申请日2010.07.06
公开(公告)日2012.12.05
IPC分类号C12N1/00; C12R1/865; C12N1/16; C12N1/20; C02F3/34; C12R1/07; C12R1/125; C12R1/38; C12R1/385; C12R1/39; C12R1/05; C12R1/685; C12R1/69; C12R1/72; C12N1/14
摘要
本发明公开了一种用于难降解废水处理的复合高效微生物制剂，所述复合高效微生物制剂的活性成分包括：芽孢杆菌、假单胞菌、产碱杆菌、曲霉和酵母菌。上述复合高效微生物制剂对传统的活性污泥法难以处理的含有大分子、难解降、有毒有害成分的高浓度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。
翻译权利要求书
1.一种用于难降解废水处理的复合微生物制剂，其特征在于，所述复合微生物制剂由以下方法制备而成：
1)选芽孢杆菌属的解淀粉芽孢杆菌和解糖梭状芽孢杆菌、假单胞菌属的铜绿假单胞菌和反硝化假单胞菌、产碱杆菌属的粪产碱杆菌和去硝化产碱杆菌、曲霉属的黑曲霉和米曲霉以及酵母菌属的酿酒酵母和产朊假丝酵母，将上述菌种、每个菌种分别进行逐级种子扩大培养;
2)在一消毒处理后的容器中加入2500mL干净自来水，分别加入葡萄糖125g、硝酸钾5g、硝酸铵4.5g、氯化钙1.2g、硫酸镁1.2g、磷酸二氢钾450mg、肌醇500mg、硫酸亚铁75mg、硫酸锰55mg、硫酸锌20mg、硼酸20mg、碘化钾2mg、钼酸钠0.7mg、硫酸铜0.07mg，充分搅拌溶解、混合均匀，调节pH至7.0，再取5个消毒处理后的2000mL的烧杯，将配好的上述溶液均分在5个烧杯中，每个烧杯500mL;
3)在上述5个培养液的烧杯中，分别加入经灭菌处理后的麸皮450 g、玉米粉25 g、豆饼粉25 g，混合搅拌均匀;
4)在每个烧杯中依次接种芽孢杆菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、曲霉属、酵母菌属扩大培养的种液，每个菌属中的两个菌种扩大培养的种液分别接50mL，搅拌均匀后放入35℃的恒温箱中发酵培养36小时，发酵期间每隔2小时搅拌1次，发酵过程中控制pH 6.0~8.0，发酵完成后，测定单种菌属培养物细菌含量达到50-100亿个/克、真菌含量达到10-50亿个/克;
5)将培养好的发酵物以重量计，按下列比例混合：芽胞杆菌属培养物30份、假单胞菌属培养物20份、产碱杆菌属培养物15份、曲霉属培养物17份，酵母菌属培养物18份，混合后在40-45℃温度下烘干后袋装。
2.权利要求1所述的复合微生物制剂在处理焦化废水中的应用, 其特征在于，将所述复合微生物制剂投加在焦化废水生化池中。
说明书
用于难降解废水处理的复合高效微生物制剂及制备和应用
技术领域
本发明涉及一种用于难降解废水处理的复合高效微生物制剂及制备和应 用。
背景技术
废水的生物处理技术是当前废水处理领域的主导技术，它作为一种经济、 合理、有效的废水处理技术，在改善水体环境质量、防止水体污染方面发挥着 重要作用。
废水的生物处理是利用微生物的新陈代谢作用，分解转化废水中的污染物， 达到净化水质的目的。其核心是培养驯化适合废水特点的优势微生物菌群，并 保持与废水污染物浓度相适应的微生物量和活性，使优势微生物菌群处理于最 佳降解活性，充分发挥其降解功能，最大限度的提高系统的生物处理能力和处 理效率。
