CN104805032A - 一种减量污泥的多功能微生物菌剂及其制备 - Google Patents

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马正旺
李雪
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Abstract

本发明提供本一种降解剩余污泥多功能微生物复合菌剂及制备方法，属于环保技术领域。所述菌剂由蜡样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的发酵液按体积比3:7:5:8组成，并配以保护剂经冷冻干燥制成菌粉。本发明所述减量污泥的微生物菌剂对污泥进行处理后可使污泥减量达到28％，含水量减少30％。

Description

一种减量污泥的多功能微生物菌剂及其制备
技术领域：
本发明属于环保技术领域，涉及一种降解剩余污泥多功能微生物复合菌剂及制备方法。
背景技术：
活性污泥法作为世界上应用最为广泛的污水生物处理技术,具有技术成熟、工艺种类多、污水处理效果良好等特点,但是活性污泥法在处理污水的同时也带来了大量副产物——剩余活性污泥，污泥量通常占污水量的0.3％～0.5％(体积)或者约为污水处理量的1％～2％(质量)；如果属于深度处理,污泥量还会增加0.5～1倍，污水处理量和排放标准的提高,必然导致污泥数量的增加。
污泥是由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体,除含有大量的水分外(可高达80％以上),还含有难降解的有机物！重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等.大量的未经处理的污泥任意堆放和排放对环境造成了新的污染,特别是在我国城市化水平较高的城市与地区,污泥处理处置已经是十分突出的问题。
截止2010年6月底，共建设城镇污水处理厂2389座，全国污水处理能力达1.15亿立方米/日，按照一万吨水可以产生5吨80％的湿泥，我国污泥日产量可达5.75万吨，年湿泥产量(按365天计算)2098.75万吨。按照平均运行负荷80％计算，年湿泥产量(按365天机算)1679万吨。绝干污泥335.8万吨。
生物污泥表面的电荷主要源于附着于细胞表面的胞外聚合物(EPS)所携带的带电官能团。而EPS是细菌和其他微生物用于自我保护和相互黏附的天然有机物，它是除细胞和水分外生物污泥的第3大类组成物质。EPS的主要成分是蛋白质和多糖，两者约占EPS总量的70％～80％。活性污泥难脱水的原因就在于EPS的存在。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供一种能够减量污泥的微生物菌剂，所述菌剂由蜡样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的发酵液按体积比3:7:5:8组成，并配以保护剂经冷冻干燥制成菌粉。
所述蜡样芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.8641；
所述解淀粉芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.1226；
所述巨大芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.234；
所述枯草芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.1630。
所述微生物菌剂添加量为污泥的0.03％～0.05％(m：v)。
所述保护剂组成如下：脱脂奶粉、蔗糖、L-谷氨酸钠、维生素C。
所述微生物菌剂的制备方法如下：
(1)发酵液的制备 
将蜡样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别按下述方法培养：
种子培养：将斜面接种于种子培养基，于35～37℃，转速200～220rpm培养1～2天，
种子培养基的组成：牛肉膏0.5％、氯化钠0.5％、牛肉膏1％，不足部分以蒸馏水补齐，pH调节范围为7.2～7.4；
发酵培养：培养基组分与种子培养基相同，将种子液按接种量1～2％接入发酵培养基，于35～37℃，转速200～220rpm，恒温培养8～12h，发酵液浓度OD600达到0.8～1,得发酵液。
(2)菌液混合
将步骤(1)所得发酵液按蜡样芽胞杆菌：解淀粉芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌体积比＝3:7:5:8混合。
(3)制备菌粉
将步骤(2)所得混合发酵液8000rpm离心8min，加入保护剂。每10mg菌泥，加入到30ml 0.2g/ml的脱脂奶粉中，充分混合均匀后加入6ml 1g/ml的蔗糖溶液、2ml 0.3g/ml L-谷氨酸钠溶液、2ml 0.2g/ml维生素C溶液。采用搅拌机充分混合均匀。
将加入保护剂的菌泥在-80℃冰箱预冻过夜，再放入真空冷冻干燥机中干燥。
有益效果：
1、本发明所述减量污泥的微生物菌剂对污泥进行处理后可使污泥减量达到28％，含水量减少30％。
2、本发明所述菌剂经使用后活性污泥的形态发生了一定的改变,活性污泥中大颗粒污泥数量更多,结构更紧密.活性污泥的形态的变化,在污泥絮体中形成不同环境条件的物理结构层和分布,使不同的微生物优势菌群有了合适的生存环境,有利于不同微生物菌群在污泥絮凝体中形成优势菌群,促进活性污泥的功能发生改变。
具体实施方式：
实施例1：一种减量污泥的微生物菌剂的制备方法
(1)发酵液的制备 
将蜡样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别按下述方法培养：
种子培养：将斜面接种于种子培养基，于36℃，转速260rpm培养2天，
种子培养基的组成：牛肉膏0.5％、氯化钠0.5％、牛肉膏1％，不足部分以蒸馏水补齐，pH调节范围为7.2；
发酵培养：培养基组分与种子培养基相同，将种子液按接种量2％接入发酵培养基，于36℃，转速210rpm，恒温培养10h，发酵液浓度OD600达到0.8,得发酵液；
所述蜡样芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.8641；
所述解淀粉芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.1226；
所述巨大芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.234；
所述枯草芽孢杆菌保藏编号为CGMCC1.1630。
(2)菌液混合
将步骤(1)所得发酵液按蜡样芽胞杆菌：解淀粉芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌体积比＝3:7:5:8混合。
(3)制备菌粉
将步骤(2)所得混合发酵液加入保护剂后冷冻干燥得菌粉。将步骤(2)所得混合发酵液8000rpm离心8min，加入保护剂。每10mg菌泥，加入到30ml 0.2g/ml的脱脂奶粉中，充分混合均匀后加入6ml 1g/ml的蔗糖溶液、2ml 0.3g/ml L-谷氨酸钠溶液、2ml 0.2g/ml维生素C溶液。采用搅拌机充分混合均匀。
将加入保护剂的菌泥在-80℃冰箱预冻过夜，再放入真空冷冻干燥机中干燥
得菌粉。
实施例2：一种减量污泥的微生物菌剂的应用
将实施例1所得菌粉按质量体积比0.03％添加量，添加至天津市津南区双桥污水处理厂氧化沟内活性污泥中，活性污泥经过样本浓缩后污泥浓度达到50g/L，含水率85.97％，于30℃，80r摇床条件下模拟环境条件进行处理72h，污泥减量达到16.75％，含水率降至66.87％。
实施例3：一种减量污泥的微生物菌剂的应用
将实施例1所得菌粉按0.04％添加量，添加至由天津市津南区双桥污水处理厂收集而来的活性污泥中，活性污泥经过样本浓缩后污泥浓度达到50g/L，含水率85.97％，于30℃，80r摇床条件下模拟环境条件进行处理72h，污泥减量达到25.32％，含水率降至57.32％。
实施例4：一种减量污泥的微生物菌剂的应用
将实施例1所得菌粉按0.05％添加量，添加至由天津市津南区双桥污水处理厂收集而来的活性污泥中，活性污泥经过样本浓缩后污泥浓度达到50g/L，含水率85.97％，于30℃，80r摇床条件下模拟环境条件进行处理72h，污泥减量达到27.75％，含水率降至56.65％。
在实验过程中观察到活性污泥的形态发生了一定的改变,活性污泥中大颗粒污泥数量更多,结构更紧密.活性污泥的形态的变化,在污泥絮体中形成不同环境条件的物理结构层和分布,使不同的微生物优势菌群有了合适的生存环境,有利于不同微生物菌群在污泥絮凝体中形成优势菌群,促进活性污泥的功能发生改变。

