一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂及其应用

摘要

本发明属于微生物技术领域，公开了一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂，其按照如下方法制备而成：步骤1)制备吸附剂，步骤2)制备微生物碳源，步骤3)制备微生物载体，步骤4)制备微生物制剂。本发明微生物制剂能够有效地去除化肥厂污水中的氨氮、SS以及酚类物质，去除效果较好，达到排放标准。

说明书

技术领域

本发明属于微生物技术领域，公开了一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂及其应用。

背景技术

化肥厂污水是工业污水的重要来源，主要超标污染物指标为氨氮、硫化物、和酚类物质。污水中各类污染物含量高，属于高污染物污水，氨氮浓度高可达700mg/L，COD可达到1000mg/L以上，硫化物可达到100mg/L，酚类可达到50mg/L。目前，国内外对高浓度污染物污水处理的方法分为物化法、生化联合法、新型生物脱氮法和传统生物脱氮法。目前，研究较多的物化法、新型生物脱氮法和传统生物脱氮法。

氨氮是引起水体富营养化和污染环境的一种重要污染物质，目前我国几乎所有的受污染水域中，氨氮都是主要的污染物之一。水体富营养化已经危害农业、渔业、旅游业等诸多行业，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁。水体污染特别是水体富营养化已经成为我国经济发展重要的影响因素。化肥工业污水中常含有高浓度氨氮，是污水中氨氮主要来源之一。因此，如何去除化肥工业污水中的氨氮成了当今工业污水处理中的一个重要问题。氨氮是化肥厂污水的主要污染物，进入水体可以引起水体富营养化，导致水质恶化，使排放受到严格限制。化肥厂污水主要来自合成氨、尿素车间的高浓度氨氮污水，这部分污水氨氮主要存在形式为无机氨。综上所述，随着经济的发展，化肥厂面临的环境压力日趋严格，为了经济持续发展的需要，在实际生产中排放污水成为化肥厂环境问题的突出重点。

长期以来，生化污水处理碳源的投加一直使用甲醇、白糖(或工业葡萄糖)，而甲醇属于危化品，在使用过程中不仅存在很大的危险性；白糖成本较高，企业一般很难接受。微生物制剂在环境保护方面的作用机理主要是：菌剂通过代谢反应将污染物氧化分解为二氧化碳和水等终产物或转化为微生物的营养物质，促进自身的生长繁殖，就像光合细菌和芽孢杆菌等能将H2S转化成自身生长所需要的硫元素。现有技术处理化肥厂污水的微生物制剂大多存在菌微生物配伍不合理，去除效率低，以及并且成本较高，企业难以接受等缺陷，大大阻碍了生物法处理污水的应用进程。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，克服了现有技术中存在的不足之处，提供了一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂及其应用，该微生物制剂包含多种菌株，配伍合理，协同作用强，能够有效地去除污水中的氨氮、硫化物、酚类物质以及工业COD，投入成本低廉，可大规模推广使用。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂，其按照如下方法制备而成：步骤1)制备吸附剂，步骤2)制备微生物碳源，步骤3)制备微生物载体，步骤4)制备微生物制剂。

具体地，所述微生物制剂按照如下方法制备而成：

步骤1)制备吸附剂：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径在50-100目之间的沸石粉，然后与二氧化硅、腐植酸按照1∶2∶2的重量比混合均匀，即得；

步骤2)制备微生物碳源：将水稻秸秆晒干，用粉碎机粉碎成水稻秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将上述水稻秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，往反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在95℃以上，保温反应30分钟，最后自然冷却即得；水稻秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；

步骤3)制备微生物载体：首先控制壳聚糖、海藻糖以及硅藻土的粒径均为100-200目，然后将壳聚糖、海藻糖、硅藻土和甘油按照1∶1∶1∶2的质量比混合均匀，即得；

步骤4)制备微生物制剂：将藤黄微球菌、粪肠球菌、赤红球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×10⁸个/ml的菌液，按照7∶5∶5∶3∶2∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的微生物碳源按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的吸附剂和步骤)3制备的微生物载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20-22℃，干燥后含水量为10-12％，即得；所述吸附剂、微生物载体载体以及微生物碳源的质量比为1∶2∶5。

优选地，

所述藤黄微球菌为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442；

所述粪肠球菌为粪肠球菌(Enterococcus faecalis)为ATCC 29212；

所述赤红球菌为赤红球菌(Rhodococcus ruber)ATCC 15906；

所述鲍曼不动杆菌为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606；

所述成晶节杆菌为成晶节杆菌(Arthrobacter crystallopoietes)ATCC 15481；

所述多黏类芽孢杆菌为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842；

所述荧光假单胞菌为荧光假单胞菌(P.Fluorescens)ATCC 49642。

所述二氧化硅或腐植酸的粒径均为50-100目。

上述微生物制剂的使用方法包括：首先去除污水中的悬浮物，然后进入沉淀池，沉淀池铺设50cm厚度的细沙，沉淀12小时，随后进入生化反应池，添加盐酸调整污水的pH为7-7.5，按照每立方米液体每次投加20克微生物制剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。

本发明所述菌种均可以从美国模式培养物集存库(ATCC)等商业渠道购买得到。本发明的菌株的扩大培养方法可按照文献记载或者现有技术的记载进行，此处不是本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。

