申请日2010.05.05
公开(公告)日2010.12.01
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种污水处理用复合酶制剂，所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶9～50;所述复合酶中含有下述体积含量的组分：菠萝酶50～80mg/L;木瓜酶50～80mg/L;L-天冬氨酸酶15～30mg/L;谷胱甘肽15～30mg/L;酵母类提取物100～150mg/L;纤维素酶50～80mg/L。本发明不仅提高了污水厂的处理能力和降低了运行费用，而且基本达到了剩余有机污泥零排放，防止污泥处理的环境二次污染，同时也提高了污水厂出水的自净能力，防止出水二次污染，同时也提高了污水厂出水的自净能力，防止出水二次富营养化，根本上解决了污水处理厂运行中的环境保护问题。
权利要求书
1.一种污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶9～50;
所述复合酶中含有下述体积含量的组分：
菠萝酶50～80mg/L;
木瓜酶50～80mg/L;
L-天冬氨酸酶15～30mg/L;
谷胱甘肽15～30mg/L;
酵母类提取物100～150mg/L;
纤维素酶50～80mg/L;
所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素：
硅0.1～0.3ug/L;
钠50～100mg/L;
钙60～120mg/L;
镁150～250mg/L;
钾50～100mg/L;
碘5～12ug/L;
硒0.1～0.8ug/L;
铁0.1～0.8ug/L。
2.根据权利要求1所述的污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶中含有下述体积含量的组分：
菠萝酶65mg/L;
木瓜酶70mg/L;
L-天冬氨酸酶25mg/L;
谷胱甘肽23mg/L;
酵母类提取物120mg/L;
纤维素酶70mg/L。
3.根据权利要求1所述的污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素：
硅0.2ug/L;
钠74mg/L;
钙71mg/L;
镁200mg/L;
钾69mg/L;
碘9ug/L;
硒0.5ug/L;
铁0.4ug/L。
4.根据权利要求1～3之一所述的污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶中还含有下述体积含量的组分：
谷氨酸30～50mg/L;
天冬氨酸5～20mg/L;
菊糖15～30mg/L;
丙酮酸10～30mg/L。
5.根据权利要求4所述的污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶中还含有下述体积含量的组分：
溶菌酶5～20mg/L;
6-磷酸葡萄糖5～15mg/L;
5-磷酸脱羧酶5～15mg/L;
丁二酸5～15mg/L。
6.根据权利要求5所述的污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶中含有下述体积含量的组分：
ATP酶10～30ml/L。
7.根据权利要求6所述的污水处理用复合酶制剂，其特征在于：所述复合酶由下述体积含量的组分组成：
菠萝酶65mg/L;
木瓜酶70mg/L;
L-天冬氨酸酶25mg/L;
谷胱甘肽23mg/L;
酵母类提取物120mg/L;
纤维素酶70mg/L;
谷氨酸35mg/L;
天冬氨酸15mg/L;
菊糖20mg/L;
丙酮酸21mg/L;
溶菌酶16mg/L;
6-磷酸葡萄糖14mg/L;
5-磷酸脱羧酶13mg/L;
丁二酸10mg/L。
ATP酶21ml/L。
8.一种权利要求1所述污水处理用复合酶制剂的施加方法，其特征在于包括下述步骤：将复合酶制剂与水按1∶3000～1∶6000的重量比稀释，并按污水处理量5～10ppm的比例滴加。
