申请日2018.04.28
公开(公告)日2018.09.25
IPC分类号C12N11/14; C12N1/20; C02F3/34; C12R1/125; C12R1/40; C12R1/06
摘要
本发明厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法属于污水处理领域，特别是涉及一种以微生物为特征的污水处理菌剂。其目的是为了提供一种成本低、操作简便、废水处理效果好的厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法。本发明厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法包括，本发明的制备方法，包括以下步骤：分别制备定殖有枯草芽孢杆菌的载体、定殖有恶臭假单胞菌的载体、定殖有节杆菌的载体;混合得到复合载体，再将复合载体与1～3μm的铁粉混合均匀，使载体表面吸附足量铁粉。本发明综合利用了化学和生物的方法，首先利用微米级铁粉进行还原，然后再利用微生物降解，可有效降解CODCr，去除废水色度。
权利要求书
1.一种厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)向枯草芽孢杆菌发酵培养基中加入0.5wt%微生物载体，然后将枯草芽孢杆菌种子液加入枯草芽孢杆菌发酵培养基中，在35±1℃好氧培养48h，使枯草芽孢杆菌定殖于微生物载体上，将枯草芽孢杆菌发酵液离心即得到定殖有枯草芽孢杆菌的载体;
向恶臭假单胞菌发酵培养基中加入0.5wt%微生物载体，然后将恶臭假单胞菌种子液加入恶臭假单胞菌发酵培养基中，在35±1℃好氧培养24h，使恶臭假单胞菌定殖于微生物载体上，将恶臭假单胞菌发酵液离心即得到定殖有恶臭假单胞菌的载体;
向节杆菌发酵培养基中加入0.5wt%微生物载体，然后将节杆菌种子液加入上述节杆菌发酵培养基中，在37±1℃好氧培养40h，使节杆菌定殖于微生物载体上，将节杆菌发酵液离心得到定殖有节杆菌的载体;
(2)将定殖有枯草芽孢杆菌的载体、定殖有恶臭假单胞菌的载体和定殖有节杆菌的载体按照质量比为1～5：1～4：1～2混合均匀得到复合载体，将复合载体与1～3μm的铁粉按质量比为1:0.2～1.0混合均匀，使铁粉吸附于载体表面，得到本发明的厕卫废水用复合型功能菌剂。
2.根据权利要求1所述的厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，其特征在于：所述微生物载体为改性后的颗粒活性炭或陶粒。
3.根据权利要求2所述的厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，其特征在于：所述微生物载体按照以下步骤制备：将颗粒活性炭或陶粒用0.5～1.5mol/L的硫酸或硝酸溶液浸泡24h，水洗至中性后，再经1～2mol/L的氢氧化钠浸泡24h，水洗至中性，即制得微生物载体。
4.根据权利要求1所述的厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌种子液按以下步骤制备：将枯草芽孢杆菌接种到营养肉汤固体培养基进行活化，得到活化的枯草芽孢杆菌菌株，将活化的枯草芽孢杆菌菌株接种至枯草芽孢杆菌发酵培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/mL以上，即得到枯草芽孢杆菌种子液;
1L所述枯草芽孢杆菌发酵培养基包括以下原料：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉12g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g，其余为水;所述枯草芽孢杆菌发酵培养基的pH为7.2±0.2;
枯草芽孢杆菌活化发酵条件为：温度为35±1℃，时间为30h。
5.根据权利要求1所述的厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，其特征在于：所述恶臭假单胞菌种子液按以下步骤制备：将恶臭假单胞菌接种到营养肉汤固体培养基进行活化，得到活化的恶臭假单胞菌菌株，将活化的恶臭假单胞菌菌株接种至恶臭假单胞菌发酵培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/mL以上，即得到恶臭假单胞菌种子液;
1L所述恶臭假单胞菌发酵培养基包括以下原料：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉12g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g，其余为水;所述恶臭假单胞菌发酵培养基的pH为7.2±0.2;
恶臭假单胞菌活化发酵条件为：温度为35±1℃，时间为30h。
