CN111018133B - 一种环保微生物污水处理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保微生物污水处理剂及制备方法和应用，处理剂中的活性成分包括枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌，所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌的有效活菌数之比为10∶1∶2。所述环保微生物污水处理剂利用多种微生物的共生关系，让枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌这三种微生物相互配合，共同进行污水净化。不仅避免了微生物处理污染物的单一性，降解更多种类的污染物，还可应用于治理不同类型的污水，如生活污水、高浓度有机废水、味精厂废水、泡菜废盐水等，应用范围广。

Description

一种环保微生物污水处理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及污水处理剂技术领域，尤其涉及一种环保微生物污水处理剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前随着人们生活的改善，机械化产品越来越多，随之而来环境的污染也越来越严重，生活污水的处理问题越来越受到重视。而污水处理方法分为物理处理、化学处理和生物处理。而生物处理以使用安全、不带来环境污染的优势，越来越被广泛使用。虽然目前生物处理方法类型不少，如好氧生物处理中的活性淤泥法、生物膜法以及厌氧生物处理法等。

但是，当前市场上的污水处理菌剂虽然多样，包括氨氮去除剂、COD降解剂、反硝化菌剂等，但是其菌种结构单一，它们之中大多只含有1种或2种不同种类的微生物，这些微生物大多是一些常见的微生物种群，对某些特定环境中的易处理的污水能够有较好的效果，而对于一些含有大量难以降解的污染物，比如芳香烃、抗生素等的污水以及极端环境下(比如高盐污水)的处理效果不佳。

针对上述问题，目前对采用开发出功能更强大的菌种进行解决，在进行专一性降解菌株分离的同时，采用了现代微生物分子生态技术对水处理***中的微生物种群进行分析，确立水处理***中微生物的种群结构，从而为分离纯化出专一性降解能力强、可与现有水处理体系中微生物种群共存的菌株或菌群提供依据和支撑。

但是，目前依然缺少菌种组成更多样化、更高效的微生物污水处理剂，有待进一步的改进。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种环保微生物水处理剂及其制备方法，旨在解决目前缺少针对城市生活垃圾和生活废水的高效微生物水处理剂的问题。

本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种环保微生物污水处理剂，其活性成分包括枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌，所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌的有效活菌数之比为10∶1∶2。

上述三种菌株在污水中相互配合、协同增效，实现优异的净化污水的作用原理为：枯草芽孢杆菌具有丰富的酶系，包括蛋白酶、脂肪酶等等，在有氧条件下可以降解去除有机酸和含氮有机物等污染物；粪肠球菌主要在缺氧条件下降解多种有机物并吸收氨氮；酵母则可以吸收重金属和氮素，在有氧或缺氧条件下都可发挥作用。酵母菌可在有氧条件下与枯草芽孢杆菌进行协同配合，共同达到降解有机酸、含氮无机物和含氮有机物并吸收重金属；而无效条件下，酵母菌与粪肠球菌共同配合协同作用降解多种有机物并吸收氨氮和重金属。因此，上述三种菌株配合的环保微生物污水处理剂在各种环境条件下都能发挥功效，进行各种水体的治理。

优选地，所述的环保微生物污水处理剂，还包括与所述活性成分混合的培养基。

优选地，所述的环保微生物污水处理剂中，所述活性成分的总有效活菌数为1×10⁹CFU/ml。

所述的环保微生物污水处理剂中，所述培养基包括质量含量为10～ 100ppm的水处理催化剂，所述水处理催化剂包括螯合剂及摩尔比为1∶(1～ 2)的硝酸铝与氯化铁，所述螯合剂是氧化硬脂精5-50ppm、二乙基三胺五乙酸 (DTPA)5-50ppm、葡萄糖酸5-50ppm、聚丙烯酸(PAA)5-50ppm及异羟肟酸钠 5-50ppm中的任意2～3种。

优选地，上述水处理催化剂的最佳配方为：絮凝剂：硝酸铝5-50ppm、氯化铁5-50ppm；螯合剂：化硬脂精5-50ppm、二乙基三胺五乙酸(DTPA)5-50ppm、异羟肟酸钠5-50ppm。

本发明提供上述环保微生物污水处理剂在高盐污水处理中的应用，其使用方法为：向高盐污水处理的好氧池中直接投加所述环保微生物污水处理剂，或者还同时投加营养物质，以降低氨氮或总氮。

