CN104649408A - 一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂 - Google Patents

一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物制剂领域，特别涉及一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂，其原料按重量份包括混合生物酶50-70份、营养盐80-120份及微生物混合菌剂，所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有不低于37亿cfu的微生物菌。制备方法为在微生物混合菌剂中加入混合生物酶，将微生物菌群与生物酶的混合物与营养盐混合，在10～15℃下干燥，使含水量为1％-1.5％，即得，其可迅速提高市政及工业污水治理好氧段工艺环境当中的好氧有益菌密度、高效降解污水中的污染物、减少污泥产生量。

Description

一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂
技术领域
本发明涉及生物制剂领域，特别涉及一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂。
背景技术
因成本低廉、操作简单、二次污染低等优势，生物法一直是市政及部分工业水的首选治理方法。目前国内市政水及工业废水的治理以活性污泥法为主要应用手段。活性污泥法是以颗粒污泥为生物载体，利用污水中污染物类型及工艺参数的调控，对污泥中的微生物进行人为定向培养，因此活性污泥法受外部环境影响较大，具有启动时间长、处理效率低、土建面积大、污泥产量高等缺点。针对这些问题，人们先后研制出第一、二代微生物制剂。第一代的微生物制剂较为简单，成分和质量都不够稳定，大部分为液体，虽然能在短时间迅速提高设施内的微生物密度，但因菌种的选择缺乏针对性，因此见效较慢，作用效果差，同时液态属性使其运输和保存都较为困难，产品的菌群密度也相对较低，使用成本较高。
经检索发现，公开号为CN103663722A的发明专利申请公开了一种高效生物酶净水剂，本发明的产品针对天然水体、市政污水、工业废水、生活垃圾和养殖场等不同用途、环境组合最优生物酶和菌种，采用广谱的微生物组合，可以在不同的状态下使用，该净水剂由下列重量份数的原料组成：生物酶20-40份、微生物10-20份、植物提取液添加剂1-5份、硫酸铝25-30份、麦饭石5-8份和水20-40份。
第二代微生物制剂是对第一代微生物制剂的改良，菌种经过一定的选择，虽然有一定的针对性，但也没有彻底解决第一代微生物制剂的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂，该生物酶制剂可以迅速提高工艺环境当中的好氧有益菌密度、高效降解污水中的污染物、减少污泥产生量。
为达到上述目的，具体采用如下的技术方案：
一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂，其原料按重量份包括混合生物酶50-70份、营养盐80-120份及微生物混合菌剂，所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有不低于37亿cfu的微生物菌。
优选地，其原料按重量份包括混合生物酶50-60份、营养盐80-95份及微生物混合菌剂，所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有40-42亿cfu的微生物菌。
具体的，所述微生物菌中黄孢原毛平革菌、鞘氨醇单胞菌、反硝化菌、酵母菌、硝化菌、施氏假单胞菌和乳酸菌按有效活菌数为(10-15)：(11-13)：(16-19)：(17-20)：(15-18)：(11-14)：(14-17)。
进一步地，所述生物酶制剂中，黄孢原毛平革菌为4.25-5.43亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌为4.68-4.91亿cfu/克、反硝化菌为6.81-7.15亿cfu/克、酵母菌为7.23-8.94亿cfu/克、硝化菌为6.38-6.71亿cfu/克、施氏假单胞菌为4.68-5.07亿cfu/克、乳酸菌为5.96-6.26亿cfu/克。
