申请日2017.12.27
公开(公告)日2018.05.01
IPC分类号C12N1/20; C02F11/04; C12R1/01; C12R1/22
摘要
本发明公开了一种用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物营养剂及其制备方法和应用，属于污泥处理技术领域。本发明营养剂配方及质量百分比如下：蔗糖10～15%、淀粉1～5%、蛋白胨1～2%、几丁质2～5%、磷酸二氢钾3～5%、磷酸氢氨3～5%、硫酸铵5～8%、七水合硫酸镁1～3%、五水硫代硫酸钠1～4%、硝酸钙1～3%、硫酸锰1～2%、硫酸锌1～3%、氯化钾1～3%、七水合硫酸亚铁10～25%、磷酸一铵1～2%、尿素1～2%、复合维生素2～5%、硫粉5～8%、硅藻土15～25%。该营养剂生产工艺包括，先称取各类原料物质，然后在搅拌器中充分混合而成。营养组分可满足柠檬酸污泥生物沥浸复合微生物菌群生长的需求，保证生物沥浸系统稳定运行。原料具有价格低廉、易得、无污染的优点。
权利要求书
1.一种微生物营养剂，其特征在于，该营养剂原料配方及按质量百分比如下：该营养剂原料配方及质量百分比如下：蔗糖10～15%、淀粉1～5%、蛋白胨1～2%、几丁质2～5%、磷酸二氢钾3～5%、磷酸氢氨3～5%、硫酸铵5～8%、七水合硫酸镁1～3%、五水硫代硫酸钠1～4%、硝酸钙1～3%、硫酸锰1～2%、硫酸锌1～3%、氯化钾1～3%、七水合硫酸亚铁10～25%、磷酸一铵1～2%、尿素1～2%、复合维生素2～5%、硫粉5～8%、硅藻土15～25%。
2.根据权利要求1所述的微生物营养剂，其特征在于，所述的硅藻粒径大于80目。
3.根据权利要求1或2所述的微生物营养剂，其特征在于，所述的复合维生素为维生素A、维生素B、维生素C按1：2：1混合而成。
4.根据权利要求1或2或3所述的微生物营养剂，其特征在于，该营养剂原料配方及按质量百分比如下：该营养剂原料配方及按质量百分比如下：蔗糖10%、淀粉5%、蛋白胨2%、几丁质2%、磷酸二氢钾3%、磷酸氢氨3%、硫酸铵5%、七水合硫酸镁1%、五水硫代硫酸钠4%、硝酸钙1%、硫酸锰1%、硫酸锌3%、氯化钾1%、七水合硫酸亚25%、磷酸一铵1%、尿素1%、复合维生素2%、硫粉5%、硅藻土25%。
5.权利要求1-4中任意一项所述的微生物营养剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别按比例称取蔗糖、淀粉、蛋白胨、几丁质、磷酸二氢钾、磷酸氢氨、硫酸铵、七水合硫酸镁、五水硫代硫酸钠、硝酸钙、硫酸锰、硫酸锌、氯化钾、七水合硫酸亚铁、磷酸一铵、尿素、复合维生素、硫粉;
(2)将蔗糖、淀粉、蛋白胨、几丁质、磷酸二氢钾、磷酸氢氨、硫酸铵、七水合硫酸镁、五水硫代硫酸钠、硝酸钙、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、氯化钾、七水合硫酸亚铁、磷酸一铵、尿素、复合维生素、硫粉与填充料硅藻土按比例放入搅拌器中，充分混合、搅拌均匀;
(3)分装。
6.权利要求1中所述的微生物营养剂用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物的培养。
7.根据权利要求6所述的微生物营养剂用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物的培养，其特征在于，所述的用于柠檬酸污泥 生物沥浸处理的微生物由氧化硫硫杆菌TS6、氧化亚铁硫杆菌LX5、克雷伯氏菌F1组成。
8.根据权利要求7所述的微生物营养剂用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物的培养，其特征在于，氧化硫硫杆菌TS6、氧化亚铁硫杆菌LX5、克雷伯氏菌F1的菌体数量比例为(2～5)：(1～5)：(1～5)。
说明书
