申请日2017.12.27
公开(公告)日2018.05.04
IPC分类号C12N1/20; C12N1/16; C02F11/04; C12R1/01; C12R1/84
摘要
本发明公开了一种用于厌氧消化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。本发明是采用高营养物质为原料，经微生物(氧化亚铁硫杆菌LX5、博德特氏菌ZW2)发酵后压滤脱水后得到的固体物质，营养菌剂中复合微生物菌群含量107～108个/g。其制备方法包括：(1)复合微生物培养;(2)营养物质复合菌群发酵;(3)固液分离;(4)辅料混合;(5)分装。营养组分可满足厌氧消化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，其生产工艺操作简单、方便，是一种环境友好型的营养菌剂。
权利要求书
1.一种微生物营养菌剂，其特征在于，所述营养菌剂是采用高营养物质为原料，经微生物发酵后压滤脱水后得到的固体物质。
2.根据权利要求1所述的一种微生物营养菌剂，其特征在于，所述的高营养物质组成为蔗糖50～200份、蛋白胨10～50份、磷酸二氢钾10～30份、氯化铵40～100份、磷酸氢氨10～50份、硫酸铵50～100份、七水合硫酸镁10～30份、五水硫代硫酸钠50～80份、硝酸钙10～30份、硫酸铁50～100份、硫酸锰10～50份、硫酸锌10～100份、氯化钾10～40份、七水合硫酸亚铁50～200份、硫酸铵10～100份、硫磺50～200份。
3.根据权利要求1或2所述的一种微生物营养菌剂，其特征在于，所述的微生物为氧化亚铁硫杆菌LX5、博德特氏菌ZW2的复合微生物菌群，营养菌剂中复合微生物菌群含量107～108个/g。
4.根据权利要求3所述的一种微生物营养菌剂，其特征在于，所述的氧化亚铁硫杆菌LX5与博德特氏菌ZW2的菌体数量比例为3:1。
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)按照比例配制高营养物质;
(2)将氧化亚铁硫杆菌LX5、博德特氏菌ZW2分别接种至各自培养基中，然后置于23～28℃、曝气条件下(3～6m3/(h.m2))扩繁培养，直至菌体细胞数量达到108个/mL;将氧化亚铁硫杆菌LX5、博德特氏菌ZW2培养液按体积比3：1混合获得复合微生物菌液;
(3)将步骤(1)中的高营养物质溶解加入复合微生物菌液中，在23～28℃、曝气条件下(3～6m3/(h.m2))扩繁培养，培养体系pH为3.0时停止培养;
(4)将经复合菌群发酵后的混合物固液分离，并将发酵营养泥饼进行烘干、破碎至100目以下;
(5)将破碎后的营养泥与填充料硅藻土放入搅拌器中，充分混合、搅拌均匀，获得营养菌剂。
6.权利要求1-4中任意一项所述的微生物营养剂在厌氧污泥生物沥浸处理的微生物的培养领域中的应用。
7.根据权利要求6所述的微生物营养剂在厌氧污泥生物沥浸处理的微生物的培养领域中的应用，其特征在于，所述的用于厌氧污泥生物沥浸处理的微生物由氧化亚铁硫杆菌LX5、氧化硫硫杆菌TS6、博德特氏菌ZW2、毕赤酵母D13复合组成。
8.根据权利要求7所述的微生物营养剂用于厌氧污泥 生物沥浸处理的微生物的培养领域中的应用，其特征在于，氧化亚铁硫杆菌LX5、氧化硫硫杆菌TS6、博德特氏菌ZW2、毕赤酵母D13的菌体数量比例为(1～3)：(2～5)：(1～3)：(1～3)。
说明书
一种用于厌氧消化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，涉及一种用于厌氧消化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
近年来，随着我国城市化进程的加快和环境质量标准的提高，导致有待处理的污水量急剧增加。污水处理的原理就是通过机械作用和微生物代谢来富集和转化污水中有机物和无机氮、磷等，随之产生另一种污染物(污泥)，当下我国污泥产量巨大，并且以每年10%-15%的速度呈递增趋势。
相比于传统的污泥调理方式，生物沥浸技术不仅能去除污泥中的重金属，还能去除污泥中大多数病原菌和恶臭，并且在不额外添加絮凝剂的条件下，能使污泥机械脱水后含水量降至60%以下。2010年以来，生物沥浸技术已经投入工程化应用，其主要处理对象是市政生活污泥，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。
