專利名稱：一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種污水的治理領(lǐng)域，特別是涉及一種采用生物工程菌去除或降解酚含量很高的工業(yè)廢水所用的組合物及其制備的方法。
背景技術(shù)：
20世紀80年代后，整個世界都面臨著嚴峻的資源與環(huán)境的挑戰(zhàn)，水資源是十分重要又特殊的自然資源，他是人類賴以生存的基本物質(zhì)，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的限制因素。近幾年來，由于人口增長和社會經(jīng)濟發(fā)展，需水量的增長速度十分驚人，加上用水浪費和水資源的污染，使水資源變得日益短缺。種種跡象表明，水的問題和水資源短缺，已成為當今人類面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)之一。
含酚廢水是化工、冶煉、焦化等工業(yè)廢水中主要污染物之一。對環(huán)境污染特別是對水體污染相當嚴重，是我國工業(yè)污染的主要成分之一。國家對含酚廢水的排放有相當嚴格的標淮，但由于酚對生物、特別是微生物有廣譜毒性，所以含酚廢水的治理效果一直不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明提供了一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑及其制備方法，其目的是解決傳統(tǒng)方法處理含酚污水效果不好，而現(xiàn)在沒有有效治理含酚焦化廢水的生物制劑和制備方法的問題。
2、技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑，其特征在于該組合物中的各成分及其相互比例關(guān)系按體積比為諾卡氏菌屬 40～90％假單孢菌屬 8～30％芽孢桿菌 2～30％。
該增強劑中含有營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)為糖或淀粉或蛋白，營養(yǎng)物質(zhì)的體積占增強劑總體積的70～95％。
一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑的制備方法，其特征在于該方法按如下步驟進行
a、分離適應(yīng)性菌株從污染的廢水中配制三個污染底物的濃度分別為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液，從被污染的水或污泥中取樣品放入三角瓶中，上搖床培養(yǎng)18～26小時，轉(zhuǎn)接培養(yǎng)于另一同樣濃度的培養(yǎng)液中，反復操作一個月，誘導菌株產(chǎn)生降解某一特殊污染物的酶類；b、篩選高效、特殊降解性菌株采取無菌操作手段，按液體稀釋法將菌株分離至純菌，選擇耐污染濃度高、且對污染物去除能力強的菌株分純；c、菌種培育選擇3～6株高效菌株，采用誘變育種、原生質(zhì)體融合、質(zhì)粒轉(zhuǎn)移手段，刺激菌株發(fā)生變化，菌株繼續(xù)在污染濃度分別為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)，反復數(shù)次；d、擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑上發(fā)酵罐培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度30℃，培養(yǎng)時間12～36小時，PH值6.8～7.4，使菌株生長至對數(shù)期，菌株數(shù)量達到109個/ml以上，制成懸液狀或低溫凍干成粉劑即為成品。
上述步驟中在菌種培養(yǎng)之后，擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑前，將培養(yǎng)的菌株投放于實際的廢水體系中，測定單一菌株和混合菌株對污染物的降解力，選擇降解能力強、生長旺盛、對環(huán)境適應(yīng)力強的菌株，對污染物降解去除率達到90％以上的，再進行擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑的步驟。
