申请日2013.05.07
公开(公告)日2013.07.31
IPC分类号C02F3/34; C12N1/00
摘要
本发明涉及一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，步骤如下：(1)将鱼粉与蒸馏水混合，配制成质量浓度为5～30%的浆液;(2)将浆液加温至45～55℃，调pH至7.2～8.5，然后加入蛋白酶和碱性脂肪酶，搅拌反应4～6h，制得酶解浆液;(3)调节酶解浆液的pH至1.0～1.5，搅拌进行酸解反应1～2h，制得酸解浆液，然后向酸解浆液中加入1～2倍重量的酒精糟液，调pH至1.5～2.0，制得废水生化处理微生物营养剂。本发明所述的工业废水生化处理微生物营养剂的制备方法制得的营养剂用于工业废水生化处理，营养剂投加剂量少，对微生物活性提高显著，使生化处理效率提高，处理费用低。
权利要求书
1.一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将鱼粉与蒸馏水混合，配制成质量浓度为5～30%的浆液;
(2)将步骤(1)制得的浆液加温至45～55℃，调pH至7.2～8.5，然后加入蛋白酶和 碱性脂肪酶，搅拌反应4～6h，制得酶解浆液;
(3)调节步骤(2)制得的酶解浆液的pH至1.0～1.5，搅拌进行酸解反应1～2h，制得 酸解浆液，然后向酸解浆液中加入1～2倍重量的酒精糟液，调pH至1.5～2.0，制得废水生 化处理微生物营养剂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的鱼粉为过100目筛的 鱼粉。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的鱼粉质量标准如下，均为重量百 分数：蛋白质≥62%，脂肪≤12%，水分≤10%，灰份≤17%，砂和盐≤5%，游离脂肪酸≤10%， 组氨≤1000ppm，挥发性盐基氮/TVBN：120mg/g。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的蛋白酶为复合蛋白 酶Protamex和胰蛋白酶。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合蛋白酶Protamex的添加量为浆液 质量的0.5～1.5‰，胰蛋白酶的添加量为浆液质量的3～5‰。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的碱性脂肪酶的添加 量为浆液质量的0.5～1.5‰。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中调节pH值的pH调节 剂为磷酸。
说明书
一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
工业废水的处理方法主要包括物理法、化学法、物理化学法和生化法。其中物理法、化 学法以及物理化学法通常具有去除效率低、处理费用高、设备造价高、存在二次污染等缺点， 一般作为预处理或深度处理等辅助处理方法，在工业废水中得以应用。生化处理法以废水中 的污染物为底物，通过微生物的代谢过程，将废水中的污染物降解，实现废水水质净化。生 化处理法具有处理效率高、处理费用低、设备投资低、无次生污染产生等优点，在工业废水 处理领域被广泛应用，成为工业废水处理方面的主导处理方法。
工业废水通常具有污染物浓度高、生物毒性大、含盐量高、水质波动大等特点，在工业 废水的生化处理中，由于污染物难于降解、生物毒性大等原因，大都存在微生物活性低、易 老化、稳定性低等问题。为了提高生化处理微生物的活性，一些营养剂类物质在工业废水生 化处理中已有应用，这些营养剂主要包括淀粉、葡萄糖、甲醇、氮肥、磷肥等。
如中国专利文献CN1966672A(申请号200610104971.6)公开了一种细菌复合营养剂， 制得的该细菌营养剂的原料及其重量百分比为：玉米粉:20%～75%;麸皮:10%～55%;碳酸 钠:5%～10%;碳酸氨或碳酸氢铵5%;硝酸钾:1%～5%;硫酸亚铁:0.5%～4%;尿素:0.5%～ 5%;硫酸镁:0.2%～1%;磷酸钠:0.5%～4%;余量为维生素，上述原料的百分比之和为100%。
中国专利文献CN102515364A(申请号201110344136.0)公开了一种用于工业废水处理 的广谱生物促生剂，包括以下重量份的组分：1份酶、0.15～0.4份微量元素营养剂、0.15～ 0.4份激素、1.5～2.5份有机酸、2.5～3份氮营养剂、0.8～1.2份磷营养剂。