优选地，所述营养物质包括以下占微生物污水处理剂的质量百分比含量的各成分：0.01-0.2％的尿素、0.05-0.5‰的磷酸盐和0.02-0.2％的酵母膏。

本发明还提供一种上述环保微生物水处理剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：将所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、酵母菌分别培养至平台期；

S2：制备所述培养基，在1000份水中依次添加10份牛肉膏、30份糖蜜、 10份葡萄糖、10份蛋白胨、2份KH₂PO₄及4份NaCl，调节PH值6.2～6.8， 120℃灭菌处理20min，冷却至37℃，加入水处理催化剂；

S3：将培养至平台期的所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、酵母菌按照预订的比例混合均匀，然后加入37℃的所述培养基，混合均匀，在搅拌条件下培养72小时。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用多种微生物共生技术，让枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌这三种微生物共生于一个环境且不相互拮抗，快速繁殖。这样避免了微生物处理污染物的单一性，降解更多种类的污染物，并且可应用于治理不同类型的污水，如生活污水、高浓度有机废水、味精厂废水、泡菜废盐水等，应用范围广。

2、所述处理剂中的三种微生物可以在低于10℃的条件下生长、繁殖，而致死温度均为高于35℃，其温度适应范围广，所述微生物水处理剂可用于寒冷地区生活污水的处理。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实验材料：

活性成分中的枯草芽孢杆菌、粪肠球菌采购自北京百欧博伟生物技术有限公司；酵母菌购自陕西森弗生物技术有限公司。

实验方法：

1、还原糖检测方法依据《GB/T 5009.7-1985》；

2、COD的检测方法依据GB11914-89；

3、水体BOD的测试方法为：《ISO5815-1983》，水质五日生化需氧量(BOD5) 的测定。

实施例1

(1)本实施例提供的微生物水处理剂，其制备方法为：

S1：将所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、酵母菌分别培养至平台期；

S2：制备所述培养基，在1000份水中依次添加10份牛肉膏、30份糖蜜、 10份葡萄糖、10份蛋白胨、2份KH₂PO₄及4份NaCl，调节PH值6.2～6.8， 120℃灭菌处理20min，冷却至37℃，加入水处理催化剂；

S3：将培养至平台期的所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、酵母菌按照预订的比例混合均匀，然后加入37℃的上述培养基，混合均匀，在搅拌条件下培养72小时，最后得到所述微生物水处理剂。

其中，上述水处理催化剂的配方为：螯合剂为10ppm的硝酸铝与15ppm 的氯化铁，其中所述螯合剂为氧化硬脂精50ppm、二乙基三胺五乙酸 (DTPA)20ppm、异羟肟酸钠30ppm。

(2)污水治理测试方法：

取相同量的某污水处理厂的污水，按照下表1设置各处理组中的三种菌株的有效活菌数之比，处理前的每个处理组中的污水总氮量为146mg/L，氨氮量为61mg/L，每个处理组分别投入本发明的微生物处理剂，保证总菌量为 200×109CFU/g，实验结果见表1：

表1污水处理效果

从上述结果可知，当枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌的有效活菌数之比为10∶1∶2时，污水中总氮量和氨氮量的降解量最大，所述微生物水处理剂的污水治理效果最佳。

实施例2

本实施例中的微生物水处理剂按照实施例1的制备方法进行制备，设置第9、10和11三个处理组，所有处理组的枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌的有效活菌数之比都为10∶1∶2，三个处理组采用的催化剂不同，各组的催化剂组成分别见下表2，处理前的每个处理组中的污水总氮量为146mg/L，氨氮量为61mg/L，按照实施例1的污水治理测试方法分别对三个处理组进行污水处理效果测试，甲、乙和丙三个处理组的测试结果见表2：

表2水处理催化剂的配方及污水治理效果

从上述表2的治理结果可知：三个处理组中，处理组11的催化剂的效果最佳，所述微生物水处理剂的污水治理效果最好，处理后总氮和氨氮含量降低幅度最大，这说明在这个处理组合中催化剂的最佳配方为：40ppm的硝酸铝、40ppm的氯化铁、50ppm的氧化硬脂精、20ppm的DTPA和30ppm的异羟肟酸钠。