3、優(yōu)點及效果通過本發(fā)明技術(shù)方案的實施，能夠很好地解決傳統(tǒng)方法處理含酚污水效果不好等方面存在的問題。本發(fā)明生物增強劑優(yōu)點如下1、可以簡便而有效地提高有毒有害物質(zhì)的去除效果，使原來不易降解或降解緩慢的污染物迅速去除；2、改善處理體系性能，降低成本，增強污泥沉降性能，提高污泥抗負荷能力，加快氧的傳送速度，節(jié)省曝氣費用，抑制發(fā)泡；3、環(huán)境相容性好，減少沉淀劑和其他化學試劑的使用，避免二次污染；4、在處理裝置運轉(zhuǎn)調(diào)試中加快啟動速度，使裝置在較短時間內(nèi)進入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，節(jié)能和增效作用明顯；5、處理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常時，生物增強劑能夠改善調(diào)整體系性能，較短時間內(nèi)恢復正常運轉(zhuǎn)；6、無毒性，無腐蝕性，無污染性，使用時沒有特殊要求。
四

附圖1為本發(fā)明20小時COD去除對比圖；附圖2為本發(fā)明20小時酚去除對比圖；附圖3為本發(fā)明15小時COD去除對比圖；附圖4為本發(fā)明15小時酚去除對比圖。
五具體實施例方式本發(fā)明一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑，取各成份制成組合物，按總體積的百分比取80％的糖營養(yǎng)物質(zhì)，也可以用淀粉或蛋白營養(yǎng)物質(zhì)，或其他常用的普通營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)可以是液體的，也可以是固體的，菌株各成份組合后占總體積的20％，組合物中的各成分及其相互體積比例關(guān)系為諾卡氏菌屬80％假單孢菌屬12％芽孢桿菌8％，其中諾卡氏菌屬占的比重最大。
本發(fā)明生物增強劑的制備方法如下，優(yōu)勢菌株和受體菌株的篩選和馴化，是根據(jù)菌株的特點，將污染物配制為不同濃度，將待選菌株按入污染物負荷由低至高的不同濃度的培養(yǎng)液內(nèi)。上裝置馴化，選出適應(yīng)力強、去除效率高的菌株繼續(xù)培養(yǎng)、馴化，并根據(jù)各種屬微生物的特點及菌株之間的協(xié)同代謝作用，使各種屬微生物在培養(yǎng)液中占有不同比例，繼續(xù)培養(yǎng)、馴化，其培養(yǎng)馴化條件為PH值6.8～7.5，溫度為20～30℃，停留時間6～12小時，轉(zhuǎn)數(shù)60～250轉(zhuǎn)/min，馴化溶液的濃度D0.3～6mg/L。
上述方法具體按如下步驟實現(xiàn)a、分離適應(yīng)性菌株從被污染的廢水中配制三個濃度的培養(yǎng)液放入三角瓶中，培養(yǎng)液中污染底物濃度分別為50、100、150mg/L，從被污染的水或污泥中采取少量樣品放入三角瓶中，上搖床培養(yǎng)24小時，轉(zhuǎn)接培養(yǎng)于另一同樣濃度的培養(yǎng)液中，反復操作一個月，誘導菌株產(chǎn)生降解某一特殊污染物的酶類；b、篩選高效、特殊降解性菌株
采取無菌操作手段，按液體稀釋法將菌株分離，至純菌，選擇耐污染濃度高、且對污染物去除能力強的菌株分純；c、菌種培育選擇數(shù)株高效菌株，可選擇6株，采用誘變育種、原生質(zhì)體融合、質(zhì)粒轉(zhuǎn)移手段，刺激菌株發(fā)生變化，菌株繼續(xù)在污染濃度分別為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)，反復數(shù)次，反復次數(shù)以3～8次為宜；d、擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑上發(fā)酵罐培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度30℃，培養(yǎng)時間12～36小時，PH值6.8～7.4，使菌株生長至對數(shù)期，菌株數(shù)量達到109個/ml以上，可制成懸液狀，也可低溫凍干成粉劑，即得到本發(fā)明的生物增強劑；在上述步驟c后，步驟d之前，即在菌種培養(yǎng)之后，擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑之前，將菌株投放于實際的廢水體系中，測定高效菌株對污染物的降解力，進行最佳配比，即重新調(diào)整菌株的濃度；測定單一菌株對污染物的降解力，混合菌株對污染物的降解力時，選擇降解能力強、生長旺盛、對環(huán)境適應(yīng)力強的菌株，對污染物降解去除率達到90％以上的，再進行重新配比，即調(diào)節(jié)增強劑中各菌株的濃度比例，使之發(fā)揮菌株之間的協(xié)同代謝作用。
通過以上提供的方法，在含酚很高的廢水中配制成如下組合物諾卡氏菌屬80％假單孢菌屬12％芽孢桿菌8％，其中以諾卡氏菌屬占主要優(yōu)勢。該組合物對含酚很高的廢水處理能力可以達到理想的水平。
