申请日2018.08.10
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F3/34; C12N1/20; C12R1/01; C12R1/10; C12R1/125; C12R1/07; C12R1/265
摘要
本发明涉及一种利用复合微生物制剂处理高盐废水COD的方法及复合微生物制剂，本发明中复合微生物制剂，按重量百分比，包括地衣芽孢杆菌固体粉剂15～25%、里拉微球菌固体粉剂15～25%、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂15～25%、枯草芽孢杆菌固体粉剂15～25%和解淀粉芽孢杆菌固体粉剂15～25%。五种微生物利用污水中易于降解的有机质快速生长繁殖，当生长到一定浓度后，快速降解废水中的大分子有机物;解淀粉芽孢杆菌分解含氯有机物，降低对菌体毒害作用，提高COD去除率。各组分相互配合、协同工作，使出水的COD明显降低。
权利要求书
1.一种利用复合微生物制剂处理高盐废水COD的方法，其特征在于，包括步骤：
向高盐废水中加入盐酸调节pH至7～8，预曝气0.5～1小时，将复合微生物制剂加入所述高盐废水中，继续曝气20～30小时，使高盐废水水的COD≤450mg/L，排出进行后续处理;
所述复合微生物制剂质量百分比组分为：地衣芽孢杆菌固体粉剂15～25%、里拉微球菌固体粉剂15～25%、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂15～25%、枯草芽孢杆菌固体粉剂15～25%和解淀粉芽孢杆菌固体粉剂15～25%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合微生物制剂的加入量，以废水质量计，为0.05～0.3%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述继续曝气过程中控制水中溶解氧为4～8mg/L。
4.一种权利要求1所述的用于处理高盐废水COD的复合微生物制剂，其特征在于，其质量百分比组分为：地衣芽孢杆菌固体粉剂15～25%、里拉微球菌固体粉剂15～25%、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂15～25%、枯草芽孢杆菌固体粉剂15～25%和解淀粉芽孢杆菌固体粉剂15～25%。
5.如权利要求4所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述地衣芽孢杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g，所述里拉微球菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×108CFU/g，所述弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g，所述枯草芽孢杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g，所述解淀粉芽孢杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g。
6.如权利要求4或5所述的复合微生物制剂，其特征在于，
所述地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CGMCC No.1.10314或地衣芽孢杆菌CGMCCNo.1.7461;
所述里拉微球菌为里拉微球菌BNCC 200097或里拉微球菌BNCC 200137;
所述弗氏柠檬酸杆菌为弗氏柠檬酸杆菌BNCC 186116或弗氏柠檬酸杆菌BNCC 194473;
所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌CGMCC No.1.9083或枯草芽孢杆菌CGMCCNo.1.8801;
所述解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌CGMCC No.1.7463或解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo.1.10901。
7.一种权利要求4或5所述的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)固体斜面培养：将地衣芽孢杆菌、里拉微球菌、弗氏柠檬酸杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌分别接种于固体培养基中，35～37℃静置培养24～48小时，分别得到充分活化的地衣芽孢杆菌、里拉微球菌、弗氏柠檬酸杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌;
(2)发酵液制备
a)种子发酵：将步骤(1)充分活化的地衣芽孢杆菌接种于液体培养基中，培养温度为35～37℃，150～200rpm振荡培养24～96小时，得地衣芽孢杆菌种子液;
b)发酵罐发酵：将步骤a)地衣芽孢杆菌种子液接种于含有与种子发酵相同的液体培养基的发酵罐中，发酵条件同种子发酵，得地衣芽孢杆菌发酵液;
同样，按照步骤(2)制备得到里拉微球菌发酵液、弗氏柠檬酸杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液;