厌氧消化污泥与市政生活污泥在污泥性质上存在较大差异，厌氧消化污泥含有小分子有机酸，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等，含悬浮物、氨氮、磷及胞外多聚物，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厌氧消化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微生物种类、数量息息相关，两种污泥生物沥浸所采用的微生物营养物质截然不同，中国专利申请号为201410119833.X，申请公布日为2014年7 月23日的专利申请文件公开了一种污泥生物沥浸法快速调理深度脱水的新方法，该专利采用的生物沥浸复合微生物由嗜酸性硫杆菌(氧化亚铁硫杆菌LX5和氧化硫硫杆菌TS6)、毕赤酵母D13、红酵母R30、地霉Z3，适用于未消化的普通污泥，采用的微生物营养剂具体组成见ZL201010221264.1，因厌氧消化污泥泥质的特异性，传统生物沥浸工艺无法有效、稳定的处理。生物沥浸技术普遍采用复合微生物菌群作为工作菌，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。
因此为了保证生物沥浸技术能够有效、稳定的处理厌氧消化污泥，改善厌氧消化污泥脱水性能，机械脱水后含水率降至60%以下，亟待开发一种用于厌氧消化污泥生物沥浸处理营养菌剂及其生产工艺。
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厌氧消化污泥生物沥浸处理的微生物营养剂及其制备方法和应用，该营养菌剂以高营养物质为原料，在复合菌群的作用下发酵过程产生的次生矿物可降解微生物产生的强氧化酶，消除对其他微生物生长抑制毒害作用，经固液分离后获得，包括提供微生物生长的能源物质、营养物质及部分复合菌群微生物，能够提升微生物活性，保证厌氧消化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：
一种微生物营养菌剂，所述营养菌剂是采用高营养物质为原料，经微生物发酵后压滤脱水后得到的固体物质。该营养菌剂含有：碳、氮、磷、钾、铁、硫、锰、锌、钙、钠、氧、硅等营养元素，营养菌剂中复合微生物菌群含量107～108个/g;营养菌剂中含有的硅元素来源于添加辅料硅藻土。
更进一步地，所述的高营养物质组成为蔗糖50～200份、蛋白胨10～50份、磷酸二氢钾 10～30份、氯化铵40～100份、磷酸氢氨10～50份、硫酸铵50～100份、七水合硫酸镁10～ 30份、五水硫代硫酸钠50～80份、硝酸钙10～30份、硫酸铁50～100份、硫酸锰10～50份、硫酸锌10～100份、氯化钾10～40份、七水合硫酸亚铁50～200份、硫酸铵10～100份、硫磺50～200份。
更进一步地，所述的微生物为氧化亚铁硫杆菌LX5、博德特氏菌ZW2的复合微生物菌群，营养菌剂中复合微生物菌群含量107～108个/g。
更进一步地，所述的氧化亚铁硫杆菌LX5与博德特氏菌ZW2的菌体数量比例为3:1。
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)按照比例配制高营养物质;
(2)将氧化亚铁硫杆菌LX5(A.ferrooxidans LX5，保藏号为CGMCC NO.0727)、博德特氏菌ZW2(Bordetella sp.，保藏号CGMCC NO.3033)分别接种至各自培养基中，然后置于23～28℃、曝气条件下(3～6m3/(h.m2))扩繁培养，直至菌体细胞数量达到108个/mL;将氧化亚铁硫杆菌LX5、博德特氏菌ZW2培养液按体积比3：1混合获得复合微生物菌液;
(3)将步骤(1)中的高营养物质溶解加入复合微生物菌液中，在23～28℃、曝气条件下(3～6m3/(h.m2))扩繁培养，培养体系pH为3.0时停止培养;
(4)将经复合菌群发酵后的混合物固液分离，并将发酵营养泥饼进行烘干、破碎至100 目以下;
(5)将破碎后的营养泥与填充料硅藻土放入搅拌器中，充分混合、搅拌均匀，获得营养菌剂。
任意一项上述的微生物营养剂在厌氧污泥生物沥浸处理的微生物的培养领域中的应用。
更进一步地，所述的用于厌氧污泥生物沥浸处理的微生物由氧化亚铁硫杆菌LX5、氧化硫硫杆菌TS6、博德特氏菌ZW2、毕赤酵母D13复合组成。
更进一步地，氧化亚铁硫杆菌LX5、氧化硫硫杆菌TS6、博德特氏菌ZW2、毕赤酵母D13的菌体数量比例为(1～3)：(2～5)：(1～3)：(1～3)。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明一种用于厌氧消化污泥生物沥浸处理的营养菌剂及其生产工艺，营养菌剂以无机、有机物质为原料，在复合菌群的作用下发酵，经固液分离后获得，具有提升微生物活性，保证厌氧消化污泥生物沥浸处理运行稳定性的效果;
(2)本发明原料具有价格低廉、易得、无污染的优点，是一种环境友好型的微生物营养物质;
(3)本发明的微生物营养剂是专门针对厌氧消化污泥生物沥浸处理的工作微生物研究得到的，工作微生物由氧化亚铁硫杆菌LX5、氧化硫硫杆菌TS6、博德特氏菌ZW2和毕赤酵母 D13构成。在实践中发现，此4种微生物复合培养时，营养物质若直接按每种微生物培养基的配方进行简单组合按比例调整使用，因博德特氏菌ZW2生长过程中分泌强氧化性酶对嗜酸性硫杆菌生长受到抑制，因此本发明研制的微生物营养剂可明显改善上述4种微生物相互抑制作用，达到协同共生的目的;
(4)本发明生产工艺简单、操作方便。