9.根据权利要求8所述污水处理用复合酶制剂的施加方法，其特征在于包括下述步骤：将复合酶制剂与水按1∶5000的重量比稀释，并按污水处理量8ppm的比例滴加。
说明书
一种污水处理用复合酶制剂及其施加方法
(一)技术领域
本发明属于环境处理领域，具体涉及一种污水处理用复合酶制剂及其施加方法。
(二)背景技术
目前污水厂在运行过程中主要存在如下的问题：出水水质不稳定，抗冲击能力差;运行费用偏高;出水需经紫外线或液氯，亦或其他方式消毒，从而水体因微生物的死亡而丧失自净能力;污泥无害化处理困难，费用偏高;系统超负荷运行，扩容存在征地和资金等困难。综上各类问题，根本原因在于污水厂内微生物的分解能力不足，只能将营养物质从液态转移到固态，实现固液分离，尚不能将营养物质彻底分解。
中国专利CN101624253A公开了一种高效复合酶污水处理工艺，该污水处理工艺按以下步骤进行：1)污水经过格栅去除悬浮物等大块颗粒后进入调节池;2)调节池中的污水进入高效复合酶催化-膜生物反应器装置;3)污水通过高效复合酶催化-膜生物反应器装置的膜组件，清水透过膜组件流出;4)不能透过膜组件的浓缩液再次进入生物处理部分，进行进一步催化降解;5)重复上述步骤直至被处理的水达到回用水排放标准;本发明还涉及一种高效复合酶污水处理装置，该工艺及装置可弥补目前MBR工艺所产生的膜污染、费用高等缺陷，可使污染物迅速降解，快速高效净化污水，不仅治理效果好而且大大降低了污水处理的运行成本。
中国专利CN101058455A公开了一种采用复合酶生物促进剂强化生物治理生活污水的方法，是在生活污水治理的生物处理单元投加复合酶生物促进剂，激活和修复生活污水中的土着微生物，使其对水体中的污染物进行乳化、降解或分解，消除其中的有害物质，转化和降解有机污染物。复合酶生物促进剂直 接投加在生活污水治理的进水管路中，投加量为0.5～15毫克复合酶生物促进剂/升废水，利用水力自然混合。该发明适用于活性污泥法处理单元、序批式间歇活性污泥法(SBR)生物处理单元以及接触氧化、生物滤池、生物转盘等处理单元;其优点是，排除了由于引入工程菌种可能带来的生物安全问题，激活生活污水中土着微生物的效果好，去污能力强，而且投加工艺简单，设备要求低，降低了生活污水治理的运行成本。
中国专利101058456A公开了一种采用复合酶生物促进剂强化生物治理工业废水的方法，是在工业废水治理的生物处理单元投加复合酶生物促进剂，它可以激活和修复工业废水中的土着微生物，使其对水体中的污染物进行乳化、降解或分解，消除其中的有害物质，转化和降解有机污染物;复合酶生物促进剂直接投加在工业废水治理的进水管路中，投加量为0.5～30毫克复合酶生物促进剂/升废水，利用水力自然混合。该发明适用于一般活性污泥法处理单元、A/0生物处理系统、序批式间歇活性污泥法(SBR)生物处理单元以及接触氧化、生物滤池、生物转盘等处理单元;其优点是，排除了由于引入工程菌种可能带来的生物安全问题，激活工业废水中土着微生物活性的效果好，去污能力强，而且投加工艺简单，设备要求低，降低了工业废水治理的运行成本。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种不改变水质的情况下提高污泥分解能力和污水处理能力的复合酶制剂及其施加方法。
一种污水处理用复合酶制剂，所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶9～50;
所述复合酶中含有下述体积含量的组分：
菠萝酶50～80mg/L;
木瓜酶50～80mg/L;
L-天冬氨酸酶15～30mg/L;
谷胱甘肽15～30mg/L;
酵母类提取物100～150mg/L;
纤维素酶50～80mg/L;
所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素：
硅0.1～0.3ug/L;
钠50～100mg/L;
钙60～120mg/L;