(3)固体粉剂制备：将步骤(2)制备得到的地衣芽孢杆菌发酵液、里拉微球菌发酵液、弗氏柠檬酸杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液通过低温干燥制备成地衣芽孢杆菌固体粉剂、里拉微球菌固体粉剂、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂、枯草芽孢杆菌固体粉剂、解淀粉芽孢杆菌固体粉剂;
(4)混合：将步骤(3)制备的地衣芽孢杆菌固体粉剂、里拉微球菌固体粉剂、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂、枯草芽孢杆菌固体粉剂、解淀粉芽孢杆菌固体粉剂按比例混合均匀，即得复合微生物制剂。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述固体培养基的配方为：胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠50g，琼脂15g，水1L。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述液体培养基的配方为：胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠50g，水1L。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的低温干燥包括以下步骤：将地衣芽孢杆菌发酵液、里拉微球菌发酵液、弗氏柠檬酸杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液分别在5000～8000rpm离心10～15min，收集离心后的沉淀菌体，添加保护剂后在-70℃～-100℃温度下冷冻干燥处理，制备成冻干粉;根据对活菌数的要求添加吸附载体进行稀释处理，冻干粉：吸附载体重量比为1：1～1000，使之达到复合微生物制剂中各菌种的活菌浓度;
其中，所述保护剂选用海藻糖、蔗糖、牛血清蛋白、牛奶中的一种或几种;所述吸附载体选用膨润土、麦麸、次粉或淀粉。
说明书
一种利用复合微生物制剂处理高盐废水COD的方法及复合微生物制剂
技术领域
本发明涉及一种利用复合微生物制剂处理高盐废水COD的方法及复合微生物制剂，属于高盐废水净化技术领域。
背景技术
我国的环氧丙烷生产大都采用氯醇法，生产过程中会产生大量含氯化钙的废水，依据文献资料氯醇法产生的环氧丙烷废水一般具有①高温(经闪蒸和换热后达60-80℃)，②高pH值(pH 10-12)，③高盐(CaCl2质量分数为3.5%-4.0%)，④高SS(固体悬浮物浓度为0.3%-0.5%)，⑤高COD值(约为2000-3000mg/L)等特点，并含有大量的氯离子，同时生产过程中还会产生氯丙醇、二氯丙烷、二氯异丙醚、氯丙酮等难生物降解的有机氯化物，若不妥善处理，将对环境造成严重的污染。
该类废水的处理难点有：在预处理过程中，废水中的Ca(OH)2容易与空气中CO2反应生成碳酸钙晶体，使预处理后废水悬浮物超标，同时在进水口和调节池中容易生成大量沉淀，结垢继而影响后续生化处理的效果;废水盐度高，一般含盐量高达30000-40000mg/L，造成充氧效率低，渗透压高，一般的微生物难以适应;含有较高浓度的有机氯化物，且有机氯化物的结构相对稳定，不容易被破坏，对微生物具有一定毒性。
国外有关氯醇法生产环氧丙烷产生的废水处理研究鲜有报道。近年来随着国内经济的不断快速增长，环氧丙烷的需求量也不断攀升，加上环保部门的要求越来越严格，使得国内氯醇法生产环氧丙烷的发展遇到了瓶颈，企业的环保责任越来越受到关注，环氧丙烷生产废水的综合处理达标与否，对于环氧丙烷产业的发展至关重要，现已成为环氧丙烷工业发展的制约因素。
发明内容
针对现有技术的不足，提供一种利用复合微生物制剂处理高盐废水COD的方法，该方法能有效降解高盐废水中的大分子有机物、提高处理效率、降低出水COD。
本发明还公开了上述复合微生物制剂的组成及制备方法。
术语说明：
高盐废水：是指总含盐质量分数至少1%的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)。
COD：化学需氧量(Chemical Oxygen Demand)，水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示。
本发明的技术方案如下：
一种利用复合微生物制剂处理高盐废水COD的方法，包括步骤：
向高盐废水中加入盐酸调节pH至7～8，预曝气0.5～1小时，将复合微生物制剂加入所述高盐废水中，继续曝气20～30小时，使高盐废水的COD≤450mg/L，排出进行后续处理;
所述复合微生物制剂质量百分比组分为：地衣芽孢杆菌固体粉剂15～25%、里拉微球菌固体粉剂15～25%、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂15～25%、枯草芽孢杆菌固体粉剂15～25%和解淀粉芽孢杆菌固体粉剂15～25%。
根据本发明优选的，上述复合微生物制剂的加入量，以废水质量计，为0.05～0.3%。
根据本发明优选的，上述继续曝气过程中控制水中溶解氧为4～8mg/L。
一种用于处理高盐废水COD的复合微生物制剂，其质量百分比组分为：地衣芽孢杆菌固体粉剂15～25%、里拉微球菌固体粉剂15～25%、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂15～25%、枯草芽孢杆菌固体粉剂15～25%和解淀粉芽孢杆菌固体粉剂15～25%。