6.根据权利要求1所述的厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，其特征在于：所述节杆菌种子液按以下步骤制备：将节杆菌接种到LB固体培养基进行活化，得到活化的节杆菌菌株，将活化的节杆菌菌株接种至节杆菌发酵培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/mL以上，即得到节杆菌种子液;
1L所述节杆菌发酵培养基包括以下原料：玉米淀粉50g、黄豆饼粉5g、酵母膏2g、土豆汁100mL、氯化钠2g、葡萄糖5g、硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1g，其余为水;所述节杆菌发酵培养基的pH为7.0±0.2;
节杆菌活化发酵条件为：温度为37±1℃，时间为48h。
7.一种厕卫废水用复合型功能菌剂，其特征在于：所述厕卫废水用复合型功能菌剂是按照权利要求1中所述的方法制备得到的。
8.一种厕卫废水用复合型功能菌剂的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：将厕卫废水用复合型功能菌剂按0.5～1wt%投入厕卫废水的好氧单元，控制好氧单元中溶氧为1～2mg/L。
说明书
厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别是涉及一种以微生物为特征的污水处理菌剂。
背景技术
在现有技术中，UNITANK是上个世纪90年代初开始应用的污水处理工艺，该工艺技术综合了SBR、传统活性污泥法、三沟式氧化沟法的优点，克服了SBR间歇进水，三沟式占地大，传统法设备多的缺点。该工艺一经提出就受到业内的青睐，但由于该工艺自控方面的要求比较高，在厕所污水这种小型处理系统中尚无应用。微生物技术应用于粪便污水或生活污水处理也已有较长时间。日本于20世纪80年代末开始利用微生物降解粪便，此后，环保界开始通过各种方法，利用各种菌去处理粪便污水。
现有的微生物处理技术仍具有一下缺点和不足：
①一种应用于原位处理生化移动厕所的微生物菌剂-发明专利申请号为201510071372.8，将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热脂肪土芽孢杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌、酵母菌、维氏硝化杆菌和热淀粉酶链霉菌组合，主要降解中粪便中的固体部分，对废水降解效率低下;
②复合微生物和纳米复合载体处理厕所污水的方法及装置-发明专利申请号为03139728.厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法，将复合微生物扩培后加入厕所污水中，再加入纳米滤料，好氧条件下处理厕所污水，处理方式为间歇式。所用菌株既有好氧菌，也有厌氧菌，对营养物的需求也不同，但扩培时采取好氧方式，且培养条件完全一样，并不能保证扩培后的菌剂效果;另外间歇式处理厕卫废水，不能满足连续需求;
③处理人粪尿的菌剂-发明专利申请号为02133481.1，将兼氧、好氧性微生物组合,先用厌氧性微生物发酵分解液化人粪尿,然后用兼氧、好氧性微生物对厌氧处理出水进行好氧曝气处理。单纯利用菌剂处理厕卫废水，其效果存疑。
④一种处理人畜粪便的高效复合微生物菌剂-发明专利申请号为200910050581.9，利用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌、嗜热链球菌、白地霉、黑曲霉和热淀粉酶链霉菌组成的负荷菌剂处理厕所中粪便，并未阐述对于废水处理的效果。
大部分专利都是单一利用菌剂，生物降解效果存疑;菌剂会产生流失;脱色效果差。厕卫废水呈深黄色或黄褐色的原因是尿液或粪便中的尿胆素、粪胆素等显色物质，这些物质已呈氧化态，极难被进一步氧化分解，也很难被微生物利用，所以造成出水颜色深。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、操作简便、废水处理效果好的厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法。
本发明涉及一种厕卫废水用复合型功能菌剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)向枯草芽孢杆菌发酵培养基中加入0.5wt%微生物载体，然后将枯草芽孢杆菌种子液加入枯草芽孢杆菌发酵培养基中，在35±1℃好氧培养48h，使枯草芽孢杆菌定殖于微生物载体上，将枯草芽孢杆菌发酵液离心即得到定殖有枯草芽孢杆菌的载体;
向恶臭假单胞菌发酵培养基中加入0.5wt%微生物载体，然后将恶臭假单胞菌种子液加入恶臭假单胞菌发酵培养基中，在35±1℃好氧培养24h，使恶臭假单胞菌定殖于微生物载体上，将恶臭假单胞菌发酵液离心即得到定殖有恶臭假单胞菌的载体;