镁150～250mg/L;
钾50～100mg/L;
碘5～12ug/L;
硒0.1～0.8ug/L;
铁0.1～0.8ug/L。
优选地，所述复合酶中含有下述体积含量的组分：
菠萝酶65mg/L;
木瓜酶70mg/L;
L-天冬氨酸酶25mg/L;
谷胱甘肽23mg/L;
酵母类提取物120mg/L;
纤维素酶70mg/L。
优选地，所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素：
硅0.2ug/L;
钠74mg/L;
钙71mg/L;
镁200mg/L;
钾69mg/L;
碘9ug/L;
硒0.5ug/L;
铁0.4ug/L。
优选地，所述复合酶中还含有下述体积含量的组分：
谷氨酸30～50mg/L;
天冬氨酸5～20mg/L;
菊糖15～30mg/L;
丙酮酸10～30mg/L。
优选地，所述复合酶中还含有下述体积含量的组分：
溶菌酶5～20mg/L;
6-磷酸葡萄糖5～15mg/L;
5-磷酸脱羧酶5～15mg/L;
丁二酸5～15mg/L。
优选地，所述复合酶中含有下述体积含量的组分：
ATP酶10～30ml/L。
优选地，所述复合酶由下述体积含量的组分组成：
菠萝酶65mg/L;
木瓜酶70mg/L;
L-天冬氨酸酶25mg/L;
谷胱甘肽23mg/L;
酵母类提取物120mg/L;
纤维素酶70mg/L;
谷氨酸35mg/L;
天冬氨酸15mg/L;
菊糖20mg/L;
丙酮酸21mg/L;
溶菌酶16mg/L;
6-磷酸葡萄糖14mg/L;
5-磷酸脱羧酶13mg/L;
丁二酸10mg/L。
ATP酶21ml/L。
一种所述污水处理用复合酶制剂的施加方法，包括下述步骤：将复合酶制剂与水按1∶3000～1∶6000的重量比稀释，并按污水处理量5～10ppm的比例滴加。
进一步，所述施加方法包括下述步骤：将复合酶制剂与水按1∶5000的重量比稀释，并按污水处理量8ppm的比例滴加。
本发明中各组分的分解对象如下表：
酶成分 分解对象 菠萝酶 进行蛋白质的水解，将蛋白质分子肽链水解生成多肽或 氨基酸 木瓜酶 大分子水解成短肽和氨基酸 L-天冬氨酸酶 氨基酸 谷胱甘肽 氨基酸 酵母类提取物， 能缩短细胞的世代周期，从而促进微生物的生长繁殖。 纤维素酶 碳水化合物 谷氨酸 氨基酸
天冬氨酸 ATP 菊糖 抑制腐败菌的生长 内酮酸 氧酸 溶菌酶 有抗菌、抗病毒、分解几丁质和乙二醇几丁质 6-磷酸葡萄糖 糖质 5-磷酸脱羧酶 酶促转移 丁二酸 琥珀酸 ATP酶 ATP
本发明的复合酶制剂在污水处理优化中的作用分别是：
好氧区域的效果：
有益微生物、细菌的活性提高→氧气消耗增加，促进有机物分解;促 进硝酸离子、硫酸离子、磷酸离子的生成
硫氧化菌的活性化→促进硫化氢的消耗
硝化菌的活性化→促进有机物的分解，促进氨的消耗、促进硝酸离子的生成，氧气消耗增加
磷同化菌的活性化→促进磷酸离子的消耗
杂菌、腐败菌、丝状菌的活性降低→氧气消耗量减少;
溶解氧浓度接近“0”水域的效果：
脱氮菌活性的提高→促进硝酸离子的消化、促进氮气的生成不消耗氧气;
厌氧区域的效果：
有益微生物、细菌活性的提高→不消耗氧气
有机物部分分解菌活性的提高→促进有机物分解、促进二氧碳、甲烷、氨、硫化氢的生成，不消耗氧气;
光合成菌活性的提高：
绿色及红色硫细菌活性的提高→促进硫化氢的消耗
红色非硫细菌活性的提高→促进有机物的分解，氧气消耗量减少;
藻类活性的提高：
蓝藻绿藻及硅藻等活性的提高→促进N、P等营养物质的消耗产生部分氧气
原生动物、后生动物活性提高→促进有机质和活性污泥的分解不消耗氧气。
采用本发明的复合酶制剂处理污水通常分为以下阶段：
1、经过一段时间的投放复合酶制剂，生化系统内微生物的活性大幅度提高。大约21天后可以观察到厌氧池甲烷气泡产生量大量增加，并有部份腐败菌污泥上浮到水面并被分解。随着时间的推移这种情况将持续强直至稳定在一个较高的水平。
