申請(qǐng)日2013.09.24

　　公開(kāi)(公告)日2014.01.29

　　IPC分類號(hào)C02F3/34

　　摘要

　　一種復(fù)合微生物菌劑清理污水技術(shù)屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。由于人類的活動(dòng)使得大量污染物質(zhì)排入水體，使水體的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值。水體污染的嚴(yán)重后果不僅在于危及人類身體健康，同時(shí)也對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害。本發(fā)明，篩選采用高效絮凝菌株膠凍樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兼氧地衣芽孢桿菌，嗜氮放線菌小單孢菌制成復(fù)合微生物菌劑(污水專用)。本復(fù)合菌劑具有用量少，絮凝力高，分解有機(jī)物快，無(wú)拮抗，兼氧性好，除臭，無(wú)二次污染,降污速率高于污染速率，適應(yīng)力存活力高成本低，可工業(yè)化生產(chǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.膠凍樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兼氧地衣芽孢桿菌，嗜氮放線菌小單孢菌制成復(fù)合微生物菌劑用于污水處理廠污水處理。

　　2.膠凍樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兼氧地衣芽孢桿菌，嗜氮放線菌小單孢菌制成復(fù)合微生物菌劑用于地表水污水處理。

　　3.膠凍樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兼氧地衣芽孢桿菌，嗜氮放線菌小單孢菌制成復(fù)合微生物菌劑用于海水污水處理。

　　4.膠凍樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兼氧地衣芽孢桿菌，嗜氮放線菌小單孢菌制成復(fù)合微生物菌劑用于養(yǎng)殖污水處理。

　　說(shuō)明書

　　一種復(fù)合微生物菌劑清理污水技術(shù)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　《一種復(fù)合微生物菌劑清理污水技術(shù)》屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。涉及生物學(xué)的微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué)，涉及水處理生物學(xué)，環(huán)境微生物學(xué)和水質(zhì)工程學(xué);結(jié)合化工、機(jī)械等現(xiàn)代工程技術(shù)。

　　背景技術(shù)

　　在環(huán)境學(xué)中，水體不僅包括水本身，還包括了水中的懸浮物、溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)、底質(zhì)(泥)和水生生物等。是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，可以分成陸地水體和海洋水體以及地表水體和地下水體等。由于人類的活動(dòng)使得大量污染物質(zhì)排入水體，使水體的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值。水體污染的嚴(yán)重后果不僅在于危及人類身體健康，同時(shí)也對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害。

　　中國(guó)水體標(biāo)準(zhǔn)分為5類。Ⅰ類 主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū);Ⅱ類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等;Ⅲ類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通到、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū);Ⅳ類 主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū);Ⅴ類 主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。區(qū)分水質(zhì)的主要指標(biāo)為化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand的簡(jiǎn)寫)和生化需氧量或生化耗氧量(五日化學(xué)需氧量)BOD5(Biochemical Oxygen Demand的簡(jiǎn)寫)，污水的綜合指標(biāo)實(shí)質(zhì)是總有機(jī)物 TOC(Total organic carbon總有機(jī)碳的簡(jiǎn)寫)的多少。中國(guó)水環(huán)境污染嚴(yán)重，主要超標(biāo)項(xiàng)目是有機(jī)物和氨氮等，這與中國(guó)農(nóng)業(yè)大量使用化肥和城鎮(zhèn)生活污水沒(méi)得到有效處理有關(guān)。污水中有機(jī)物含量高時(shí)會(huì)產(chǎn)生臭味，讓人厭惡。水中有機(jī)物對(duì)人的危害，從有毒有害有機(jī)物到三致(致畸、致突變、致癌)物質(zhì)，又發(fā)展到目前的內(nèi)分泌干擾物(類激素) 。一般水中有機(jī)物是微量的，甚至是痕量的，反映到人類健康上，需要有個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程(20～30年)。作為集中供水水源水質(zhì)要求，必須是Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，否則就必須清污處理使其達(dá)標(biāo)。目前地表水源自然凈化速率趕不上污染速率，必須采用凈化措施才能提高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　目前清理污水主要有工程、化學(xué)和生物的方法。生物法主要有活性污泥法和生物膜法。現(xiàn)在工程上使用的活性污泥源自引進(jìn)和外購(gòu)，其中有效無(wú)效反效菌混雜，主導(dǎo)菌適應(yīng)性存活性差。作為微生物處理污水技術(shù)，篩選利用高效清污菌是關(guān)鍵。

　　本技術(shù)采用國(guó)內(nèi)菌種，經(jīng)取自湖河海劣5類水培養(yǎng)篩選;工業(yè)化生產(chǎn)出4種固化菌劑，混配制成清水復(fù)合菌劑;4種菌優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);適用于各種劣5類水清污效果好投入成本低，可以規(guī)模化使用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明，篩選采用高效絮凝菌株膠凍樣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兼氧地衣芽孢桿菌，嗜氮放線菌小單孢菌 (Micromonospora)制成復(fù)合微生物菌劑(污水專用)。本復(fù)合菌劑具有用量少，絮凝力高，分解有機(jī)物快，除臭，清污效果好，可工業(yè)化生產(chǎn)特性。

