申请日2018.12.27
公开(公告)日2019.03.12
IPC分类号C12N1/16; C12N1/20; C02F3/34; C02F101/34; C12R1/84; C12R1/25; C12R1/085; C12R1/01; C12R1/05; C12R1/74
摘要
本发明属于生物工程技术领域，提供了一种含醇类有机物污水专用处理菌剂及处理方法，所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂包含毕赤酵母、植物乳杆菌植物亚种、蜡样芽孢杆菌、不动杆菌、产碱菌和热带假丝酵母的一种或几种。该含醇类有机物污水专用处理菌剂投入到活性污泥中，可以有效耐受高负荷或抑制有害物质的冲击，提高原生化系统COD的去除效率，又能省去物化预处理流程，节省成本，经过处理后的污水达到综合池排放标准，对操作人员无副作用。
权利要求书
1.一种含醇类有机物污水专用处理菌剂，其特征在于：该菌剂包括如下菌剂：
兼性厌氧菌剂和好氧菌剂，
其中兼性厌氧菌剂包括毕赤酵母、植物乳杆菌植物亚种的一种或两种;
好氧菌剂包括毕赤酵母、蜡样芽孢杆菌、不动杆菌、产碱菌、植物乳杆菌植物亚种和热带假丝酵母的一种或几种;
其中各菌剂的来源如下：
微生物毕赤酵母，保藏号：CGMCC NO.16155;
蜡样芽孢杆菌，保藏号：CGMCC NO.16151;
不动杆菌，保藏号：CGMCC 1.10395;
产碱菌，保藏号：CGMCC NO.16158;
植物乳杆菌植物亚种，保藏号：CGMCC1.2469;
热带假丝酵母，保藏号：CGMCC NO.16156。
2.根据权利要求1所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂，其特征在于：所述兼性厌氧菌剂的驯化过程，具体步骤如下：
向厌氧池的活性污泥系统中添加兼性厌氧菌群，菌剂添加量为W/V1-5‰，其中W是菌剂的质量，V为有效池容，温度25-37℃，搅拌50rpm，污泥及菌剂闷曝1-2d后，静置沉降1h，弃去上层清液，再进行驯化;
驯化过程：
将加入营养盐的含醇类有机物废水加入到上述厌氧池的活性污泥系统中，使厌氧池系统内COD<4000mg/L，将系统pH用氢氧化钠调制7.5-8.0，搅拌50rpm，溶解氧<0.5mg/L，每天测其COD，检测pH,用氢氧化钠调制系统pH7.5-8.0;2-3d内当系统中COD浓度下降至2000mg/L时，静止2.5h时使污泥沉降，弃去上层清液，再引入上述加入营养盐的含醇类有机物废水，为了不让菌种因为耐受不住失活，缓慢提高系统中的COD浓度，每次系统COD提高2000-4000mg/L，直至厌氧系统中菌种驯化到可耐受COD浓度为4000-16000mg/L，出水稳定时，厌氧排水至驯化好的好氧系统。
3.根据权利要求2所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂，其特征在于：
兼性厌氧菌群中毕赤酵母与植物乳杆菌植物亚种的质量比为1:0-1。
4.根据权利要求1所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂，其特征在于：所述好氧菌剂的驯化过程，具体步骤如下：
向好氧池的活性污泥系统中添加好氧菌群，菌剂添加量为W/V1-5‰，温度25-37℃，控制溶解氧在2-5mg/L，污泥及菌剂曝气培养1-2d后，静置沉降1h，弃去上层清液，再进行驯化;
驯化过程：将加入营养盐的含醇类有机物废水加入到上述好氧池的活性污泥系统中，使好氧池系统内COD<1000mg/L，将系统pH用氢氧化钠调制6.0-7.0，曝气培养，每天测其COD，当系统中COD浓度下降至500mg/L左右时，停止曝气，静止1.5h时使污泥沉降，弃去上层清夜，再引入上述加入营养盐的含醇类有机物废水，为了不让菌种因为耐受不住失活，缓慢提高系统中的COD浓度，每次系统COD提高200-500mg/L，当好氧系统中菌种驯化到可耐受COD浓度为2000mg/L左右，且出水稳定时，可接受厌氧出水。
5.根据权利要求4所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂，其特征在于：
所述好氧菌剂中毕赤酵母、蜡样芽孢杆菌、不动杆菌、产碱菌、植物乳杆菌植物亚种和热带假丝酵母之间的质量比为2-3：1-2：0-1：0-1：0-0.8：0-1.5。