本發(fā)明對含酚很高的廢水進行處理的實驗報告如下分兩組水力停留時間來檢驗，即水力停留時間(HRT)20小時和水力停留時間(HRT)15小時；(一)、實驗情況介紹1、實驗時間2004年9月22日-11月21日2、數(shù)據(jù)采樣時間2004年11月11日-11月21日(每天2組數(shù)據(jù))3、實驗地點某鋼鐵集團公司焦化廠水處理車間4、實驗?zāi)康膽?yīng)用生物增強劑產(chǎn)品提高現(xiàn)有焦化廢水處理裝置的處理效果，降低出水中CODmn和酚的含量。
5、實驗參數(shù)(1)溫度24℃～33℃(2)溶解氧(DO)0.63mg/L～1.67mg/L(3)PH值7.0～7.5(4)活性污泥30分鐘沉降比25％～30％(5)水力停留時間(HRT)分別設(shè)為20小時和15小時對比實驗(二)、實驗數(shù)據(jù)與分析1、設(shè)定水力停留時間(HRT)20小時設(shè)定水力停留時間(HRT)為20小時，在正常的水處理車間二段曝氣池的理化條件下，采用本發(fā)明增強菌劑和方法后，測出的實驗結(jié)果如下(1)原始數(shù)據(jù) 注(上表數(shù)據(jù)由工廠化驗室提供)(2)COD去除對比分析如附圖1所示，設(shè)定水力停留20小時COD去除對比圖，其中，縱軸坐標單位ppm(mg/L)橫軸單位實驗次數(shù)；A為進水指標，B為出水指標。
(3)酚去除對比分析如附圖2所示，縱軸坐標單位ppm(mg/L)橫軸單位實驗次數(shù)；A為進水指標，B為出水指標。
2、設(shè)定水力停留時間(HRT)15小時設(shè)定水力停留時間(HRT)為15小時，在正常的水處理車間二段曝氣池的理化條件下，采用本發(fā)明增強菌劑和方法后，測出的實驗結(jié)果如下(1)原始數(shù)據(jù)表二水力停留時間(HRT)15小時 注(上表數(shù)據(jù)由工廠化驗室提供)(2)COD去除對比分析如附圖3所示，設(shè)定水力停留15小時COD去除對比圖，其中，縱軸坐標單位ppm(mg/L)橫軸單位實驗次數(shù)；A為進水指標，B為出水指標。
(3)酚去除對比分析如附圖4所示，15小時酚去除對比圖，其中，縱軸坐標單位ppm(mg/L)橫軸單位實驗次數(shù)；A為進水指標，B為出水指標。
由上面分析可以得出結(jié)果，COD去除率平均一般可達到80％以上，酚去除率平均可達到99％以上。
(三)、數(shù)據(jù)測定和計算方法1、水力停留時間通過秒表記時，容積為1升的量筒記容量，當閥門進水口流速為36秒/L時，即100L/小時，水池容積為2000L，水力停留時間(HRT)＝2000/100＝20小時。
同樣方法標定133L/小時，水力停留時間(HRT)＝2000/133＝15小時。
2、水中溶解氧應(yīng)用自動溶解氧測定儀器進行即時測定；3、水體溫度應(yīng)用普通實驗用溫度計即時測定；4、水體PH值應(yīng)用PH試紙即時檢測；5、活性污泥30分鐘沉降比用100mL小量筒取曝氣池中水樣100mL靜置30分鐘后讀取污泥體積；6、CODmn和揮發(fā)酚的測定每天早8:00和16:00取得實驗裝置出水的水樣500mL，由焦化廠分析車間生物脫酚化驗室來檢測結(jié)果，有關(guān)測定方法和指標數(shù)據(jù)計算均由化驗室負責進行。
(四)、菌劑投加用量及規(guī)則水力停留時間為20小時，有效投加的模擬量為每25噸污水投加1公斤菌劑。水力停留時間為15小時，有效投加的模擬量為每20噸污水投加1公斤菌劑。
投加規(guī)則1、投加的生物增強劑在污染系統(tǒng)中必須形成優(yōu)勢；2、污染系統(tǒng)的物化條件須有一定限制，如PH值、溫度、離子強度等要適宜；3、生物增強劑必須是有計劃地、并且是不止一次地添加。
生物增強劑產(chǎn)品實驗數(shù)據(jù)1、實驗單位遼寧綠色環(huán)境科技有限公司1、實驗時間2004年8月22日-11月21日2、數(shù)據(jù)采樣時間2004年11月11日-11月21日(每天兩組數(shù)據(jù))3、實驗地點某鋼鐵集團公司焦化廠水處理車間4、實驗?zāi)康膽?yīng)用生物增強劑產(chǎn)品提高現(xiàn)有焦化廢水處理裝置的處理效果，降低出水中CODmn和酚的含量。
5、生物增強劑產(chǎn)品的基本指標(1)每毫升菌液中微生物數(shù)量不少于10億個。
(2)在處理裝置中穩(wěn)定生長4個月以上。
(3)液體產(chǎn)品在20℃以下保質(zhì)期6個月，固體產(chǎn)品保質(zhì)期1年。
5、實驗參數(shù)(1)溫度24℃-33℃(2)溶解氧(DO)0.63mg/L-1.67mg/L(3)PH值7.0-7.5(4)活性污泥30分鐘沉降比25％-30％