一种用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物营养剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，更具体地说，涉及一种用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物营养剂及其制备方法和应用。
背景技术
柠檬酸是一种重要的有机物，广泛应用于人造饮料、食品工业、医药工业、化学工业和洗涤工业。生产柠檬酸主要以薯干或玉米为原料，依次经原料处理、发酵、提取、精制等工序，在生产过程中产生大量高浓度有机废水，废水生化处理过程会产生大量高含水率(98%左右)的柠檬酸污泥，对柠檬酸污泥进行深度脱水实现减量化，对后续资源化利用及整个污泥处理成本降低起着至关重要的作用。
生物沥浸技术是近年来新兴起的污泥深度脱水新技术，污泥处理过程完全利用生物沥浸专属微生物在曝气条件下对污泥进行脱水性能改性，经板框压滤机直接压滤至含水量低于 60%的泥饼，具有运行费用低、保全污泥有机质和热值、不会增加脱水污泥干物质量、完全采用微生物无需添加任何絮凝剂或助凝剂、可完全去除污泥恶臭和病原菌，是一种环境友好型污泥处置技术。
鉴于生物沥浸技术在污泥深度脱水上的明显优势，已在城市污水处理厂污泥处置中得到广泛应用，在无锡、哈尔滨、桐乡、宁波等地形成污泥处理工程，日处理污泥达3000万吨。值得注意的是，柠檬酸污泥产生过程与城市污泥完全不同，污泥性质上存在明显差异，污泥中残留大量的残糖、有机酸、钙沉淀物、蛋白质、有机色素等，柠檬酸废水多采用厌氧-好氧法处理，废水中各种复杂有机物分解转化成小分子有机酸，因此采用城市污泥生物沥浸专属微生物及营养剂无法满足柠檬酸污泥生物沥浸微生物生长的需要，究其原因在于生物沥浸技术脱水效果的优劣与营养剂种类、数量息息相关，两种污泥生物沥浸所采用的微生物营养剂截然不同。
由于复合微生物菌群中各种微生物的类型以及生长条件的不同，因此简单的将适合于各微生物自己生长的营养剂相互混合，并不能满足整体复合微生物的生长需求，甚至会抑制某些微生物的正常生长繁殖。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中缺少合适的微生物营养剂的问题，本发明提供一种用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物营养剂及其生产工艺，该微生物营养剂为复合药剂，包括提供微生物生长的能源物质和营养物质，提升微生物活性，保证柠檬酸污泥生物沥浸处理运行的稳定性。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种微生物营养剂，该营养剂原料配方及质量百分比如下：该营养剂原料配方及按质量百分比如下：蔗糖10～15%、淀粉1～5%、蛋白胨1～2%、几丁质2～5%、磷酸二氢钾3～5%、磷酸氢氨3～5%、硫酸铵5～8%、七水合硫酸镁1～3%、五水硫代硫酸钠1～4%、硝酸钙1～ 3%、硫酸锰1～2%、硫酸锌1～3%、氯化钾1～3%、七水合硫酸亚铁10～25%、磷酸一铵1～2%、尿素1～2%、复合维生素2～5%、硫粉5～8%、硅藻土15～25%。
更进一步地，所述的硅藻粒径大于80目。
更进一步地，所述的复合维生素为维生素A、维生素B、维生素C按质量比1：2：1混合而成。
更进一步地，该营养剂原料配方及按质量百分比如下：该营养剂原料配方及按质量百分比如下：蔗糖10%、淀粉5%、蛋白胨2%、几丁质2%、磷酸二氢钾3%、磷酸氢氨3%、硫酸铵5%、七水合硫酸镁1%、五水硫代硫酸钠4%、硝酸钙1%、硫酸锰1%、硫酸锌3%、氯化钾1%、七水合硫酸亚25%、磷酸一铵1%、尿素1%、复合维生素2%、硫粉5%、硅藻土25%。
任意一项上述的微生物营养剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别按比例称取蔗糖、淀粉、蛋白胨、几丁质、磷酸二氢钾、磷酸氢氨、硫酸铵、七水合硫酸镁、五水硫代硫酸钠、硝酸钙、硫酸锰、硫酸锌、氯化钾、七水合硫酸亚铁、磷酸一铵、尿素、复合维生素、硫粉;