　　絮凝力，利用活體微生物在污水中產(chǎn)生大量絮凝劑，快速絮凝水體懸浮物形成生物膠體沉降，達(dá)到凈化水體目的。目前多種微生物能夠產(chǎn)生絮凝劑，如醬油曲霉[1]、紅平紅球菌[2]、擬青霉[3]產(chǎn)堿菌屬[4]等，但普遍存在菌劑用量大、成本高、對(duì)實(shí)際廢水絮凝性差等問(wèn)題。即使有個(gè)別高效微生物絮凝劑產(chǎn)生菌，能提高絮凝活性，降低絮凝劑用量，但在工業(yè)上推廣不成功。主要問(wèn)題是不能在實(shí)際污染水體中形成優(yōu)勢(shì)，存活時(shí)間達(dá)不到要求;不能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明復(fù)合菌劑絮凝率高達(dá)99.5%，可以工業(yè)化生產(chǎn)。本復(fù)合菌劑用量約為一般生物絮凝菌劑用量的1/400。表一

　　本菌劑通過(guò)提純分析，由糖醛酸、中性糖和氨基糖等組分形成的多糖含量高。其中糖醛酸的含量高達(dá)29.3%。粘度法測(cè)得本菌劑的平均分子量為2.83×106。多糖是絮凝污水懸浮物主要物質(zhì)，本發(fā)明采用復(fù)合菌劑多糖產(chǎn)出量高于一般微生物100%。絮凝Ⅴ類河水，河水濁度由132.3 mg/L降為0.6mg/L。本菌劑篩選的高效生產(chǎn)菌，經(jīng)培養(yǎng)、絮凝實(shí)驗(yàn)表明絮凝率高、用量低，絮凝效果優(yōu)于化學(xué)制劑，沒(méi)有二次污染問(wèn)題。表二

　　清污力，本發(fā)明復(fù)合菌劑嗜氮、解磷、凝聚重金屬功能強(qiáng)大。本菌劑兼氧性好，在各種污水條件下均能適應(yīng)生長(zhǎng)并形成優(yōu)勢(shì)菌膠團(tuán)。本技術(shù)生物降解力強(qiáng)、無(wú)二次污染成本低。本復(fù)合菌劑四種固化菌針對(duì)高有機(jī)物分解力強(qiáng)。降解氨氮、有機(jī)磷的菌種，水環(huán)境中均有存在，但形不成優(yōu)勢(shì)降解速率慢趕不上污染速率。只有采用外源高效菌劑消除水體主要污染物方法，才能有效解決水污染問(wèn)題。本菌劑活菌體高達(dá)2-100億/克，具有清污專一性，在污水中能形成優(yōu)勢(shì)。表三

　　本菌劑清理劣5類湖水SS(SS是英語(yǔ)Suspended Solid或者Suspended Substance的縮寫，即水質(zhì)中懸浮固體。)和COD的去除率分別達(dá)到99.5%和81.6%。本菌劑在快速絮凝沉降水體SS時(shí)，大量消耗氨氮和溶解有機(jī)磷，氨氮和總磷去除率分別達(dá)到98.3%和99.6%。。同時(shí)菌膠團(tuán)在沉降污泥中吸收碳元素為能源維持生命循環(huán)。其消耗碳氮比為20:1釋放二氧化碳CO2、水H2O和氫氣H2，水體TOC(有機(jī)物)清除率58%，減少污泥厚度，消除氫化物硫化物甲烷等臭味。清污速率高于一般水體污染速率3倍。本菌劑降解COD速度快時(shí)效期長(zhǎng)，消耗淤泥。化學(xué)制劑降解COD時(shí)效期短投放量大，不能消除污泥。表四

　　存活力，本菌劑固化載體為粉狀和顆粒狀，在施入水體后能系留清污水域長(zhǎng)期存活發(fā)揮功效。本菌劑固化載體多微孔貯藏單一菌種，在水體中源源不斷釋放新生菌體參與清污。本菌劑在水溫2-40℃，pH4-10能正常生長(zhǎng)，水溫10-32℃，pH6-8為活躍段。

　　本菌劑在水體中大量消耗氨氮、溶解磷、有機(jī)物，能有效控制藻類爆發(fā)使水體得到凈化。本菌劑兼氧性強(qiáng)，能適應(yīng)水環(huán)境劇烈變化。水體營(yíng)養(yǎng)物缺少時(shí)本菌種失活停止工作，甚至大量死亡。但是固化在微孔中的菌種能得到保護(hù)，當(dāng)新污染指數(shù)升高時(shí)本菌劑又會(huì)大量釋放再次活躍。

　　具體實(shí)施方式

　　菌種經(jīng)液體發(fā)酵后加入40目沸石粉或多孔陶粒附著培養(yǎng)48小時(shí)固化。檢測(cè)活菌數(shù)>2億/克后脫水干燥。清理污水根據(jù)水質(zhì)和處理量施用，劣Ⅴ類5000M3水施用10公斤粉狀菌劑。水流速>0.5M/S應(yīng)施用顆粒菌劑。