目前废水的生物处理普遍采用自然污泥培养驯化微生物，活性污泥作为传 统的微生物培养驯化方式在废水处理领域尤其是市政污水处理领域发挥了极其 重要的作用。但是，近几十年来由于工业的不断发展，新技术、新材料的不断 使用，使环境中的污染物变得更加复杂，特别是大量的人工合成化合物进入环 境，这类物质主要是烷烃类、烯烃类、脂环烃类、芳香烃类、人工合成的有机 物，尤其是大分子、难降解、有毒有害物质如酚类(苯酚、氯酚、甲酚、硝基 酚等)、芳香烃类(苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚类物质、萘、蒽、醌等)、 氰类、胺类以及氨氮等随着工厂排放的废水或固废进入环境，由于这些物质本 身结构的复杂性和生物的陌生性，在短时间内不能被微生物分解利用，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。另外，由于城市建设的不断发展，城市用地 逐年紧张，而传统活性污泥法处理工艺流程长，占地面积大，操作复杂等矛盾 也日趋突出。而针对这些难降解的污染物专门配制的复合高效微生物制剂可以 很好地发挥微生物的潜力，能有效降解和去除这些难降解、有毒有害的污染物， 净化我们的生态环境，有效的解决这些问题和矛盾。
复合高效微生物制剂就是针对不同的难降解污染物从自然界筛选出的高效 菌株或通过生物工程手段培养驯化的工程菌，按照特殊的配方，将各种能形成 优势菌群的菌种，配制成高效微生物制剂，按一定量投加到废水处理系统中， 可以在短时间内培养驯化出适合废水特点的优势菌群，大大提高微生物的活性 和数量，加速微生物对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统 稳定运行。所以，高效微生物技术的研究与应用近年来发展迅速，有广阔的应 用前景。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种活性高、降解能力强、处理效 率高、对难降解、有毒有害物质和氨氮降解能力和抗冲击能力强的用于难降解 废水处理的复合高效微生物制剂及其制备和应用。上述难降解废水是指含有烷 烃类、烯烃类、脂环烃类、芳香烃类、人工合成的有机物，尤其是大分子、难 降解、有毒有害物质如酚类(苯酚、氯酚、甲酚、硝基酚等)、芳香烃类(苯、 甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚类物质、萘、蒽、醌等)、氰类、胺类以及氨氮的 废水。
本发明提供的复合高效微生物制剂的活性成分包括：芽孢杆菌、假单胞菌、 产碱杆菌、曲霉和酵母菌。
作为优选，上述芽孢杆菌为芽孢杆菌属的一种菌种或两种以上菌种的任意 组合，所述假单胞菌为假单胞菌属的一种菌种或两种以上菌种的任意组合，上 述产碱杆菌为粪产碱杆菌和去硝化产碱杆菌中的一种或其组合，上述曲霉为黑 曲霉和米曲霉中的一种或其组合，上述酵母菌为酿酒酵母和产朊假丝酵母中的 一种或其组合。
作为优选，上述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、解糖梭状芽 孢杆菌和球形芽孢杆菌中的一种或两种以上任意组合;上述假单胞菌为荧光假 单胞菌、铜绿假单胞菌、产碱假单胞菌和反硝化假单胞菌中的一种或其两种以 上的组合。
作为优选，上述微生物复合菌剂由细菌和真菌的培养物组成，包括如下重 量份数的成分：
芽孢杆菌属培养物 25～35，
假单胞菌属培养物 15～25，
产碱杆菌属培养物 10～20，
曲霉属培养物 10～20，
酵母菌属培养物 10～20，
其中，所述芽孢杆菌属培养物为芽孢杆菌属中一种菌种或两种以上菌种组 合的培养物，其中芽孢杆菌的含量为50-100亿个/克;所述假单胞菌属培养物 为假单胞菌属中一种菌种或两种以上菌种组合的培养物，其中假单胞菌的含量 为50-100亿个/克;所述产碱杆菌属培养物为粪产碱杆菌和去硝化产碱杆菌中 的一种或其组合的培养物，其中产碱杆菌的含量为50-100亿个/克;所述曲霉 属培养物为黑曲霉和米曲霉中的一种或其组合的培养物，其中曲霉的含量10-50 亿个/克;所述酵母菌属培养物为酿酒酵母和产朊假丝酵母中的一种或其组合的 培养物，其中酵母菌的含量为10-50亿个/克。
本发明提供一种制备上述的复合高效微生物制剂的方法，包括如下步骤：
