申请日2010.03.08
公开(公告)日2011.09.21
IPC分类号C02F3/34; C02F3/30
摘要
本发明涉及一种提高水处理填料生物膜活性的活化菌剂，及在接触氧化工艺中的应用，其特征是活化剂由占菌数总量40-60%的荧光假单胞菌(pseudomonas fluorescens)，15-20%枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)，15-30%巨大芽孢杆菌(bacillus megaterium)，5-10%短小芽孢杆菌(bacillus pumilus)，以及其培养液的代谢产物组成的混合菌液，加入处理水中浓度为10-6～10-5。能有效使得填料产生物化泥层得到脱除，并能阻碍形成新的物化泥层，可以使填料使用年限延长至3-5年;活化菌剂还好氧及兼氧微生物具有原位再生活化功能，恢复生物膜活性，使填料上休眠及失活的生物膜得到活化修复，并能使新膜上菌群处于高活性亢奋状态，从而提高了降解能力，投加活化菌剂后，出水COD去除率要较未使用活化剂提高1倍及以上。
权利要求书
1.水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂，其特征在于活化剂由占菌数总量40-60%的荧光假单胞菌(pseudomonas fluorescens)，15-20%枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)，15-30%巨大芽孢杆菌(bacillus megaterium)，5-10%短小芽孢杆菌(bacillus pumilus)，以及其培养液的代谢产物组成的混合菌液，菌液浓度为107～109个/ml。
2.根据权利要求1所述水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂，其特征在于培养液由1.50～3.50wt/‰生化氨基酸，0.05-0.20wt‰黄腐酸钾，1.50～3.00wt/‰磷酸二氢钾，余量为无菌水组成，pH=6.5-7.5。
3.根据权利要求2所述水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂，其特征在于培养液中加有微量金属元素促进剂。
4.根据权利要求3所述水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂，其特征在于微量金属元素促进剂为Cu(II)、Zn(II)、Mn(II)、Co(II)、Co(III)、Mo(II)，加入浓度各为0.1～10ppm。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述活化菌剂在接触氧化工艺中的应用，其特征在于在处理水中加入上述活化混合菌液，并使其体积含量占整个处理水量的10-610-5。
6.根据权利要求5所述活化菌剂在接触氧化工艺中的应用，其特征在于活化菌剂投加点在接触氧化池进水口。
7.根据权利要求5或6所述活化菌剂在接触氧化工艺中的应用，其特征在于活化菌剂投加前先用接触氧化池及前道工艺出水组成的混合活化液对其进行适应性活化。
说明书
水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂及在接触氧化工艺中的应用
技术领域
本发明涉及一种能有效提高水处理生物填料上生物膜活性的活化菌剂，可以有效提高生物膜活性，延长填料使用寿命，以及在接触氧化工艺中的应用。
背景技术
水处理生物接触氧化工艺，常采用填料作为生物载体挂膜材料。然而长时间运行，水中有机污染物及悬浮颗粒吸附在填料表面，有时来不及被填料上微生物消化降解，长时间积累在填料表面积聚了一层厚的物化泥层，附着在生物填料表面(图1、图5)。物化泥层的积聚，一是造成填料有效表面积下降，二更为严重造成填料表面菌膜与水及氧间的传质受阻，使填料上好氧微生物处于严重缺氧状态，最终导致好氧菌因缺氧死亡，继而又成为新的无活性物化泥层，导致填料上物化泥层进一步增厚，形成恶性循环，最后只有附着于物化泥层表面很少的活性菌膜有消化降解功能，大大降了填料生物载体功能。因此生物接触氧化工艺，“填料生物膜活性维护困难、微生物菌膜老化、生物膜活性下降、积聚物化泥层、填料表面积减小、传质效果降低”等问题，已成为污水生物接触氧化处理中普遍存在、并难以得到有效解决，进而影响生物接触氧化工艺处理效果。特别是应用较多的悬挂型填料，因呈固定设置，此影响尤为严重，所以通常悬挂式填料使用1～2年就需更换。如果通过例如强化曝气冲击或高压水对填料冲洗强行脱膜，又容易造成填料上生物膜完全脱落，需重新培养生物膜，在漫长生物膜培养过程中，不能保证水质处理达标排放，造成处理出水不稳定;更换填料，不仅同样存在上述缺陷，而且耗费大量人力、物力和财力，特别是水处理池工作环境十分恶劣，更换难度相当大，甚至超过新建池挂设。
中国专利CN1927740公开治理含酚焦化废水生物增强剂，由诺卡氏菌属40～90%：假单孢菌属8～30%：芽孢杆菌2～30%组成混合菌群，以及70-95%的糖或淀粉或蛋白营养物质。此主要是提高对有害物质去除效果，使原不易降解或降解缓慢污染物迅速除去，增强污泥沉降性，并不能改善、提高填料活性。
中国专利CN1597565公开活性污泥处理煤气废水及焦化废水方法，提出在活性污泥中投加硅藻土，强化微生物活性。作用是消除或减缓废水毒性成份对微生物的抑制作用，同样不能改善、提高填料活性。
中国专利CN1887748公开的高效污水处理促进剂，由微生物菌种5%～15%，营养物质5%～15%，吸附剂35%～45%，膨松剂35%～45%组成。其功能是改进菌群构成，缩短工艺启动周期，提高污水生态处理污染物的处理负荷和去除率，仍然不能改善、提高填料活性。