(5)水力停留時間(HRT)分別設(shè)為20小時和15小時對比實驗一、設(shè)定實驗裝置的水力停留時間(HRT)為20小時，在完全模擬水處理車間二段曝氣池的理化條件下，采用生物增強劑產(chǎn)品的特效菌劑和方法后，測出的實驗結(jié)果如下 二、設(shè)定實驗裝置的水力停留時間(HRT)為15小時，在完全模擬水處理車間二段曝氣池的理化特殊條件下，采用生物增強劑產(chǎn)品的特效菌劑和方法后，測出的實驗數(shù)據(jù)結(jié)果如下表二水力停留時間(HRT)15小時

由上面數(shù)據(jù)分析可以得出結(jié)果，COD去除率平均一般可達到80％以上，酚去除率平均可達到99％以上。采用本發(fā)明的制備后的生物增強劑在治理廢水時，對含酚量較高的廢水達到理想的治理效果，對其它污染物也有較好的治理作用。
權(quán)利要求
1.一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑，其特征在于該組合物中的各成分及其相互比例關(guān)系按體積比為諾卡氏菌屬 40～90％假單孢菌屬 8～30％芽孢桿菌 2～30％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑，其特征在于該增強劑中含有營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)為糖或淀粉或蛋白，營養(yǎng)物質(zhì)的體積占增強劑總體積的70～95％。
3.一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑的制備方法，其特征在于該方法按如下步驟進行a、分離適應(yīng)性菌株從污染的廢水中配制三個污染底物的濃度分別為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液，從被污染的水或污泥中取樣品放入三角瓶中，上搖床培養(yǎng)18～26小時，轉(zhuǎn)接培養(yǎng)于另一同樣濃度的培養(yǎng)液中，反復操作一個月，誘導菌株產(chǎn)生降解某一特殊污染物的酶類；b、篩選高效、特殊降解性菌株采取無菌操作手段，按液體稀釋法將菌株分離至純菌，選擇耐污染濃度高、且對污染物去除能力強的菌株分純；c、菌種培育選擇3～6株高效菌株，采用誘變育種、原生質(zhì)體融合、質(zhì)粒轉(zhuǎn)移手段，刺激菌株發(fā)生變化，菌株繼續(xù)在污染濃度分別為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)，反復數(shù)次；d、擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑上發(fā)酵罐培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度30℃，培養(yǎng)時間12～36小時，PH值6.8～7.4，使菌株生長至對數(shù)期，菌株數(shù)量達到109個/ml以上，制成懸液狀或低溫凍干成粉劑即為成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑的制備方法，其特征在于上述步驟中在菌種培養(yǎng)之后，擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑前，將培養(yǎng)的菌株投放于實際的廢水體系中，測定單一菌株和混合菌株對污染物的降解力，選擇降解能力強、生長旺盛、對環(huán)境適應(yīng)力強的菌株，對污染物降解去除率達到90％以上的，再進行擴大培養(yǎng)制成成品菌懸液或粉劑的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種治理含酚焦化廢水的生物增強劑及其制備方法，該組合物的各成分的體積比為諾卡氏菌屬40～90％假單孢菌屬8～30％芽孢桿菌2～30％。制備方法為a.分離適應(yīng)性菌株配制三個污染底物的濃度為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液，上搖床培養(yǎng)24小時，轉(zhuǎn)接于另一同樣濃度的培養(yǎng)液中，反復操作一個月，誘導菌株產(chǎn)生酶類；b.篩選高效、特殊降解性菌株采取無菌操作，將菌株分離至純菌，選擇耐污染濃度高且對污染物去除能力強的菌株分純；c.菌種培育選擇3～6株高效菌株，刺激菌株變化，菌株在污染濃度為50、100、150mg/L的培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)；d.擴大培養(yǎng)制成菌懸液或粉劑即得成品。本發(fā)明增強劑對含酚很高的廢水處理能力可以達到理想的水平。
文檔編號C12N1/20GK1927740SQ200510047159
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者羅勇, 馬溪平 申請人:遼寧綠色環(huán)境科技有限公司