本发明取得的有益效果主要但不限于以下几个方面：

本发明微生物制剂中各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快；本发明的微生物制剂将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效菌剂，按一定量投加到废水处理系统中，加速菌株对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行；本发明微生物制剂适于化肥厂污水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放；本发明通过农业废弃物制备了微生物碳源养料，价格便宜，容易被企业接受；本发明添加了一定粒径的二氧化硅、沸石粉和腐植酸构成的吸附剂，可用来聚集污染物和菌体，提高了菌株和污染物的接触面积，提高了生物氧化效率。

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。

实施例1

一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂，其按照如下方法制备而成：

步骤1)制备吸附剂：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径在50的沸石粉，然后与二氧化硅、腐植酸按照1∶2∶2的重量比混合均匀，即得；所述二氧化硅或腐植酸的粒径均为50目。

步骤2)制备微生物碳源：将水稻秸秆晒干，用粉碎机粉碎成水稻秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将上述水稻秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，往反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在95℃，保温反应30分钟，最后自然冷却即得；水稻秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；

步骤3)制备微生物载体：首先控制壳聚糖、海藻糖以及硅藻土的粒径均为100目，然后将壳聚糖、海藻糖、硅藻土和甘油按照1∶1∶1∶2的质量比混合均匀，即得；

步骤4)制备微生物制剂：将藤黄微球菌、粪肠球菌、赤红球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×10⁸个/ml的菌液，按照7∶5∶5∶3∶2∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的微生物碳源按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的吸附剂和步骤)3制备的微生物载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为10％，即得；所述吸附剂、微生物载体载体以及微生物碳源的质量比为1∶2∶5。

上述微生物制剂的使用方法包括：首先去除污水中的悬浮物，然后进入沉淀池，沉淀池铺设50cm厚度的细沙，沉淀12小时，随后进入生化反应池，添加盐酸调整污水的pH为7，按照每立方米液体每次投加20克微生物制剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。

实施例2

一种用于修复化肥厂污水的微生物制剂，其按照如下方法制备而成：

步骤1)制备吸附剂：首先将沸石进行粉碎处理，得到粒径在100目的沸石粉，然后与二氧化硅、腐植酸按照1∶2∶2的重量比混合均匀，即得；所述二氧化硅或腐植酸的粒径均为100目；

步骤2)制备微生物碳源：将水稻秸秆晒干，用粉碎机粉碎成水稻秸秆粉；将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉；将上述水稻秸秆粉和花生壳粉添加到搅拌罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌15分钟后，将搅拌罐中的物料送入反应器中，往反应器中通入水蒸汽，维持反应器的温度在100℃，保温反应30分钟，最后自然冷却即得；水稻秸秆粉、花生壳粉、豆粕和水的质量比为2∶2∶3∶5；

步骤3)制备微生物载体：首先控制壳聚糖、海藻糖以及硅藻土的粒径均为200目，然后将壳聚糖、海藻糖、硅藻土和甘油按照1∶1∶1∶2的质量比混合均匀，即得；

步骤4)制备微生物制剂：将藤黄微球菌、粪肠球菌、赤红球菌、鲍曼不动杆菌、成晶节杆菌、多黏类芽孢杆菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×10⁸个/ml的菌液，按照7∶5∶5∶3∶2∶1∶1的体积比混合，然后与步骤2)制备的微生物碳源按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，30℃培养12小时，随后添加步骤1)制备的吸附剂和步骤)3制备的微生物载体，100转/min搅拌3min，最后进行低温干燥，干燥温度为22℃，干燥后含水量为12％，即得；所述吸附剂、微生物载体载体以及微生物碳源的质量比为1∶2∶5。

所述藤黄微球菌为藤黄微球菌(Micrococcus luteus)ATCC 49442(APPLIED ANDENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY1992，p.3423-3425)；

所述粪肠球菌为粪肠球菌(Enterococcus faecalis)为ATCC 29212(In Vivo.2009Jan-Feb；23(1)：81-7.)；

所述赤红球菌为赤红球菌(Rhodococcus ruber)ATCC 15906(J.Bacteriol.November2001)；

所述鲍曼不动杆菌为鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606(Infect Immun.2012Mar；80(3)：1015-24)；

所述成晶节杆菌为成品节杆菌(Arthrobacter crystallopoietes)ATCC 15481(Appl.Environ.Microbiol.March 15，200975：61774-1777)。

所述多黏类芽孢杆菌为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842(J.Microbiol.Biotechnol.(2006)，16(10)，1650-1655)；

所述荧光假单胞菌为荧光假单胞菌(P.Fluorescens)ATCC49642(WO2003066873A1)。

上述微生物制剂的使用方法包括：首先去除污水中的悬浮物，然后进入沉淀池，沉淀池铺设50cm厚度的细沙，沉淀12小时，随后进入生化反应池，添加盐酸调整污水的pH为7，按照每立方米液体每次投加20克微生物制剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。

实施例3

以本市某化肥厂的污水为实例，首先去除污水中的悬浮物，然后进入沉淀池，沉淀池铺设50cm厚度的细沙，沉淀12小时，随后进入生化反应池，添加盐酸调整污水的pH为7，按照每立方米液体每次投加20克微生物制剂，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体过滤除菌，最后排出。每次检测均取三次水样，求平均值；经检测各指标均达到理想排放标准，污水的检测指标见表1：

表1

结论：本发明微生物制剂能够有效地去除化肥厂污水中的氨氮、SS以及酚类物质，去除效果较好，达到排放标准。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，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作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。