中国专利CN101113065公开的抗冲击倍增组合式焦化废水处理工艺，当反应器内微生物性状异常或泡沫严重时，间歇向反应器投加1：3-1有机葡萄糖或丙酮酸与无机的二价或三价金属离子化合物单体或聚合体组成的微生物活性激励剂，以改善活性污泥性状，提高生物膜量。其中有机物为健全酶系统提供物质条件，无机物为生物酶提供辅基或激活剂，改善微生物酶的活性。此改性剂，只能改善微生物性状异常或泡沫严重，仍然不能改善、提高填料活性。
上述专利虽然报导用增加微生物和化学物质，暂时性刺激(激励)生物体降解机能的恢复和提高，或是抑制有害物质对其微生物造成的影响，但均没有能够脱除填料上物化泥层，并消化脱下物化泥层，修复好氧及兼氧微生物菌系在缺氧下的受损，提高它们的活性。因此好氧生物填料表面积聚物化泥层问题，长期未能得到有效解决，成为废水处理生物接触氧化工艺中一项长久未能解决的难题，因此仍有值得改进的地方。
发明内容
本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种能有效脱除填料上物化泥层，同时提高好氧及兼氧微生物活性，消化脱下物化泥层的水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂。
本发明的另一目的在于提供一种上述活化菌剂在水处理生物接触氧化工艺中的应用。
本发明第一目的实现，主要改进是通过筛选组配微生物及在培养液下产生的代谢酶，组成好氧及兼氧微生物活化菌剂，通过此活化剂使填料上物化污泥层得以脱除，并阻止其进一步生成;以及使得脱落物化泥层在活化菌剂作用下消化殆尽，无需增加额外处理设施;同时提高好氧及兼氧微生物的活性，使填料表面菌膜得到迅速修复;从而克服现有技术的不足，实现本发明目的。具体说，本发明水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂，其特征在于活化剂由占菌数总量40-60%的荧光假单胞菌(pseudomonasfluorescens)，15-20%枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)，15-30%巨大芽孢杆菌(bacillus megaterium)，5-10%短小芽孢杆菌(bacillus pumilus)，以及其培养液的代谢产物组成的混合菌液，菌液浓度为107～109个/ml。
本发明中：
上述微生物菌，一种方法可以从天然林或原始森林，采集的植物腐烂落叶或落叶层下的腐烂泥土中采集，通过微生物扩大培养，例如取新鲜植物茎或叶、果实切碎，或者晒干植物切碎加入纯净水，经煮沸灭菌，用采集的原始菌种接种，常温常压下扩大培养。当然也可以从生物菌库中引进。
微生物菌在培养液中代谢产物，试验其作用是：有利于使废水中大颗粒或大分子污染物，分解为小颗粒或小分子，更利于菌膜吸收，从而加速微生物对有机污染物的降解，同时还有利于提高微生物活性，降低生物反应活化能，缩短生化反应过程，提高反应速率，加大好氧微生物降解处理能力，提高CODcr去除率。
为进一步提高活化菌剂的活化能力，试验表明菌培养液，一种较好是采用由1.50～3.50wt/‰生化氨基酸，0.05-0.20wt‰黄腐酸钾，1.50～3.00wt/‰磷酸二氢钾，余量为无菌水组成，pH=6.5-7.5。将混合菌群加入此培养液，菌群产生代谢产物，与混合菌群共同组成活化剂混合菌液。
此外，为更好的维持菌种酶作用，调节菌细胞内的渗透压、pH和氧化还原电位，培养液中还可以再加入微量金属元素促进剂，例如Cu(II)、Zn(II)、Mn(II)、Co(II)、Co(III)、Mo(II)等，浓度各为0.1～10ppm。
本发明活化菌剂在生物接触氧化工艺中的应用，其特征在于在处理水中加入上述活化剂混合菌液，使其体积含量占整个处理水量的10-6～10-5。
活化菌剂投加点：一种较好是将投加点设在接触氧化池的进水口，一可以通过进水使微量的活化菌剂在氧化池中均匀分布，二进水入口处的有机污染物浓度相对较高，可以为活化剂菌群提供足够充足的营养源，有利于活化剂菌群的成活、繁殖。
为提高活化菌剂菌群在污水中的适应性能和代谢酶的活化性能，一种较好是在投加之前先对其进行适应性活化，例如一种方法为分别取接触氧化池及前道工艺出水组成混合活化液，加入设计加入量的本发明活化菌剂，经曝气扩培，使之有一个与处理污水的适应过程。这样更有利于提高投加菌对新环境(处理水)的适应能力，投放后成活率高，并能缩短适应期。
本发明水处理好氧及兼氧微生物活化菌剂，加入生物接触氧化池中，能有效使得填料产生的物化泥层得到脱除，并能有效阻碍有机物吸附于填料变成新的物化泥层，使得填料上基本不再有新的物化泥层再生成;并且脱落的物化泥层在活化菌剂作用下也能被消化殆尽，无需增加额外处理设施;此外，活化菌剂还具有对水处理好氧及兼氧微生物原位再生活化功能，恢复生物膜的活性，使填料上休眠及失活的生物膜得到活化修复，并能使新膜上菌群处于高活性亢奋状态，从而提高了降解能力，尤其提高了污水生物膜法后期处理效果。经不同污水比较试验，投加本发明活化菌剂后，填料上基本没有物化泥层附着(图2、6)，出水CODcr去除率要较未使用活化菌剂提高1倍及以上。本发明通过添加微生物活化菌剂方法，从源头解决了生物接触氧化工艺中挂膜材料的再生问题，以及阻碍新的物化泥层附着，可以使填料使用年限延长3-5年，降低了污水处理成本。
以下结合二种不同污水的具体应用，示例性说明及帮助进一步理解本发明，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。