Claims (7)

1.一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述菌剂由蜡样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的发酵液按体积比3:7:5:8组成，并配以保护剂经冷冻干燥制成菌粉。
2.如权利要求1所述的一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述所述蜡样芽孢杆菌保藏编号为CGMCC No.1.8641。
3.如权利要求1所述的一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌保藏编号为CGMCC No.1.1226。
4.如权利要求1所述的一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述巨大芽孢杆菌保藏编号为CGMCC No.1.234。
5.如权利要求1所述的一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌保藏编号为CGMCC No.1.1630。
6.如权利要求1所述的一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂添加质量为污泥体积的0.03％～0.05％。
7.如权利要求1所述的一种减量污泥的微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂的制备方法如下：
(1)发酵液的制备
将蜡样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别按下述方法培养：
种子培养：将斜面接种于种子培养基，于35～37℃，转速200～220rpm培养1～2天，
种子培养基的组成：牛肉膏0.5％、氯化钠0.5％、牛肉膏1％，不足部分以蒸馏水补齐，pH调节范围为7.2～7.4；
发酵培养：培养基组分与种子培养基相同，将种子液按接种量1～2％接入发酵培养基，于35～37℃，转速200～220rpm，恒温培养8～12h，发酵液浓度OD600达到0.8～1,得发酵液；
(2)菌液混合
将步骤(1)所得发酵液按蜡样芽胞杆菌：解淀粉芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌体积比＝3:7:5:8混合；
(3)制备菌粉
将步骤(2)所得混合发酵液加入保护剂后冷冻干燥得菌粉。
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