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CN107311317A - 一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂及其制备方法 Download PDF

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CN107311317A CN201710718194.2A CN201710718194A CN107311317A CN 107311317 A CN107311317 A CN 107311317A CN 201710718194 A CN201710718194 A CN 201710718194A CN 107311317 A CN107311317 A CN 107311317A
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彭东丽
赵华
刘强
冯玉仁
钟乐
王建
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Feixian Power Supply Co Of State Grid Shandong Electronic Power Co
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Abstract

本发明属于微生物技术领域，公开了一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备发酵液，步骤2）制备液体培养基，步骤3）制备浓缩液，步骤4）制备载体，步骤5）搅拌、低温干燥。本发明生化制剂中各菌株配伍合理，协同作用强，能够有效利用废水中氨氮、SS以及P，大幅度降低COD和BOD含量。

Description

一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂及其制备方法
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂及其制备方法。
背景技术
生活污水是人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。城市每人每日排出的生活污水量为150—400L，其量与生活水平有密切关系。生活污水的特点是含氮、含硫和含磷高，后期处理比较困难。人们应该保护水资源．中国国情比较特殊，水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。电力系统会产生大量的生活污水，电力部门需要对生活污水进行处理。
目前处理生活污水的方法有较多，包括物理吸附法、化学法以及生物修复法等。物理方法吸附法，吸附法主要依赖于吸附剂巨大的比表面积，通过物理吸附或化学吸附来除去水中的污染物。活性炭因具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，且其化学稳定性好，吸附能力强，常被作为一种重要的吸附剂材料被广泛应用，但其成本较高。还有利用凹凸棒土等非金属离子矿物进行吸附，但天然非金属矿物作为吸附剂有以下几点局限性：天然非金属矿物密度较大且比表面积有限，天然非金属矿物表面多带负电，且直接采用天然非金属粉矿如粘土类矿物作为吸附剂，会存在吸附后固液难以分离的问题。
化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解等，存在作用单一，而且容易造成二次污染等缺陷。与化学方法相比，生物方法处理污水有如下优点：1)每种化学用品都是针对性很强的产品，当遇到其他化学物质时就有可能失效，而生物制剂对污染物的去除具有光谱性；2)化学产品可以暂时消除某些有害物质以及掩盖臭味，缺不能阻止有害物质的生成；3)使用化学产品后，水体中会有残留，可能导致二次污染。生物制剂所含天然微生物，不含致病菌和病原体，这些微生物在酶的催化作用下，以污水中的有机营养物质为食物，当污水得到净化后，这些微生物会随污染物的降低而逐渐减少，直至消亡；4)无毒，无腐蚀性，使用方便，基本不需要添加设备或是工程，节省资金投入。
近年来，污水脱氮脱硫除磷技术一直是水处理领域的热点，也是难点，通过相应的国际交流、技术探讨及工程实践经验，加速了脱氮脱硫除磷技术的发展，重大的成就就是生物脱氮脱硫除磷技术的发展以及生物处理和化学处理的有机结合。从脱氮除磷的原理上看，某些化学、物理的方法可有效地去除污水中的氮、硫、磷，但一般情况下，这两种方式去除并不彻底，而脱氮除磷的生物处理具有同时脱除C、S、N、P且处理成本低等优越性。传统的废水处理方法用活性污泥培养驯化的微生物已不能有效地对这些污染物加以去除，这些物质长期在环境中积累，给我们赖以生存的生态环境造成很大污染， 给人类的身心健康带来很大危害。我国相当一部分工业污染企业宁可受罚也不愿意投资治理废水，即使有污水处理装置运行也极不正常。因此，开发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好、使用寿命长的生化制剂，在实际生产中具有广泛的意义。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂，其按照如下步骤制备而得：
1）将黑曲霉、睾丸酮丛毛单孢菌、赤红球菌、嗜氨微杆菌以及溶纸梭菌分别按照常规培养获得黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液；所述黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液的浓度均为1×109cuf/ml；所述黑曲霉为ATCC 6275；所述睾丸酮丛毛单孢菌为ATCC 55744；所述赤红球菌为ATCC 15906；所述嗜氨微杆菌为ATCC15354；所述溶纸梭菌为ATCC 700395；