根据本发明优选的，上述地衣芽孢杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g，里拉微球菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×108CFU/g，弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g，解淀粉芽孢杆菌固体粉剂的活菌浓度为4～6×1010CFU/g。
根据本发明优选的，所述地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CGMCC No.1.10314或地衣芽孢杆菌CGMCC No.1.7461，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心;
所述里拉微球菌为里拉微球菌BNCC 200097或里拉微球菌BNCC 200137，购自北京北纳创联生物技术研究院;
所述弗氏柠檬酸杆菌为弗氏柠檬酸杆菌BNCC 186116或弗氏柠檬酸杆菌BNCC194473，购自北京北纳创联生物技术研究院;
所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌CGMCC No.1.9083或枯草芽孢杆菌CGMCCNo.1.8801，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心;
所述解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌CGMCC No.1.7463或解淀粉芽孢杆菌CGMCC No.1.10901，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
根据本发明，所述复合微生物制剂的制备方法，包括步骤：
(1)固体斜面培养：将地衣芽孢杆菌、里拉微球菌、弗氏柠檬酸杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌分别接种于固体培养基中，35～37℃静置培养24～48小时，分别得到充分活化的地衣芽孢杆菌、里拉微球菌、弗氏柠檬酸杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌;
(2)发酵液制备
a)种子发酵：将步骤(1)充分活化的地衣芽孢杆菌接种于液体培养基中，培养温度为35～37℃，150～200rpm振荡培养24～96小时，得地衣芽孢杆菌种子液;
b)发酵罐发酵：将步骤a)地衣芽孢杆菌种子液接种于含有与种子发酵相同的液体培养基的发酵罐中，发酵条件同种子发酵，得地衣芽孢杆菌发酵液;
同样，按照步骤(2)制备得到里拉微球菌发酵液、弗氏柠檬酸杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液;
(3)固体粉剂制备：将步骤(2)制备得到的地衣芽孢杆菌发酵液、里拉微球菌发酵液、弗氏柠檬酸杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液通过低温干燥制备成地衣芽孢杆菌固体粉剂、里拉微球菌固体粉剂、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂、枯草芽孢杆菌固体粉剂、解淀粉芽孢杆菌固体粉剂;
(4)混合：将步骤(3)制备的地衣芽孢杆菌固体粉剂、里拉微球菌固体粉剂、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂、枯草芽孢杆菌固体粉剂、解淀粉芽孢杆菌固体粉剂按比例混合均匀，即得复合微生物制剂。
根据本发明优选的，上述步骤(1)中固体培养基的配方为：胰蛋白胨(Tryptone)10g，酵母提取物(Yeast extract)5g，氯化钠(NaCl)50g，琼脂15g，水1L。
根据本发明优选的，上述步骤(2)中液体培养基的配方为：胰蛋白胨(Tryptone)10g，酵母提取物(Yeast extract)5g，氯化钠(NaCl)50g，水1L。
根据本发明优选的，上述步骤(3)中所述的低温干燥包括以下步骤：将地衣芽孢杆菌发酵液、里拉微球菌发酵液、弗氏柠檬酸杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液分别在5000～8000rpm离心10～15min，收集离心后的沉淀菌体，添加保护剂后在-70℃～-100℃温度下冷冻干燥处理，制备成冻干粉;根据对活菌数的要求添加吸附载体进行稀释处理，冻干粉：吸附载体重量比为1：1～1000，使之达到复合微生物制剂中各菌种的活菌浓度。
进一步优选的，所述保护剂选用海藻糖、蔗糖、牛血清蛋白、牛奶中的一种或几种。
进一步优选的，所述吸附载体选用膨润土、麦麸、次粉或淀粉。
本发明未详细说明的实验步骤可按照文献记载或现有技术进行。
本发明的有益效果是：
1、本发明中复合微生物制剂包括地衣芽孢杆菌固体粉剂、里拉微球菌固体粉剂、弗氏柠檬酸杆菌固体粉剂、枯草芽孢杆菌固体粉剂和解淀粉芽孢杆菌固体粉剂，五种组分混合后加入污水中进行污水的处理。五种微生物利用污水中易于降解的有机质快速生长繁殖，当生长到一定浓度后，快速降解废水中的大分子有机物;解淀粉芽孢杆菌分解含氯有机物，降低对菌体毒害作用，提高COD去除率。各组分相互配合、协同工作，使出水的COD明显降低。
2、本发明中复合微生物制剂各组分简单易得、成本低廉，使用时不增加设备、操作简单、风险小，能够显著提高系统处理效率，增强系统稳定性，降低出水COD，最终达标排放。