作为本发明优选的技术方案，所述生物酶制剂中，黄孢原毛平革菌为4.36亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌为4.8亿cfu/克、反硝化菌为6.98亿cfu/克、酵母菌为7.41亿cfu/克、硝化菌为6.54亿cfu/克、施氏假单胞菌为4.8亿cfu/克、乳酸菌为6.11亿cfu/克。
更具体的，所述微生物混合菌群的制备方法包括：
(1)黄孢原毛平革菌、鞘氨醇单胞菌、反硝化菌、酵母菌、硝化菌、施氏假单胞菌、乳酸菌分别在各自的培养基中培养至饱和状态；
(2)将步骤(1)所得的黄孢原毛平革菌、鞘氨醇单胞菌、反硝化菌、酵母菌、硝化菌、施氏假单胞菌以及乳酸菌按比例进行混合培养，并在混合培养过程中向混合菌群按照(8-10):1的重量比加入果寡糖，在29～31℃条件下培养至有效活菌数至不低于320亿/克。优选地，向混合菌群按照9:1的比例加入果寡糖，这样可以获得最适宜营养比例，使各菌群之间达到最佳增殖平衡。
在上述制备方法中，步骤(1)可以采用本领域的常规技术手段。优选地，各单一微生物菌群所选择的培养基成分及适合的生长环境如下：
(a)硝化菌的培养基包含：亚硝酸钠31.3％、硫酸镁0.9％、硫酸锰0.3％、磷酸氢二钾23.4％、无水碳酸钠31.3％、磷酸二氢钠7.8％、琼脂5％，生长温度控制在27～30℃；
(b)反硝化菌的培养基包含：醋酸钠74.2％、硝酸钾14.9％、磷酸氢二钾1.5％、氯化镁2.9％、氯化钙1.5％、琼脂5％，生长温度控制在27～30℃；
(c)乳酸菌的培养基包含：牛肉膏3.6％、蛋白胨3.6％、酵母膏3.6％、葡萄糖3.6％、番茄汁72％、吐温0.17％、碳酸钙6.2％、溴甲酚绿0.03％、琼脂7.2％，生长温度控制在30～32℃；
(d)酵母菌的培养基包含：酵母提取物19.7％、蛋白胨39.4％、葡萄糖39.4％、琼脂1.5％，生长温度控制在29-31℃；
(e)鞘氨醇单胞菌的培养基包含：LB培养基(胰蛋白胨50％、酵母提取物25％、氯化钠25％)，无机盐培养基(磷酸二氢钾39.21％、磷酸氢二钠58.82％、七水硫酸镁1.96％、七水硫酸铁0.0098％、硼酸0.0001％、硫酸锰0.0001％、硫酸锌0.0007％、硫酸铜0.0005％、氧化钼0.0001％)，生长温度控制在27-29℃；
(f)施氏假单胞菌的培养基包含：葡萄糖50.61％、玉米浆12.65％g、淀粉25.31％、硝酸钠4.22％、磷酸氢二钠1.27％、磷酸氢二钾0.84％、磷酸二氢钾0.42％、硫酸镁0.42％、氯化钠4.22％、氯化钙0.042％，生长温度控制在38-41℃；
(g)黄孢原毛平革菌的培养基包含：马铃薯浸出液21.05％、葡萄糖21.05％、琼脂15.79％、秸秆(40目)10.53％、基本培养基31.58％(摩尔比：磷酸二氢钾84.29％、七水硫酸镁11.64％、二水氯化钙3.90％、硫胺素0.17％)、微量元素混合液(氨基乙酸14.44％、七水硫酸镁22.22％、硫酸锰27.22％、氯化钠31.48％、七水硫酸铁0.66％、氯化钙1.67％、氯化钴1.43％、硫酸锌0.64％、五水硫酸铜0.074％、十二水硫酸铝钾0.039％、硼酸0.296％、二水钼酸钠0.076％)。
在本发明的技术方案中，具体的，所述混合生物酶按浓度份，包括脂肪酶19-22份、果胶酶19-21份、βLetamase酶16-19份、α淀粉酶12-15份、乳糖酶12-15份、纤维素酶9-13份、半纤维素酶6-8份。
本发明所选的生物酶活力至少在1800万u/g。
优选地，所述混合生物酶按重量份，包括脂肪酶20.1份、果胶酶20.1份、βLetamase酶17.3份、α淀粉酶12.4份、乳糖酶13.3份、纤维素酶10.4份、半纤维素酶6.4份。
在本发明的技术方案中，具体的，所述营养盐按重量份，包括墨角藻多糖30-40份、石枝藻属钙盐藻25-35份、硅灰石1-2份、白云石0.6-0.75份、果寡糖11-13份、琼脂培养基20-24份、丝光沸石0.45-0.6份。
优选地，所述营养盐按重量份，包括墨角藻多糖33.3份、石枝藻属钙盐藻30.5份、硅灰石1.2份、白云石0.7份、果寡糖12.4份、琼脂培养基21.4份、丝光沸石0.5份。
本发明中的生物酶制剂包含微生物混合菌群(由若干个单一微生物菌***叉培养得到)、混合生物酶(由若干种单一生物酶混合得到)、营养盐(提供若干种微生物生长需要的微量元素)，该生物酶制剂为固体粉末结构，坚果色，有轻微特殊香气。