实施例3

本实施例的治理对象为：用玉米芯水解加氢生产木糖醇生产过程中产生的高浓度有机废水，其主要成分是植物纤维水解得到的无毒无害的还原糖和有机酸。若采用厌氧污泥床处理玉米芯预处理酸水，发泡现象非常严重,效果不理想。

上述有机废水的温度为30-36℃、pH为4-8.5，由于其COD浓度高而其他营养物不足，在采用本发明的微生物水处理剂处理的过程中，需加一定重量体积比的营养物(0.1％的尿素+0.2‰的磷酸盐+0.1％的酵母膏，该浓度为各成分占微生物水处理剂的质量百分比)，废水经过絮凝沉淀后，加入本微生物处理剂(质量体积比0.1‰)曝气36小时。实验表明，BOD下降达到90％。

实施例4

本实施例的测试对象为味精厂废水。具体用实施例1中第5处理组制备的微生物处理剂进行废水治理。用所述微生物处理剂处理24小时后，对废水的COD、还原糖含量进行测定。向废水池中投入的微生物处理剂的使用量为池体积的0.1‰(重量体积比)。

实验结果：当废水的pH为4-9、温度18-22℃时，其COD值降低了56％，还原糖去除率达到64％；当pH为4.0-5.0，温度28-36℃时，其还原糖由 2510.7mg/L降至105.3mg/L，COD由16136mg/L降至2461mg/L，COD的去除率达到85％，还原糖的去除率达到95％，处理效果远高于活性污泥法。

实施例5

本实施例中，对某城市污水处理厂活性污泥中接种0.1‰本菌剂，进行污水处理，具体用实施例1中第5处理组制备的微生物处理剂进行废水治理。在4℃-5℃的条件下，微生物水处理剂处理72h后，COD的去除率达到 75％-82％。

实施例6

本实施例中，采用本发明的微生物水处理剂对泡菜生产中的废盐水进行处理，具体用实施例1中第5处理组制备的微生物处理剂。在NaCl浓度为 10％(w/v)的情况下，气温为28-33℃的条件下，菌剂添加量为0.1‰并曝气，处理24h后，对废盐水的BOD去除率达到91％。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种环保微生物污水处理剂，包含活性成分与培养基，其特征是：所述活性成分包括枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌，所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌及酵母菌的有效活菌数之比为10∶1∶2 ；所述培养基包括质量含量为10～100ppm的水处理催化剂，所述水处理催化剂包括螯合剂及摩尔比为1∶(1～2)的硝酸铝与氯化铁，所述螯合剂为氧化硬脂精5-50ppm、二乙基三胺五乙酸(DTPA) 5-50ppm、葡萄糖酸5-50ppm、聚丙烯酸(PAA) 5-50ppm及异羟肟酸钠5-50ppm中的任意2～3种。

2.根据权利要求1所述的环保微生物污水处理剂，其特征是，所述活性成分的总有效活菌数为1×10⁹ CFU/ml。

3.根据权利要求1所述的环保微生物污水处理剂，其特征是，所述催化剂包括以下成分：硝酸铝5-50ppm、氯化铁5-50ppm、氧化硬脂精5-50ppm、二乙基三胺五乙酸(DTPA) 5-50ppm、异羟肟酸钠5-50ppm。

4.如权利要求1-3中任一项所述的环保微生物污水处理剂在高盐污水处理中的应用，其特征在于，使用方法为：向高盐污水处理的好氧池中直接投加所述环保微生物污水处理剂，或者还同时投加营养物质。

5.根据权利要求4所述的环保微生物污水处理剂在高盐污水处理中的应用，其特征是，所述营养物质包括以下占微生物污水处理剂的质量百分比含量的各成分：0.01-0.2%的尿素、0.05-0.5‰的磷酸盐和0.02-0.2% 的酵母膏。

6.如权利要求1-2中任一项所述的环保微生物水处理剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：将所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、酵母菌分别培养至平台期；

S2：制备所述培养基，在1000份水中依次添加10份牛肉膏、30份糖蜜、10份葡萄糖、10份蛋白胨、2份KH₂PO₄及4份NaCl，调节pH值6 .2～6 .8，120℃灭菌处理20min，冷却至37℃，加入水处理催化剂；

S3：将培养至平台期的所述枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、酵母菌按照预订的比例混合均匀，然后加入37℃的所述培养基，混合均匀，在搅拌条件下培养72小时。

7.一种如权利要求1至3中任一项所述的环保微生物污水处理剂在污水治理的应用。