上述产品在改善微生物活性方面起到了积极的促进作用，但存在提供的营养组分单一、 投加量大、运行费用高等问题，限制了这些营养剂在工业废水生化处理微生物活性提高方面 的应用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种营养配比均衡、利于微生物吸收且可以有效提高 工业废水生化处理微生物活性的营养剂制备方法。
本发明技术方案如下：
一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，步骤如下：
(1)将鱼粉与蒸馏水混合，配制成质量浓度为5～30%的浆液;
(2)将步骤(1)制得的浆液加温至45～55℃，调pH至7.2～8.5，然后加入蛋白酶和 碱性脂肪酶，搅拌反应4～6h，制得酶解浆液;
(3)调节步骤(2)制得的酶解浆液的pH至1.0～1.5，搅拌进行酸解反应1～2h，制得 酸解浆液，然后向酸解浆液中加入1～2倍重量的酒精糟液，调pH至1.5～2.0，制得废水生 化处理微生物营养剂。
优选的，所述步骤(1)的鱼粉为过100目筛的鱼粉;根据本发明进一步优选的，所述的 鱼粉质量标准如下，均为重量百分数：蛋白质≥62%，脂肪≤12%，水分≤10%，灰份≤17%，砂 和盐≤5%，游离脂肪酸≤10%，组氨≤1000ppm，挥发性盐基氮/TVBN：120mg/g。
优选的，所述步骤(2)中的蛋白酶为复合蛋白酶Protamex和胰蛋白酶;进一步优选的， 复合蛋白酶Protamex的添加量为浆液质量的0.5～1.5‰，胰蛋白酶的添加量为浆液质量的3～ 5‰;所述的蛋白酶将鱼粉中的蛋白质水解为氨基酸，因此，本领域技术人员也可以根据需要 选择普通市售的蛋白酶。
优选的，所述步骤(2)中的碱性脂肪酶的添加量为浆液质量的0.5～1.5‰;所述碱性脂 肪酶将鱼粉中的脂肪水解为脂肪酸和甘油，因此，本领域技术人员可以根据需要选择普通市 售的碱性脂肪酶。
优选的，所述步骤(3)中调节pH值的pH调节剂为磷酸。
所述步骤(3)中的酒精糟液为普通发酵法制酒精企业的发酵废液，其中含有大量易被微 生物吸收利用的有机营养物及微量元素。因此本发明中的酒精糟液为普通酒精糟液即可，无 特殊要求。
有益效果
1、本发明所述的工业废水生化处理微生物营养剂的制备方法制得的营养剂用于工业废水 生化处理，营养剂投加剂量少，对微生物活性提高显著，使生化处理效率提高，处理费用低;
2、本发明利用发酵行业较难处理的废液----酒精糟液作为原料，将其综合利用，从而达 到节能环保的目的;
3、本发明所述的工业废水生化处理微生物营养剂的制备方法制得的营养剂营养组分均 衡，利于微生物吸收;
4、本发明所述的工业废水生化处理微生物营养剂的制备方法的反应条件温和，工艺简单;
5、本发明所述的工业废水生化处理微生物营养剂的制备方法的原料来源广泛，价廉易得。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于 此。
原料说明
实施例中所述鱼粉购自济南亚康力诺生物工程有限公司，质量标准如下，均为重量百分 数：
蛋白质64.5%，脂肪9.2%，水分6.8%，灰份12.4%，砂和盐2.6%，游离脂肪酸6.5%， 组氨680ppm(mg/L)，挥发性盐基氮/TVBN：120mg/g。
复合蛋白酶Protamex购自诺维信(中国)生物技术有限公司，有效酶活40000U/g;
碱性脂肪酶购自深圳市绿微康生物工程有限公司，有效酶活35000U/g;
胰蛋白酶购自中国医药(集团)上海化学试剂公司，有效酶活40000U/g;
酒精糟液来源于山东黄河龙集团有限公司的发酵法生产酒精后的发酵废液，主要指标如 下，均为重量百分比：
总糖0.84%，淀粉0.47%，纤维素0.69%，干物质6.9%。
其它试剂均为本领域常用市售产品。
实施例中对水质监测标准均参照《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的相关方法进行 检测。
实施例1
一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，步骤如下：
(1)将过100目筛的鱼粉与蒸馏水混合，配制成质量浓度为5%的浆液;
(2)将步骤(1)制得的浆液加温至45℃，氢氧化钠调pH至7.2，然后加入浆液质量 0.5‰的复合蛋白酶Protamex，浆液质量0.5‰的碱性脂肪酶，浆液质量3‰的胰蛋白酶，搅拌 反应4h，制得酶解浆液;
(3)磷酸调节步骤(2)制得的酶解浆液的pH至1.0，搅拌进行酸解反应1h，制得酸解 浆液，然后向酸解浆液中加入等重量的酒精糟液，磷酸调pH至1.5，制得废水生化处理微生 物营养剂。
实施例2
一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，步骤如下：
(1)将过100目筛的鱼粉与蒸馏水混合，配制成质量浓度为20%的浆液;