本发明还提供了所述用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在微生物混合菌剂中加入混合生物酶，得微生物菌群与生物酶的混合物；
(2)将微生物菌群与生物酶的混合物与营养盐混合，在10～15℃条件下干燥，使含水量为1％-1.5％，即得生物酶制剂。
本发明的制备方法具有制备过程简单、成本低、制备过程绿色、安全、无污染的特点，且得到的产品微生物密度高，便于运输及保存，使用时更容易激活。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂包括混合生物酶50克、营养盐80克及微生物混合菌剂，所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有41亿cfu的微生物菌。其中，所述生物酶制剂中，黄孢原毛平革菌群4.36亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌群4.8亿cfu/克、反硝化菌群6.98亿cfu/克、酵母菌群7.41亿cfu/克、硝化菌群6.54亿cfu/克、施氏假单胞菌群4.8亿cfu/克、乳酸菌群6.11亿cfu/克。
所述混合生物酶包括脂肪酶10.05克、果胶酶10.05克、βLetamase酶8.65克、α淀粉酶6.2克、乳糖酶6.65克、纤维素酶5.2克、半纤维素酶3.2克。(即按照脂肪酶20.1份、果胶酶20.1份、βLetamase酶17.3份、α淀粉酶12.4份、乳糖酶13.3份、纤维素酶10.4份、半纤维素酶6.4份)。
所述营养盐包括墨角藻多糖26.64克、石枝藻属钙盐藻24.4克、硅灰石0.96克、白云石0.56克、果寡糖9.92克、琼脂培养基17.12克、丝光沸石0.4克(即按照墨角藻多糖33.3份、石枝藻属钙盐藻30.5份、硅灰石1.2份、白云石0.7份、果寡糖12.4份、琼脂培养基21.4份、丝光沸石0.5份的比例)。
实施例2
本实施例为实施例1所述生物酶制剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)黄孢原毛平革菌群、鞘氨醇单胞菌群、反硝化菌群、酵母菌群、硝化菌群、施氏假单胞菌群、乳酸菌群分别在各自的培养基中培养至饱和；
(2)将步骤(1)所得的黄孢原毛平革菌群、鞘氨醇单胞菌群、反硝化菌群、酵母菌群、硝化菌群、施氏假单胞菌群以及乳酸菌群按有效活菌数按10.9：11.2：16.7：18.1：16.2：12.4：14.5的添加比例进行混合培养，并在混合培养过程中向混合菌群按照9:1的重量比加入果寡糖，在30℃条件下，培养总菌数至339亿/克；
(3)将步骤(2)得到的微生物混合菌剂约17.885克，加入50克混合生物酶，得微生物菌群与生物酶的混合物；
(4)将微生物菌群与生物酶的混合物与80克营养盐混合，在低温下干燥，使含水量控制在1.3％，即得生物酶制剂。
实施例3
实施例3与实施例1的区别仅在于原料的组分含量不同，在本实施例中其原料按重量份包括混合生物酶70克、营养盐90克；所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有41.78亿cfu的微生物菌。
所述生物酶制剂中黄孢原毛平革菌群为4.25亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌群4.68亿cfu/克、反硝化菌群6.81亿cfu/克、酵母菌群8.00亿cfu/克、硝化菌群6.71亿cfu/克、施氏假单胞菌群5.07亿cfu/克、乳酸菌群6.26亿cfu/克。
所述70克混合生物酶按照脂肪酶19.4份、果胶酶21份、βLetamase酶16.5份、α淀粉酶13.7份、乳糖酶12.1份、纤维素酶11.2份、半纤维素酶6.1份的比例进行混合。
所述90营养盐按照墨角藻多糖30.6份、石枝藻属钙盐藻32.7份、硅灰石1.5份、白云石0.68份、果寡糖11.9份、琼脂培养基22.1份、丝光沸石0.52份的比例混合。
实施例4
本实施例为实施例3所述生物酶制剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)黄孢原毛平革菌群、鞘氨醇单胞菌群、反硝化菌群、酵母菌群、硝化菌群、施氏假单胞菌群、乳酸菌群分别在各自的培养基中培养至饱和；
(2)将步骤(1)所得的黄孢原毛平革菌群、鞘氨醇单胞菌群、反硝化菌群、酵母菌群、硝化菌群、施氏假单胞菌群以及乳酸菌群按有效活菌数按10：11：16：18：18：14：17的添加比例进行混合培养，并在混合培养过程中向混合菌群按照8:1的重量比加入果寡糖，在30℃条件下，培养总菌数至330亿/克；
