌、硝化螺旋菌等；所述的“反硝化细菌”指的是一类能将硝态氮(NO₃ ^-)转化为气态氮(N₂)的微生物，例如假单胞菌、乳酸杆菌、酵母菌等。硝化细菌、反硝化细菌在降解氨氮的同时进行碳氧化反应。

本发明所列举的所有范围包括该范围内的所有点值。

本发明所述“大约”、“约”或“左右”等指的是所述范围或数值的±20％范围内。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本发明的耐盐复合菌种为耐盐菌种，可以耐受水体中盐分达到20000mg/L；

2.本发明的耐盐复合菌种无需提前活化，投加后能够快速激活，明显加速去除水中的氮磷元素；

3.本发明的耐盐复合菌种微生物含量高，有效菌达到200亿/克，通过菌种自身繁殖生长，治理期间补充量很小，水环境修复成本低；

4.本发明的耐盐复合菌种可与常规载体材料制备成固体粉末，易于运输和存储，微生物活性持久；

5.本发明的耐盐复合菌种来源于自然界的纯微生物有益菌种，对鱼虾、水生植物等无害；

6.本发明的耐盐复合菌种能够将水中氮磷污染物转化为稳定的无害物质，不会对水体造成二次污染，污泥产量少。

附图说明

图1为本发明实施例2中治理后池塘水体的氨氮监测数据。

图2为本发明实施例3中某流域国控断面的氨氮监测数据。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1电镀废水处理

电镀废水400mL，氨氮浓度35.3mg/L，总氮浓度35.6mg/L，COD浓度613mg/L，盐分17000mg/L，总磷浓度5.9mg/L，pH值7.4，水温24℃，往水样中加入万分之一(质量百分比，即1吨水中加入100g菌种)的耐盐复合菌种，连续曝气，保证DO在4～6mg/L，调节pH在 7.5～8.0之间，曝气24小时，氨氮浓度降到3.21mg/L，总氮浓度降到3.1mg/L，COD浓度降到181mg/L，总磷浓度降到2.4mg/L。氨氮、总氮、COD、总磷的去除率分别为91％、62％、 70％、59％。

实施例2某村池塘水体治理

某乡村池塘水体，水域面积6000m²，平均水深约1米，库存水量约6000m³。水源为雨水及少量农村生活污水，水满后溢流至附近河道。该水体水质属于劣V类水，超标因子为氨氮，该池塘水质要求氨氮达到地表III类水标准。

投加耐盐复合菌种对该池塘水体进行治理，全水域投加，投加量为水量的万分之一(质量百分比，即1吨水中加入100g菌种)，水体自身DO在7～9mg/L之间，水温18℃～20℃，控制水体pH为7～8，治理后池塘氨氮监测数据如图1，自治理第2天起，该池塘氨氮指标即达到地表Ⅲ类水水质要求。治理前总磷浓度0.28mg/L，治理后第8天起，总磷浓度降到0.17mg/L，去除率39％。

实施例3某流域水质微污染治理

某流域沿途有城镇生活污水、工业废水、水产养殖废水及污水厂一级A标准排放尾水排入，水量约10万吨/天汇入大海。流域与海水相连，海水涨潮致使该流域含盐量达到6000mg/L。该流域设置一个国控监测断面，水质标准要求消除劣V类水，枯水期时连续3个月氨氮指标超过2.0mg/L，属于劣V类水。

国控断面河面宽度100m，平均水深2m，在该断面上游1km处投加耐盐复合菌种，全水域投加，投加量为库容水量的万分之0.5，水体pH为8～9，DO在8～10mg/L之间，水温18℃～ 22℃。治理后第1天，氨氮由劣V类提升至V类，第2天起达到IV类水标准，效果快速明显，高效微生物水质修复剂对高盐分水良好耐受。治理前总磷浓度0.27mg/L，治理后第10天起，总磷浓度降到0.20mg/L，去除率26％。治理过程中，流域内鱼虾水生动物无异常，治理措施安全无毒。该国控断面氨氮监测数据如图2。

实施例4与市售菌种对比

本发明的耐盐复合菌种与3种市售菌种进行对比实验，实验水样为电镀废水400mL，氨氮浓度32.6mg/L，总氮浓度34.2mg/L，COD浓度346mg/L，盐分16000mg/L，pH值7.6，水温22℃，4种菌种的投加浓度均为水样量的0.01wt％，连续曝气，保证DO在4～6mg/L，调节pH在7.5～8.0之间，曝气24小时，检测氨氮、总氮浓度变化。实验检测值如表1。

表1本发明的耐盐复合菌种与市售3种菌种性能对比实验检测数据表(单位：mg/L)

从实验数据可见，本发明的耐盐复合菌种的脱氮脱碳效能均优于市售菌种1号、2号、3 号，曝气24小时后，氨氮去除率达到91％，总氮去除率62％，COD去除率48％，性能显著且快速。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims

1.一种用于水处理的耐盐复合菌种，其特征在于：所述耐盐复合菌种包括：芽孢杆菌Paenibacillus sp.J001、光合细菌Photosynthetic Bacteria、乳酸杆菌Lactobacillusplantarum J002、酵母菌Saccharomyces、假单胞菌Pseudomonadaceae和亚硝化单胞菌Nitrosomonas；其中，所述芽孢杆菌Paenibacillus sp.J001的保藏编号为GDMCCNo.61587；所述乳酸杆菌Lactobacillus plantarum J002的保藏编号为GDMCC No.61586。

2.根据权利要求1所述的用于水处理的耐盐复合菌种，其特征在于：所述芽孢杆菌Paenibacillus sp.J001的活菌数占所述耐盐复合菌种的总活菌数的78～82％。

3.根据权利要求1所述的用于水处理的复合菌种，其特征在于：所述光合细菌Photosynthetic Bacteria的活菌数占所述复合菌种的总活菌数的8～12％。

4.根据权利要求1所述的用于水处理的复合菌种，其特征在于：所述乳酸杆菌Lactobacillus plantarum J002的活菌数占所述复合菌种的总活菌数的4～6％。

5.根据权利要求1所述的用于水处理的复合菌种，其特征在于：所述酵母菌Saccharomyces、假单胞菌Pseudomonadaceae和亚硝化单胞菌Nitrosomonas的活菌数之和占所述复合菌种的总活菌数的4～6％。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的耐盐复合菌种在水处理中的用途。

7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于：水处理针对的水包括生活污水、工业废水、水产养殖废水、池塘水体或江河湖流域水体。

8.一种利用权利要求1至5中任一项所述的耐盐复合菌种进行水处理的方法，其特征在于：所述耐盐复合菌种的投加浓度为待处理水量的0.005～0.01wt％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：投加所述耐盐复合菌种后，调节DO在2mg/L以上、pH为7.0～9.0，进行水处理。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：控制水温为8℃以上。