1)从芽孢杆菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、曲霉属和酵母菌属中各选一 种或几种菌种，分别进行逐级种子扩大培养，得到扩大培养的种子菌液;
2)将步骤1)得到的扩大培养的种子菌液分别接入发酵罐，接种量按重量 或体积计，为发酵培养基的5-10%，不同的菌属分别单独进行发酵培养，同一 菌属的2个或2个以上的菌种进行混合发酵培养;
3)发酵培养基初始PH调节到6.0-8.0，控制温度30-40℃，发酵时间24-48 小时，发酵过程采用机械搅拌或通入过滤空气供氧;
4)将所述量的芽孢杆菌属培养物、假单胞菌属培养物、产碱杆菌属培养物、 曲霉属培养物和酵母菌属培养物，混合均匀，得到复合高效微生物制剂，保存。
作为优选，步骤2)所述发酵培养基为液体培养基，含有如下浓度成分的 水溶液：葡萄糖40000-60000mg/L、硝酸钾1500-2500mg/L、硝酸铵1500-2000
mg/L、氯化钙400-500mg/L、硫酸镁450-500mg/L、磷酸二氢钾150-200mg/L、 肌醇150-250mg/L、硫酸亚铁25-35mg/L、硫酸锰20-25mg/L、硫酸锌5-10mg/L、 硼酸5-10mg/L、碘化钾0.5-1.0mg/L、钼酸钠0.2-0.3mg/L以及硫酸铜0.02-0.03 mg/L。步骤4)所述复合高效微生物制剂为液体复合高效微生物制剂，以罐装 密封保存。
作为优选，步骤2)所述发酵培养基由重量比1∶1的固体培养基和液体培 养基组成，其中，所述固体培养基由下列成分按重量百分比组成：麸皮80-90%、 玉米粉5-10%和豆饼粉5-10%，所述液体培养基为含有如下浓度成分的水溶液： 葡萄糖40000-60000mg/L、硝酸钾1500-2500mg/L、硝酸铵1500-2000mg/L、 氯化钙400-500mg/L、硫酸镁450-500mg/L、磷酸二氢钾150-200mg/L、肌醇 150-250mg/L、硫酸亚铁25-35mg/L、硫酸锰20-25mg/L、硫酸锌5-10mg/L、 硼酸5-10mg/L、碘化钾0.5-1.0mg/L、钼酸钠0.2-0.3mg/L以及硫酸铜0.02-0.03
mg/L。步骤4)所述复合高效微生物制剂为固体复合高效微生物制剂，在40-45℃ 温度下烘干后袋装保存。
本发明还提供上述复合高效微生物制剂在难降解废水处理中的应用，将上 述复合高效微生物制剂投加在废水处理生化池中。投加方法及投加量为：活性 污泥法按生化池容积投加，每立方米生化池容积每次投加上述复合高效微生物 制剂20-30克，每天投加1次，连续投加10-15天;生物膜法按填料的体积投加，每 立方米填料体积每次投加上述复合高效微生物制剂30-50克，每天投加1次，连续 投加10-15天。
本发明能够达到以下技术效果：
本发明复合高效微生物制剂含有多种对难降解污染物有优良降解能力的 微生物，活性高，生物量大，繁殖快，投加在废水处理系统中，培养驯化周期 短，能在10-30天内快速培养驯化出适合废水特点的优势微生物菌群，尤其是 对大分子、难降解、有毒有害物质如酚类(苯酚、氯酚、甲酚、硝基酚等)、芳 香烃类(苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚类物质、萘、蒽、醌等)、氰类、胺 类以及氨氮、磷等有良好的降解效果，对传统的活性污泥法难以处理的高浓度 有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。特别适合新建工业污水处理厂优势 微生物的培养驯化和老旧污水处理厂的扩容和技术改造，可提高处理水量和处 理水质，降低运行费用，保证达标排放。是新系统快速启动和老旧污水处理厂 进行扩容改造的简单、经济、有效的先进技术，可大大节约投资费用，取得最 佳处理效果。