(2)将蔗糖、淀粉、蛋白胨、几丁质、磷酸二氢钾、磷酸氢氨、硫酸铵、七水合硫酸镁、五水硫代硫酸钠、硝酸钙、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、氯化钾、七水合硫酸亚铁、磷酸一铵、尿素、复合维生素、硫粉与填充料硅藻土按比例放入搅拌器中，充分混合、搅拌均匀;
(3)分装。
上述的微生物营养剂用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物的培养。
更进一步地，所述的用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物由氧化硫硫杆菌TS6、氧化亚铁硫杆菌LX5、克雷伯氏菌F1复合组成。
更进一步地，氧化硫硫杆菌TS6、氧化亚铁硫杆菌LX5、克雷伯氏菌F1的菌体数量比例为(2～5)：(1～5)：(1～5)。
根据柠檬酸污泥的特性，本发明申请人开发了一种全新的柠檬酸污泥生物沥浸方法，该方法采用的复合微生物菌群包括氧化亚铁硫杆菌LX5(A.ferrooxidans LX5，保藏号为CGMCC NO.0727)、氧化硫硫杆菌TS6(A.thiooxidans TS6，保藏号CGMCC NO.0759)、克雷伯氏菌 F1(Klebsiella sp.保藏号CGMCC NO.3032))。其中氧化亚铁硫杆菌LX5和氧化硫硫杆菌TS6 为化能自养型微生物，主要以无机物质为能源物质，如铁盐、单质硫、硝酸盐、磷酸盐、钾盐等，并配合少量微量元素如锌、锰等。克雷伯氏菌F1为异养菌，需要以有机物质为能源物质，如淀粉、葡萄糖、蛋白胨、小分子有机酸等。这3种微生物复合培养时，由于特性的不一样，氧化亚铁硫杆菌LX5和氧化硫硫杆菌TS6为嗜酸性微生物，需要培养体系pH在3.0 以下，同时生长过程中产酸可使培养体系pH迅速降低至1.0以下，会抑制异养菌的生长活性，同时，异养微生物培养基中的小分子有机酸会对自养菌氧化亚铁硫杆菌LX5和氧化硫硫杆菌 TS6产生毒害抑制作用，因此直接将各自的营养剂配方组合起来调整比例使用，达不到复合菌群和谐共生的目的。
几丁质是一种广泛存在于自然界的含氮多糖类生物性高分子，是一种带正电荷的活性基团的生物纤维，具有特殊的理化特性和生物活性，可有效增强、调节生物生长机制。本发明将该物质加入到营养剂中，可明显改善上述3种微生物相互抑制作用，达到协同共生的目的，经48h培养后各微生物菌密度大于108个/mL。
生物材料保藏信息
氧化亚铁硫杆菌LX5，分类名为Thiobacillus ferrooxidans，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为中国.北京.中关村，保藏日期为2002年3月13日，保藏号为CGMCCNo.0727。
氧化硫硫杆菌TS6，分类名为Thiobacillus thiooxidans，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为中国.北京.中关村，保藏日期为2002年7月4日，保藏号为 CGMCCNo.0759。
克雷伯氏菌F1，分类名为Klebsiella sp.，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2009年 4月23日，保藏号CGMCCNo.3032。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明微生物营养剂专门针对柠檬酸污泥生物沥浸处理的复合微生物菌群研究得到，能使生长特性不同的氧化硫硫杆菌TS6、氧化亚铁硫杆菌LX5、克雷伯氏菌F1达到协同共生的目的。
(2)本发明的一种用于柠檬酸污泥生物沥浸处理的微生物营养剂，其主要成分为碳源物质、氮源物质、硅藻土，并与大量无机微量元素配合，可满足柠檬酸污泥生物沥浸复合微生物菌群生长的营养需求，保证生物沥浸系统稳定运行。
(3)本发明原料具有价格低廉、易得、无污染的优点，其生产工艺操作简单、方便。