2、投放复合酶制剂30天时，好氧池杂菌、丝状菌被抑制生长并部分死亡，将会产生一定的微生物残骸和浮渣。此时活性污泥的沉降性能将有所下降，被复合酶催化成活性的微生物种群正在替代原有状态下的优势微生物种群，活性污泥浓度将持续上升(可达约5000-6000mg/L或更高)。要完全完成这个过程约需要一个半月左右。
3、活性污泥浓度达到峰值，此后将缓慢下降到5500mg/L。此时，厌氧、好氧、兼氧活性大幅提高后，分解有机物能力也增强，光合细菌繁殖迅速并产生部分溶解氧，好氧细菌所负担的有机负荷大幅减少。
4、两个月后原生、后生动物大量出现，活性污泥浓度逐步下降。此时可将剩余污泥全部回流到厌氧池，系统内部消化。大约再需要一个月左右，系统趋向稳定，净化能力、抗冲击负荷都将大幅度提高。此时处理后的水排放到环境中后由于仍有部分复合酶制剂成分存在，具备一定分解的能力，对生态环境起到保护作用。
5、剩余污泥全部回流后，可逐步加大进水水量，并监控出水水质，可将污水处理能力提高到原先设计的1.5～2倍。
6、经过一至两年的运行，污水厂的无机污泥含量会上升，需排放出一部分污泥以减少无机污泥的含量，即每一至两年需排放一次污泥。
污水中添加本发明的复合酶制剂后，使水体中的微生物对污染物的分解能力和速度的提高呈几何数级增长，迅速降低BOD、COD和氨氮、磷的含量， 并分解有机污泥、改善水质和最终达到能将难分解有机物在较短时间内进行处理的技术。复合酶制剂是一种无任何毒副作用的液体制剂，其不但可提高有机负荷、完全能分解剩余有机污泥、净化水质，而且同时还可以节省大量的能源(例如节省电能和絮凝及消毒药剂的使用)，提高现有设施的运行能力，减轻环境的负荷，对生态环境起保护作用。在实际运用中结合中水回用，能产生巨大的社会和经济效益。本发明不仅提高了污水厂的处理能力和降低了运行费用，而且基本达到了剩余有机污泥零排放，防止污泥处理的环境二次污染，同时也提高了污水厂出水的自净能力，防止出水二次污染，同时也提高了污水厂出水的自净能力，防止出水二次富营养化，根本上解决了污水处理厂运行中的环境保护问题。
本发明的有益效果在于：
1、复合酶不是生物菌，不存在外来菌种的生态失控风险;
2、运行和操作简单，只需在原污水厂系统增加复合酶制剂存贮和滴加装置，调试好滴加速度即可;
3、使污水厂出水水质稳定达标排放，提高抗冲击能力;
4、实现剩余有机污泥零排放，有效地解决了污泥无害化处理的问题，彻底解决二次污染;
5、提高出水的自净能力，防止出水进入河道后的再次污染，促进流入的水域的水生态修复;
6、综合降低运行费用，由于污水处理池中微生物的分解能力得到极大的提高，曝气量下降，电费支出大幅减少;污泥池脱泥、干化、消毒、外运及处理费用支出几乎为零;污水厂出水无需消杀大肠杆菌，出水消毒费为零，以及絮凝剂的使用减量，综上合计约节省运行费用为0.1～0.25元/吨水;
7、提高污水厂处理能力，由于污水处理池中微生物的分解能力得到极大的提高，污水停留时间可以缩短，日处理量自然得到提高，处理能力可以达到原设计能力的1.5～2倍，从而可以缓解老污水厂的超负荷运行，也减缓了新污 水厂的筹建速度，极大地节约土地和资金资源。
(四)具体实施方式
下面通过实施例对本发明作优选地具体说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种污水处理用复合酶制剂，所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶9;
所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素：
硅0.2ug/L;
钠74mg/L;
钙71mg/L;
镁200mg/L;
钾69mg/L;
碘9ug/L;
硒0.5ug/L;
铁0.4ug/L。
所述复合酶由下述体积含量的组分组成：
菠萝酶65mg/L;
木瓜酶70mg/L;
L-天冬氨酸酶25mg/L;
谷胱甘肽23mg/L;
酵母类提取物120mg/L;
纤维素酶70mg/L;
谷氨酸35mg/L;
天冬氨酸15mg/L;
菊糖20mg/L;