向节杆菌发酵培养基中加入0.5wt%微生物载体，然后将节杆菌种子液加入上述节杆菌发酵培养基中，在37±1℃好氧培养40h，使节杆菌定殖于微生物载体上，将节杆菌发酵液离心即得到定殖有节杆菌的载体;
(2)将定殖有枯草芽孢杆菌的载体、定殖有恶臭假单胞菌的载体和定殖有节杆菌的载体按照质量比为1～5：1～4：1～2混合均匀得到复合载体，将复合载体与1～3μm的铁粉按质量比为1:0.2～1.0混合均匀，使铁粉吸附于载体表面，得到本发明的厕卫废水用复合型功能菌剂。
优选地，所述微生物载体为改性后的颗粒活性炭或陶粒。
优选地，所述微生物载体按照以下步骤制备：将颗粒活性炭或陶粒用0.5～1.5mol/L的硫酸或硝酸溶液浸泡24h，水洗至中性后，再经1～2mol/L的氢氧化钠浸泡24h，水洗至中性，即制得微生物载体。此时改性后载体中含有羟基基团，有利于微生物菌株定殖和生长繁殖。
优选地，所述微生物载体按照以下步骤制备：将颗粒活性炭或陶粒用0.8～1.2mol/L的硫酸或硝酸溶液浸泡24h，水洗至中性后，再经1.5～2mol/L的氢氧化钠浸泡24h，水洗至中性，即制得微生物载体。此时改性后载体中含有羟基基团，有利于微生物菌株定殖和生长繁殖。
优选地，所述枯草芽孢杆菌种子液按以下步骤制备：将枯草芽孢杆菌接种到营养肉汤固体培养基进行活化，得到活化的枯草芽孢杆菌菌株，将活化的枯草芽孢杆菌菌株接种至枯草芽孢杆菌发酵培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/mL以上，即得到枯草芽孢杆菌种子液;
1L所述枯草芽孢杆菌发酵培养基包括以下原料：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉12g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g，其余为水;所述枯草芽孢杆菌发酵培养基的pH为7.2±0.2;
枯草芽孢杆菌活化发酵条件为：温度为35±1℃，时间为30h。
优选地，所述恶臭假单胞菌种子液按以下步骤制备：将恶臭假单胞菌接种到营养肉汤固体培养基进行活化，得到活化的恶臭假单胞菌菌株，将活化的恶臭假单胞菌菌株接种至恶臭假单胞菌发酵培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/mL以上，即得到恶臭假单胞菌种子液;
1L所述恶臭假单胞菌发酵培养基包括以下原料：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉12g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g，其余为水;所述恶臭假单胞菌发酵培养基的pH为7.2±0.2;
恶臭假单胞菌活化发酵条件为：温度为35±1℃，时间为30h。
优选地，所述节杆菌种子液按以下步骤制备：将节杆菌接种到LB固体培养基进行活化，得到活化的节杆菌菌株，将活化的节杆菌菌株接种至节杆菌发酵培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/mL以上，即得到节杆菌种子液;
1L所述节杆菌发酵培养基包括以下原料：玉米淀粉50g、黄豆饼粉5g、酵母膏2g、土豆汁100mL、氯化钠2g、葡萄糖5g、硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1g，其余为水;所述节杆菌发酵培养基的pH为7.0±0.2;
节杆菌活化发酵条件为：温度为37±1℃，时间为48h。
本发明还涉及一种厕卫废水用复合型功能菌剂，所述厕卫废水用复合型功能菌剂是按照上述的方法制备得到的。
本发明还涉及一种厕卫废水用复合型功能菌剂的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：将厕卫废水用复合型功能菌剂按0.5～1wt%投入厕卫废水的好氧单元，控制好氧单元中溶氧为1～2mg/L。微米级铁粉有极强的还原性，将废水中尿胆素、粪胆素等物质还原，然后再经微生物降解。
本发明厕卫废水用复合型功能菌剂及其制备和使用方法与现有技术不同之处在于：
1、厕卫废水中的显色物质无粪胆素、尿胆素等，这些物质均为氧化态，很难被微生物降解。本发明厕卫废水用复合型功能菌剂综合利用了化学和生物的方法，首先利用微米级铁粉进行还原，然后再利用微生物降解，废水CODCr去除率不低于86%，废水色度去除率不低于70%。
2、本发明厕卫废水用复合型功能菌剂微生物附着于经过预处理的载体上，附着量大且不易流失，载体在反应器中为微生物提供了有利的反应场所。
3、本发明厕卫废水用复合型功能菌剂的使用方法中反应时控制溶氧，既能使微米级铁粉不被空气氧化，又能满足微生物降解时的需氧要求。