申请日2013.02.19
公开(公告)日2013.05.08
IPC分类号C12N1/20; C02F3/34; C02F3/02; C02F103/28; C12R1/11; C12R1/38; C02F3/12
摘要
本发明提供一种再生造纸废水高效降解复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂的菌株由巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株组成。另外提供再生造纸废水高效降解复合菌剂的制备方法和实用方法。传统活性污泥或生物膜法中的微生物来源于自然菌，采用自然驯化法周期长，形成成熟的生物处理池需要10天至数月不等，而本法通过添加生物强化剂可将周期缩至5至20天。
权利要求书
1.一种再生造纸废水高效降解复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂的菌株由巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株组成。
2.根据权利要求1所述的再生造纸废水高效降解复合菌剂，所述的巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株，按质量比计，1:1:1混合。
3.根据权利要求2所述的再生造纸废水高效降解复合菌剂，所述的巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株的总菌数达到1-5×1010cfu/g。
4.一种根据权利要求1至3任一所述的再生造纸废水高效降解复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将采集到的再生造纸废水用半纤维素降解菌液体选择性培养基、纤维素降解菌液体选择性培养基和木质素降解菌液体选择性培养基分别培养，培养得到的菌悬液递度稀释后用涂布法转接到对应的固体分离培养基上，挑取单菌落，增殖培养后做造纸废水的COD降解实验，分别得巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株，
S2.将步骤S1获得的巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株分别发酵培养，培养液通过真空冷冻干燥获得粉状菌剂，按质量比1：1：1混合，得生造纸废水高效降解复合菌剂。
5.根据权利要求4所述的再生造纸废水高效降解复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的混合为混合巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株使得总菌数达到1-5×1010Cfu/g。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1和S2中的培养的温度为35~37℃,培养的时间为48h。
7.一种高效处理再生造纸废水的方法，其特征在于，将再生造纸废水高效降解复合菌剂直接添加到活性污泥或生物膜法处理池中。
8.根据权利要求7所述的一种高效处理再生造纸废水的方法，其特征在于，所述的添加为先添加0.1g/L,再补加0.01g/L。
说明书
一种再生造纸废水高效降解菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸废水处理领域，更具体地，涉及一种再生造纸废水高效降解菌剂及其制备方法
背景技术
我国造纸行业的废水排放量约每年24亿吨，仅次于化工和钢铁工业的年排放量，位居工业废水的第三，占总量的10%左右。而COD排放量为300余万吨，占全国总COD排放量的42%，是名副其实的污染大户。
造纸行业可分为以木材、草等植物为原料的制浆造纸和再生造纸。再生造纸就是以废纸作为再生资源进行造纸，每回收1吨废纸可节约木材3立方米，节约水100立方米，节电600千瓦时，再生造纸因其节能环保的优点而被世界各国普遍推广，目前已占到造纸行业的60%-70%。虽然再生造纸比制浆造纸技术减少了大量的COD排放，但其仍有相当数量的COD废水产生。再生造纸的废水来源主要有自制浆车间的打浆、冲渣、筛浆、浓缩及抄造车间的净化筛选和纸机的湿部脱水等工序，污水中的有机物主要是木质素、纤维素和半纤维素的小分子溶出物、化学添加剂、一元及二元脂肪酸、各种树脂酸、甾醇、甘油酯类物质的衍生物，其中对COD贡献率最大的主要是木质素、纤维素和半纤维素。造纸废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法包括活性碳吸附、混凝沉淀等，化学法包括化学剂氧化、酸化水解、光催化降解等，生物法包括厌氧池法、活性污泥法、生物膜法等。物理法和化学法不能完全降解废水中的有机物，常用于废水的预处理，要想达到排放标准，最终需要生物法处理。
生物法处理废水的原理是微生物快速繁殖形成的菌胶团可以吸附沉淀一部分有机物，同时微生物体内代谢产生的胞外和胞内酶能将大分子有机物降解为小分子无毒无害的物质从而降低水体COD。常规生物法是利用污水中的自然菌形成活性污泥或多孔类载体材料吸附污水中的自然菌形成生物膜，在一定的曝气或厌氧条件下降解水体中的有机物。此法的优点是无需额外添加菌种，处理成本低，简单易操作。但由于是利用自然菌降解，所以形成菌胶团或生物膜的周期长，菌种未经人工驯化，降解能力有限，当入池污水浓度过高时，常会造成菌种死亡或达不到降解效果。针对以上缺点，我们设计的高降解性复合菌剂是从造纸废水中分离、驯化，再通过发酵技术获得大批量纯种液体，最后经过真空冷冻干燥得到纯菌种粉剂，经过1：1：1混合后成为复合菌剂，该菌剂可在原常规生物法处理的过程中作为生物强化剂添加到生物处理池中，大大缩短了菌胶团或生物膜形成时间，同时对有机物的降解性也明显提高。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有造纸废水利用自然微生物降解有机物的不足，通过添加人工驯化的高效降解复合菌剂，缩短了生物池自然菌的驯化周期，大大提高了废水的处理效率。