(2)将步骤(1)制得的浆液加温至50℃，氢氧化钠调pH至8.0，然后加入浆液质量 1.0‰的复合蛋白酶Protamex，浆液质量1.0‰的碱性脂肪酶，浆液质量4‰的胰蛋白酶，搅拌 反应5h，制得酶解浆液;
(3)磷酸调节步骤(2)制得的酶解浆液的pH至1.3，搅拌进行酸解反应1.5h，制得酸 解浆液，然后向酸解浆液中加入1.5倍重量的酒精糟液，磷酸调pH至1.8，制得废水生化处 理微生物营养剂。
实施例3
一种废水生化处理微生物营养剂的制备方法，步骤如下：
(1)将过100目筛的鱼粉与蒸馏水混合，配制成质量浓度为30%的浆液;
(2)将步骤(1)制得的浆液加温至55℃，氢氧化钠调pH至8.5，然后加入浆液质量 1.5‰的复合蛋白酶Protamex，浆液质量1.5‰的碱性脂肪酶，浆液质量5‰的胰蛋白酶，搅拌 反应6h，制得酶解浆液;
(3)磷酸调节步骤(2)制得的酶解浆液的pH至1.5，搅拌进行酸解反应2.0h，制得酸 解浆液，然后向酸解浆液中加入2倍重量的酒精糟液，磷酸调pH至2.0，制得废水生化处理 微生物营养剂。
对比例1
在煤化工废水处理中，常规处理法需投加葡萄糖300mg/L、磷肥100mg/L。
在废水处理目前应用较多的营养剂包括淀粉、葡萄糖、甲醇、氮肥、磷肥等，这些物质 提供的营养成分较为单一，如淀粉、葡萄糖、甲醇仅能提供碳源营养，氮肥仅能提供氮源营 养，磷肥仅能提供磷源营养，而微生物的代谢过程需要碳源、氮源、磷源等各种营养组分， 因此，在废水生化处理过程中，常规处理方法需要投加多种营养剂，以使废水的营养组分均 衡，利于微生物降解。
对比例2
按中国专利文献CN102515364A(申请号201110344136.0)实施例1中的记载配制营养 剂。
试验例1
山东某硝基苯、苯胺生产企业，废水生化处理系统进水CODCr960mg/L，其他指标BOD5230mg/L，pH7.5，SS15mg/L;
分为5个实验组，实施例1～3为实验组1、实验组2和实验组3，对比例1为实验组4， 对比例2为实验组5。
5个实验组的生化反应器有效容积均为30L，反应器内接种企业废水处理厂曝气池混合 液，进水量为1L/h，同时向5个实验组投加营养剂，连续运行7天后，观察污泥结构，测试 出水CODCr。
实验组1本发明营养剂的投加量为100mg/L，实验组2本发明营养剂的投加量为30mg/L， 实验组3本发明营养剂的投加量为20mg/L，实验组4营养剂葡萄糖投加量为300mg/L、磷肥 投加量为100mg/L，实验组5营养剂投加量为50mg/L。
实验结果：
污泥结构：实验组1～3的污泥结构相似，污泥活性最高、沉淀性能好;实验组4污泥结 构较差，污泥松散，沉淀性能差;实验组5的污泥结构较好，污泥活性较高。
出水CODCr：实验组1出水CODCr150mg/L左右，实验组2出水CODCr140mg/L左右， 实验组3出水CODCr140mg/L左右，实验组4出水CODCr210mg/L左右，实验组5出水 CODCr190mg/L左右。
如采用对比例1进行污水处理，需投加葡萄糖300mg/L、磷肥100mg/L，营养剂总费用 折合1.1元/m3，采用本发明的营养剂，投加量为100mg/L，营养剂总费用折合0.4元/m3，使 用本发明的营养剂较使用常规营养剂降低处理费用64%。
因此，本发明的技术方案与对比例的技术方案制备的营养剂，在提高生化系统污泥活性、 提高出水品质方面具有显著优势。
出水CODCr200mg/L左右，生化处理系统磷酸氢二钠投加量为20mg/L、面粉投加量为 200mg/L，且生化系统稳定性较差，出水波动性较大。
采用实施例1的微生物营养剂，向废水中投加20mg/L营养剂，停止投加磷酸氢二钠和 面粉，连续投加15天后，生化处理系统的污泥活性增加，出水CODCr110mg/L左右。
试验例2
山东某橡胶助剂生产企业，废水生化处理系统进水CODCr2400～2600mg/L，出水CODCr300mg/L左右，生化处理系统磷酸二铵投加量为50mg/L、葡萄糖投加量为300mg/L，且生化 系统稳定性较差，出水波动性较大。
采用实施例2的微生物营养剂，向废水中投加30mg/L实施例1所述的营养剂，停止投 加磷酸二铵和葡萄糖，连续投加20天后，生化处理系统的污泥活性增加，出水CODCr150mg/L 左右，出水水质稳定，生化处理系统的稳定性增强。
试验例3
山东某焦化企业，废水生化处理系统进水CODCr3800～4200mg/L，出水CODCr700mg/L 左右，生化处理系统磷酸氢二钠投加量为50mg/L，还需向生化处理系统添加进水量1倍的清 水稀释，生化处理才可维持运行。
采用实施例3的微生物营养剂，向废水中投加25mg/L营养剂，停止投加磷酸二铵，稀 释水添加量降低为进水量的40%，连续投加营养剂20天后，生化处理系统的污泥活性增加， 出水CODCr250mg/L左右。