丙酮酸21mg/L;
溶菌酶16mg/L;
6-磷酸葡萄糖14mg/L;
5-磷酸脱羧酶13mg/L;
丁二酸10mg/L。
ATP酶21ml/L。
对某花园酒店排出的污水进行复合酶处理，所述污水处理用复合酶制剂的施加方法，包括下述步骤：将复合酶制剂与水按1∶5000的重量比稀释，并按污水处理量8ppm的比例滴加。设施最高处理水量为1900m3/d，日常处理水量为2000m3/d。 表1
由上表1数据可知，在复合酶制剂优化方案实施之后，酒店污水处理站的电费支出呈不断下降的趋势，并可在处理后第4、5月份降低到约原来(对应第1、2月份)的50%，节省电费支出达24840元/月以上。
实施结果表明，本公司的优化方案无需对现有污水处理设施进行大的结构改动及操作方式变更，而可以保证在出水水质稳定达标排放的基础上，减少污水处理设施的运行成本。
表2花园酒店出水水质监测数据
根据以上监测数据可以看出，花园酒店出水水质符合排放标准要求。
实施例2
改变复合酶配比为：菠萝酶60mg/L;木瓜酶75mg/L;L-天冬氨酸酶18mg/L;谷胱甘肽26mg/L;酵母类提取物110mg/L;纤维素酶70mg/L;复合酶与矿泉水的重量比为1∶19;其它同实施例1。
采用本发明的复合酶制剂处理某花园(住宅小区)污水处理厂剩余污泥，冬季水量：1000t/日夏季水量：1600t/日，平均每天污泥约他19t，经过12周后，剩余污泥量为0。
实施例3
改变复合酶配比为：菠萝酶65mg/L;木瓜酶75mg/L;L-天冬氨酸酶25mg/L;谷胱甘肽25mg/L;酵母类提取物120mg/L;纤维素酶70mg/L;谷氨酸45mg/L;天冬氨酸15mg/L;菊糖25mg/L;丙酮酸25mg/L。复合酶与矿泉水的重量比为1∶29;其它同实施例1。
采用本发明的复合酶制剂处理某企业印染污水，该企业主要从事棉化纤染整及其深加工，处理前废水pH值为6～10，CODCr为400～1000mg/L，BOD5为100～400mg/L，SS为100～200mg/L，色度为100～400倍。随加工产品的变动废水水质变化较大。
该企业污水处理系统由三级处理系统组成：
一级处理：调节池+气浮;
二级处理：厌氧水解(HRT4h)+三级接触氧化(HRT7.6h);
三级处理：混凝沉淀+曝气滤池;
在厌氧水解池进水口投加本发明的复合酶制剂，催化微生物净化污水， 提高出水水质。经处理后，系统二级处理出水COD在70-120之间、色度在50以下;三级处理出水COD稳定在60以下，色度在25以下。
实施例4
一种污水处理用复合酶制剂，所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶39;
所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素：
硅0.25ug/L;
钠78mg/L;
钙100mg/L;
镁180mg/L;
钾85mg/L;
碘8ug/L;
硒0.5ug/L;
铁0.5ug/L。
所述复合酶由下述体积含量的组分组成：
菠萝酶65mg/L;
木瓜酶70mg/L;
L-天冬氨酸酶25mg/L;
谷胱甘肽23mg/L;
酵母类提取物120mg/L;
纤维素酶70mg/L;
谷氨酸35mg/L;
天冬氨酸15mg/L;
菊糖20mg/L;
丙酮酸21mg/L;
溶菌酶16mg/L;
6-磷酸葡萄糖14mg/L;
5-磷酸脱羧酶13mg/L;
丁二酸10mg/L。
ATP酶21ml/L。
本实施例用于某内衣染整企业的污水处理，其污水主要污染物为COD、BOD5、SS以及色度等。处理方法为：先对废水进行预处理，接着采用本发明复合酶制剂进行生化处理，生化处理出水后再进行化学混凝沉淀法处理，最后经过砂滤后排放。
其原存在的问题主要是污水处理设施日常运营成本较高，出水水质不能达标，出水COD：180mg/l，絮凝药剂用量大，污泥日产生量较多。系统运行电费较高。经处理后，出水COD稳定达标排放，系统内的剩余有机污泥达到零排放。