本发明首先提供一种再生造纸废水高效降解复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂的菌株由巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株组成。
所述的巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株，按质量比计，1:1:1混合。
所述的巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株的总菌数达到1-5×1010cfu/g。
再提供一种再生造纸废水高效降解复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将采集到的再生造纸废水用半纤维素降解菌液体选择性培养基、纤维素降解菌液体选择性培养基和木质素降解菌液体选择性培养基分别培养，培养得到的菌悬液递度稀释后用涂布法转接到对应的固体分离培养基上，挑取单菌落，增殖培养后做造纸废水的COD降解实验，分别得巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株，
S2.将步骤S1获得的巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株分别发酵培养，培养液通过真空冷冻干燥获得粉状菌剂，按质量比1：1：1混合，得生造纸废水高效降解复合菌剂。
步骤S2中所述的混合为混合巨大芽孢杆菌株、施氏假单胞菌株和产碱假单胞菌株使得总菌数达到1-5×1010Cfu/g。
所述的步骤S1和S2中的培养的温度为35~37℃,培养的时间为48h。
然后提供一种高效处理再生造纸方法，其特征在于，将再生造纸废水高效降解复合菌剂直接添加到活性污泥或生物膜法处理池中。
所述的添加为先添加0.1g/L,再补加0.01g/L。
所述的半纤维素降解菌液体选择性培养基包括以下组分：半纤维素 15 g/L，(NH4)2SO4 0.5 g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L， K2HPO4 2.0g/L，CaCl2 0.1g/L，NaCl 1.0 g/L，调节pH为 7.5~8.0。
所述的纤维素降解菌液体选择性培养基包括以下组分：CMC-Na 15g/L, (NH4)2SO4 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L， K2HPO4 2.0g/L，CaCl2 0.1g/L，NaCl 1.0g/L，调节pH为7.5~8.0。
所述的木质素降解菌液体选择性培养基包括以下组分：纯碱木质素15g/L，(NH4)2SO4 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L， K2HPO4 2.0g/L，CaCl2 0.1g/L，NaCl 1.0g/L，调节pH为7.5~8.0。
所述的半纤维素降解菌固体选择性培养基包括以下组分：半纤维素 15 g/L，(NH4)2SO4 0.5 g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L， K2HPO4 2.0g/L，CaCl2 0.1g/L，NaCl 1.0 g/L，琼脂 20g/L，调节pH为 7.5~8.0。
所述的纤维素降解菌固体选择性培养基包括以下组分：CMC-Na 15g/L, (NH4)2SO4 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L， K2HPO4 2.0g/L，CaCl2 0.1g/L，NaCl 1.0g/L，琼脂20g/L，调节pH为7.5~8.0。
所述的木质素降解菌固体选择性培养基包括以下组分：纯碱木质素15g/L，(NH4)2SO4 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L， K2HPO4 2.0g/L，CaCl2 0.1g/L，NaCl 1.0g/L，琼脂 20g/L，调节pH为7.5~8.0。
与现有技术比，本发明主要有以下优点：
1)传统活性污泥或生物膜法中的微生物来源于自然菌，采用自然驯化法周期长，形成成熟的生物处理池需要10天至数月不等，而本法通过添加生物强化剂可将周期缩至5至20天。
2)传统法的微生物系统由污水降解菌和大量的杂菌组成，对有机物的降解能力有限，而本法添加的高效降解菌剂能大大增强生物池的降解功能，对处理池的有机物浓度适应性更强。
3)传统法当遇到入池污水有机物突然增大或带入高浓度重金属等有毒物质时，常造成降解菌死亡，通过添加复合菌剂，可尽快的恢复生物处理池的微生物系统，不影响处理池的正常运作。
4)该菌剂可通过发酵技术、冷冻干燥技术获得大批量产品，储存时间长，投放方便，快捷，适合大范围推广。
5)通过复合菌剂的技术，三种菌混合使用，大大提高了污水处理的效果。