(3)将步骤(2)得到的微生物混合菌剂约23.193克，加入70混合生物酶，得微生物菌群与生物酶的混合物；
(4)将微生物菌群与生物酶的混合物与90克营养盐混合，在低温下干燥，使含水量控制在1.3％，即得生物酶制剂。
实施例5
实施例5与实施例1的区别仅在于原料的组分含量不同，在本实施例中其原料按重量份包括混合生物酶80克、营养盐100克，所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有40.63亿cfu的微生物菌。
所述生物酶制剂中黄孢原毛平革菌群为4.32亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌群4.91亿cfu/克、反硝化菌群7.15亿cfu/克、酵母菌群7.23亿cfu/克、硝化菌群6.38亿cfu/克、施氏假单胞菌群4.68亿cfu/克、乳酸菌群5.96亿cfu/克。
所述80克混合生物酶按照脂肪酶20.5份、果胶酶19.3份、βLetamase酶18.2份、α淀粉酶12.1份、乳糖酶12.5份、纤维素酶9.8份、半纤维素酶7.6份的比例混合。
所述100克营养盐按照墨角藻多糖31.8份、石枝藻属钙盐藻29份、硅灰石1.3份、白云石0.73份、果寡糖12.9份、琼脂培养基23.7份、丝光沸石0.57份的比例混合。
实施例6
本实施例为实施例5所述生物酶制剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)黄孢原毛平革菌群、鞘氨醇单胞菌群、反硝化菌群、酵母菌群、硝化菌群、施氏假单胞菌群、乳酸菌群分别在各自的培养基中培养至饱和；
(2)将步骤(1)所得的黄孢原毛平革菌群、鞘氨醇单胞菌群、反硝化菌群、酵母菌群、硝化菌群、施氏假单胞菌群以及乳酸菌群按有效活菌数按10：13：19：19：15：11：14的添加比例进行混合培养，并在混合培养过程中向混合菌群按照10:1的重量比加入果寡糖，在30℃条件下，培养菌数至320亿/克；
(3)将步骤(2)得到的微生物混合菌剂约26.175克，加入80混合生物酶，得微生物菌群与生物酶的混合物；
(4)将微生物菌群与生物酶的混合物与100克营养盐混合，在低温下干燥，使含水量控制在1.3％，即得生物酶制剂。
应用例
本应用例中，将实施例1制备得到的生物酶制剂用于工业印染废水处理工艺好氧段。在不改变原有工艺的运行参数情况下，验证所述生物酶制剂的治理效果，结果如下：
指标 pH COD(mg/L) SS(mg/L) 色度(倍)
原水 9-11 1100-1300 600-700 400-800
使用前生化池出水 8-10 500-600 100-150 100-300
使用后生化池出水 6-9 ≤100 70 ≤40
由上表中的数据可见，与原生化池出水相比，使用所述生物酶制剂后，生化池的COD出水由600mg/L降至100mg/L，COD生化效率提高38.5％；SS由150mg/L降至70mg/L，SS絮凝率提高12％；色度由300倍降至40倍，色度去除率提高32.5％。
本应用例中，将实施例3制备得到的生物酶制剂用于工业制糖废水储水池。在不增加土建及设备的情况下，验证所述生物酶制剂的治理效果，结果如下：
指标 pH COD(mg/L) 果胶(col/g)
处理前废水 5.7 3816 710×106
处理后废水 6.9 130.8 900
由上表中的数据可见，与处理前原水相比，使用所述生物酶制剂后，生化池的COD出水由3816mg/L降至130.8mg/L，COD降解率为96.57％；果胶含量由710×106col/g降至900col/g，果胶降解率为99.99％。
本应用例中，将实施例5制备得到的生物酶制剂用于市政污水厂处理工艺好氧段。在不改变原有工艺运行参数的情况下，验证所述生物酶制剂的治理效果，结果如下：
指标 pH COD(mg/L) BOD5(mg/L) NH4+(mg/L) P2O5(mg/L)
原水 5.2 621.7 266.4 82.3 10.2
使用前生化出水 6.5 271.0 149.0 52.0 7.8
使用后生化出水 7.1 36.2 20.4 1.14 0.04