2）将黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液按照5-9:3-5:3-5:2-3:1-2的体积比混合均匀，然后按照6%的接种量置于液体培养基中培养12小时，得到混合培养液，再浓缩至原体积的三分之一，得到浓缩液；
所述液体培养基按照如下步骤制备而得：取生活污水，调节pH为6.8，然后往污水中添加葡萄糖20g，玉米浆10g，酵母粉6g，磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸镁0.2g，硫酸亚铁0.1g，搅拌均匀，定容至1L，制得液体培养基；
3）按照高岭土、草炭土、壳聚糖、碳酸氢铵质量比为4:2:1:1的质量比混合，搅拌均匀后置于造粒机中，加入占混合料30％重量份的水，造粒，得到粒径为1mm的球状颗粒；然后在200℃条件下热处理20min，取出，自然冷却至室温，即得载体；
4）将浓缩液与载体按照3-5:5-9的质量比混合搅拌均匀，200rpm搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为6wt％，即得。
一方面，本发明的菌株扩大培养获得发酵液的方式属于本领域的公知常识，可以参考工具书记载的方式。
另一方面，作为本发明的其他技术方案中，对生化制剂中菌株浓度没有特别的限定，可以根据具体的情况进行具体的选择，在此不再详细赘述。
另一方面，可以根据预定的用途不同，本发明提供的生化制剂可以制备为不同的剂型，并添加相应的赋形剂等成分。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明生化制剂中各菌株配伍合理，协同作用强，能够有效利用废水中氨氮、SS以及P，大幅度降低COD和BOD含量；
本发明载体硬度高强度大，不会被水破坏；载体中形成有效的孔道和缝隙，增加了比表面积，提高了菌株附着力和污水处理效率；
碳酸氢钠作为造孔剂，受热产生二氧化碳和氨气，在载体中形成多个小孔结构，增加了气孔率以及比表面积；高岭土、草炭土、壳聚糖以及碳酸氢钠按照一定比例混合，制备的球状颗粒，密度和污水较为接近，可以悬浮于水系中，避免沉淀到池底造成污泥沉积；
本发明生化制剂首先经过驯化处理，使得更加适应废水环境；制剂和水体密度接近，能够悬浮与废水中，避免了密度过大沉淀于池底造成的微生物分布不均而影响除污效果，还能减少污泥的产量；使用寿命长，无需频繁更换。
利用本发明生化制剂修复生活污水的工艺操作简便，可实现环保绿色修复的目的，经济高效，环境友好，成本低廉，应用范围广泛。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明保护的范围。
以下实施例和对比例中的实验方法中，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例和对比例中所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到。
实施例1
一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂，其按照如下步骤制备而得：
1）将黑曲霉、睾丸酮丛毛单孢菌、赤红球菌、嗜氨微杆菌以及溶纸梭菌分别按照常规培养获得黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液；所述黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液的浓度均为1×109cuf/ml；所述黑曲霉为ATCC 6275；所述睾丸酮丛毛单孢菌为ATCC 55744；所述赤红球菌为ATCC 15906；所述嗜氨微杆菌为ATCC15354；所述溶纸梭菌为ATCC 700395；
2）将黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液按照5:3:3:2:1的体积比混合均匀，然后按照6%的接种量置于液体培养基中培养12小时，得到混合培养液，再浓缩至原体积的三分之一，得到浓缩液；
所述液体培养基按照如下步骤制备而得：取生活污水，调节pH为6.8，然后往污水中添加葡萄糖20g，玉米浆10g，酵母粉6g，磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸镁0.2g，硫酸亚铁0.1g，搅拌均匀，定容至1L，制得液体培养基；
3）按照高岭土、草炭土、壳聚糖、碳酸氢铵质量比为4:2:1:1的质量比混合，搅拌均匀后置于造粒机中，加入占混合料30％重量份的水，造粒，得到粒径为1mm的球状颗粒；然后在200℃条件下热处理20min，取出，自然冷却至室温，即得载体；
4）将浓缩液与载体按照3:5的质量比混合搅拌均匀，200rpm搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为6wt％，即得。
实施例2
一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂，其按照如下步骤制备而得：
1）将黑曲霉、睾丸酮丛毛单孢菌、赤红球菌、嗜氨微杆菌以及溶纸梭菌分别按照常规培养获得黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液；所述黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液的浓度均为1×109cuf/ml；
2）将黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液按照9:5:5:3:2的体积比混合均匀，然后按照6%的接种量置于液体培养基中培养12小时，得到混合培养液，再浓缩至原体积的三分之一，得到浓缩液；