由上表中的数据可见，与原生化池出水相比，使用所述生物酶制剂后，生化池的COD出水由271mg/L降至36.2mg/L，COD生化效率提高37.8％；BOD5由149mg/L降至20.4mg/L，BOD5生化率提高48.3％；NH4+出水由52mg/L降至1.14mg/L，NH4+生化效率提高61.8％；P2O5由7.8mg/L降至0.04mg/L，P2O5生化率提高76.1％。
对比例
本对比例中，将实施例1的生物酶制剂和现有产品用于养殖场废水处理工艺好氧段。在不改变原有工艺的运行参数情况下，验证所述生物酶制剂的治理效果，并与现有产品的治理效果作对比。结果如下：
所述“现有产品”是指市售的EM菌，购自日本琉球大学。
通过上表可以看出，与现有相比，所述生物酶制剂的两组COD降解率分别高24.8％及23.7％，平均高24.25％；与空白实验相比，所述生物酶制剂的两组COD降解率分别高35.1％及38.8％，平均高36.95％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于市政及工业污水治理好氧段工艺的生物酶制剂，其特征在于，其原料按重量份包括混合生物酶50-70份、营养盐80-120份及微生物混合菌剂，所述微生物混合菌剂使每克所述生物酶制剂中含有不低于37亿cfu的微生物菌。
2.根据权利要求1所述的生物酶制剂，其特征在于，所述微生物菌中黄孢原毛平革菌、鞘氨醇单胞菌、反硝化菌、酵母菌、硝化菌、施氏假单胞菌和乳酸菌按有效活菌数为(10-15)：(11-13)：(16-19)：(17-20)：(15-18)：(11-14)：(14-17)。
3.根据权利要求1或2所述的生物酶制剂，其特征在于，所述生物酶制剂中，黄孢原毛平革菌为4.25-5.43亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌为4.68-4.91亿cfu/克、反硝化菌为6.81-7.15亿cfu/克、酵母菌为7.23-8.94亿cfu/克、硝化菌为6.38-6.71亿cfu/克、施氏假单胞菌为4.68-5.07亿cfu/克、乳酸菌为5.96-6.26亿cfu/克。
4.根据权利要求3所述的生物酶制剂，其特征在于，所述生物酶制剂中，黄孢原毛平革菌为4.36亿cfu/克、鞘氨醇单胞菌为4.8亿cfu/克、反硝化菌为6.98亿cfu/克、酵母菌为7.41亿cfu/克、硝化菌为6.54亿cfu/克、施氏假单胞菌为4.8亿cfu/克、乳酸菌为6.11亿cfu/克。
5.根据权利要求2所述的生物酶制剂，其特征在于，所述微生物混合菌剂的制备方法包括：
(1)黄孢原毛平革菌、鞘氨醇单胞菌、反硝化菌、酵母菌、硝化菌、施氏假单胞菌、乳酸菌分别在各自的培养基中培养至饱和状态；
(2)将步骤(1)所得的黄孢原毛平革菌、鞘氨醇单胞菌、反硝化菌、酵母菌、硝化菌、施氏假单胞菌以及乳酸菌按比例进行混合培养，并在混合培养过程中向混合菌群按照(8-10):1的重量比加入果寡糖，在29～31℃条件下培养至有效活菌总数至不低于320亿cfu/克。
6.根据权利要求1-5任一项所述的生物酶制剂，其特征在于，所述混合生物酶，按重量份，包括脂肪酶19-22份、果胶酶19-21份、βLetamase酶16-19份、α淀粉酶12-15份、乳糖酶12-15份、纤维素酶9-13份、半纤维素酶6-8份。
7.根据权利要求6所述的生物酶制剂，其特征在于，所述混合生物酶按重量份，包括脂肪酶20.1份、果胶酶20.1份、βLetamase酶17.3份、α淀粉酶12.4份、乳糖酶13.3份、纤维素酶10.4份、半纤维素酶6.4份。
8.根据权利要求1-5任一项所述的生物酶制剂，其特征在于，所述营养盐按重量份，包括墨角藻多糖30-40份、石枝藻属钙盐藻25-35份、硅灰石1-2份、白云石0.6-0.75份、果寡糖11-13份、琼脂培养基20-24份、丝光沸石0.45-0.6份。
9.根据权利要求8所述的生物酶制剂，其特征在于，所述营养盐按重量份，包括墨角藻多糖33.3份、石枝藻属钙盐藻30.5份、硅灰石1.2份、白云石0.7份、果寡糖12.4份、琼脂培养基21.4份、丝光沸石0.5份。
10.权利要求1-9任一项所述生物酶制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在微生物混合菌剂中加入混合生物酶，得微生物混合菌剂与生物酶的混合物；
(2)将微生物菌群与生物酶的混合物与营养盐混合，在10～15℃下干燥，使含水量为1％-1.5％，即得生物酶制剂。
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