所述液体培养基按照如下步骤制备而得：取生活污水，调节pH为6.8，然后往污水中添加葡萄糖20g，玉米浆10g，酵母粉6g，磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸镁0.2g，硫酸亚铁0.1g，搅拌均匀，定容至1L，制得液体培养基；
3）按照高岭土、草炭土、壳聚糖、碳酸氢铵质量比为4:2:1:1的质量比混合，搅拌均匀后置于造粒机中，加入占混合料30％重量份的水，造粒，得到粒径为1mm的球状颗粒；然后在200℃条件下热处理20min，取出，自然冷却至室温，即得载体；
4）将浓缩液与载体按照5:9的质量比混合搅拌均匀，200rpm搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为6wt％，即得。
实施例3
本发明生化制剂污水处理效果实验:
利用本发明生化制剂处理电力系统中生活污水中的生化工艺，包括如下步骤：生活污水首先流经固液分离器，去除固体大颗粒，例如石子、细砂、陶瓷颗粒等，再进入沉淀池，沉淀时间为12h，所述沉淀池底部填料为沸石层，厚度为100cm，沸石粒径为1-5cm；随后进入酸碱调节池，调节pH为6.8，再进入生化反应池，按照每立方米液体添加5g的量来加入生化制剂，处理时间为3天，液体通过滤网后排出，用于土壤灌溉。
处理前的废水主要指标污染物指标为：COD 1088mg/L、BOD 769 mg/L、氨氮213mg/L、SS 137mg/L、P 106 mg/L；
检测生化制剂的处理效果：实验组为实施例1；同时设置对照组，其中对照组1：不添加黑曲霉，其余同实施例1；对照组2：不添加睾丸酮丛毛单孢菌，其余同实施例1；对照组3：不添加赤红球菌，其余同实施例1；对照组4：不添加嗜氨微杆菌，其余同实施例1；对照组5：不添加溶纸梭菌，其余同实施例1；对照组6：选择常规的硅藻土作为载体，其余同实施例1；经过各组处理后排出的液体的各项指标见表1：
表1
指标 COD mg/L BOD mg/L 氨氮 mg/L SS mg/L P mg/L
实施例1 16.5 8.1 3.4 2.3 1.8
对照组 1 91.4 60.4 24.9 30.9 19.3
对照组 2 62.7 47.8 28.8 12.7 14.5
对照组 3 53.9 25.9 21.2 24.4 12.7
对照组 4 34.8 34.2 16.6 15.6 23.5
对照组 5 43.6 43.3 26.1 20.2 8.8
对照组 6 80.5 60.1 73.5 47.1 31.6
结论：经过本发明生化制剂处理后，生活污水中COD、BOD、氨氮、SS以及P等各污染物含量大大降低，符合排放标准；经过对比试验可知，本发明生化制剂中各菌株之间具备较好的共生协同性能。
实施例4
本发明生化制剂中载体类型对污泥产生量实验：
设置两个生化制剂组别，其中，实验组：本发明实施例1；对照组：以常规的硅藻土作为载体，其余同实施例1。
处理工艺参照实施例3，检测了第5，10，15，20天的污泥产生量，
具体污泥检测指标见表2：
表2
污泥含量g/L 实验组 对照组
第5天 3.2 3.7
第10天 4.8 7.3
第15天 8.7 15.9
第20天 15.1 26.4
结论：由于本发明生化制剂可以悬浮于液体中，避免了全部沉积絮集到池底，使得污泥的产生量大大降低，提高生化制剂的使用寿命，使得污泥清理周期变长，节省了企业成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种用于处理电力系统生活污水的生化制剂，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备发酵液，步骤2）制备液体培养基，步骤3）制备浓缩液，步骤4）制备载体，步骤5）搅拌、低温干燥。
2.根据权利要求1所述的生化制剂，其特征在于，所述步骤1）制备发酵液，包括如下步骤：将黑曲霉、睾丸酮丛毛单孢菌、赤红球菌、嗜氨微杆菌以及溶纸梭菌分别按照常规培养获得黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液。
3.根据权利要求1所述的生化制剂，其特征在于，所述步骤2）制备液体培养基，包括如下步骤：取生活污水，调节pH为6.8，然后往污水中添加葡萄糖20g，玉米浆10g，酵母粉6g，磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾0.5g，硫酸镁0.2g，硫酸亚铁0.1g，搅拌均匀，定容至1L，制得液体培养基。
4.根据权利要求1所述的生化制剂，其特征在于，所述步骤3）制备浓缩液，包括如下步骤：将黑曲霉发酵液、睾丸酮丛毛单孢菌发酵液、赤红球菌发酵液、嗜氨微杆菌发酵液以及溶纸梭菌发酵液按照5-9:3-5:3-5:2-3:1-2的体积比混合均匀，然后按照6%的接种量置于液体培养基中培养12小时，得到混合培养液，再浓缩至原体积的三分之一，得到浓缩液。
5.根据权利要求1所述的生化制剂，其特征在于，所述步骤4）制备载体，包括如下步骤：按照高岭土、草炭土、壳聚糖、碳酸氢铵质量比为4:2:1:1的质量比混合，搅拌均匀后置于造粒机中，加入占混合料30％重量份的水，造粒，得到粒径为1mm的球状颗粒；然后在200℃条件下热处理20min，取出，自然冷却至室温，即得载体。
6.根据权利要求1所述的生化制剂，其特征在于，所述步骤5）搅拌、低温干燥，包括如下步骤：将浓缩液与载体按照3-5:5-9的质量比混合搅拌均匀，200rpm搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为6wt％，即得。
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