6.一种含醇类有机物污水的处理方法，其特征在于，采用权利要求1所述含醇类有机物污水专用处理菌剂进行处理，步骤如下：
菌剂驯化完成达标后，加入营养盐预调含醇类有机物废水，用NaOH调节pH至7.5-8.0，向厌氧系统中进水，使厌氧池系统内COD<16000mg/L，温度25-37℃，搅拌50rpm，溶解氧<0.5mg/L，每天测其COD，COD浓度下降到4000-2000mg/L以下，静置，抽取上清液排至好氧系统，将系统pH用氢氧化钠调制6.0-7.0，曝气培养，每天测其COD，当系统中COD浓度下降至200mg/L以下可出水。
7.根据权利要求2或4或6所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂，其特征在于：加入营养盐的含醇类有机物废水中，每升废水中加入的营养盐组成如下：磷酸氢二钾0.05-0.4g/L，磷酸二氢钾0.05-0.4g/L，硫酸镁0.0125-0.1g/L，氯化铵0.125-1.0g/L，碳酸氢钠0.031-0.25g/L，微量元素10-20mL/L，所述微量元素组成：硫酸亚铁0.0625-0.5g/L，硫酸锰0.0125-0.1g/L，氯化锌0.025-0.2g/L，氯化钙0.0125-0.1g/L。
说明书
一种含醇类有机物污水专用处理菌剂及处理方法
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，提供了一种含醇类有机物污水专用处理菌剂及处理方法。
背景技术
为了弥补洁净燃料之不足，煤制氢将迅速成为传统煤化工行业的主导产业之一，国家对高效洁净能源的倡导、开发石油替代能源的需求和充分利用劣质煤炭资源以及减少环境污染要求，这些给新一代煤制氢产业发展带来了广阔的市场。但是，煤制氢属于高耗水的行业，水资源需求量大，其排放的生产废水处理问题已成为制约煤制氢产业发展的瓶颈。废水主要成分包括甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇等醇类物质。
甲醇工业生产或使用过程中，由精馏塔底部排出的蒸馏残液，主要含甲醇、乙醇、高级醇和醛及少量长链化合物，低温时有蜡状物质析出，COD含量较高。
上述行业产生的废水是典型的高浓度难降解的有机工业废水。寻求投资省、水质处理好、工艺稳定性强、运行费用低的含醇类有机物污水处理工艺，最大限度地实现省水、节水和回用，已成为产业发展的迫切需求。
目前，常见的醇类废水处理工艺有：曝气法、生物处理法、汽提法、化学氧化法。曝气法是最早用于醇类废水治理的生物化学处理工艺，但传统的好氧曝气法要求的HRT相对较长，构筑物(特别是曝气池)体积较大，投资较高，运行过程中，因曝气时间长，需要的空气量较大、能耗较高，导致运行成本高，已很少用该法。生化法处理废水，具有成本低、处理效果好、运行管理简便等优点。但对于高浓度难降解的有机污染物，在废水处理技术上的基本思路主要是围绕物化预处理和生化法两种方法结合展开的，靠单一的物化或生化很难完成。物化预处理都会向废水系统引入其他盐离子、危废等二次污染物，增加处理成本。汽提法依据废水中醇类沸点低的特性，对于高浓度醇类废水可达到治理废水与回收的双重目的，但能耗较大。化学氧化法则利用O3、Cl2、HClO3等进行催化氧化，但氧化剂的制备与使用很不方便。
专利CN102674528 B提供了一种超声波协同臭氧处理低浓度甲醇废水处理方法，设备成本较高，且在处理过程中引入了活性炭和催化剂，增加了危废处理成本，工艺操作安全性低。
因此找寻一种针对含醇类有机物污水的专用处理菌剂及处理方法成为本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明针对上述技术存在的不足，提供了一种含醇类有机物污水专用处理菌剂及处理方法，所述的含醇类有机物污水专用处理菌剂包含毕赤酵母、植物乳杆菌植物亚种、蜡样芽孢杆菌、不动杆菌、产碱菌和热带假丝酵母的一种或几种。该含醇类有机物污水专用处理菌剂投入到活性污泥中，可以有效耐受高负荷或抑制有害物质的冲击，提高原生化系统COD的去除效率，又能省去物化预处理流程，节省成本，经过处理后的污水达到综合池排放标准，对操作人员无副作用。
本发明的具体技术方案如下：
一种含醇类有机物污水专用处理菌剂，该菌剂包括如下菌剂：
兼性厌氧菌剂和好氧菌剂，
其中兼性厌氧菌剂包括毕赤酵母、植物乳杆菌植物亚种的一种或两种;
好氧菌剂包括毕赤酵母、蜡样芽孢杆菌、不动杆菌、产碱菌、植物乳杆菌植物亚种和热带假丝酵母的一种或几种;
其中各菌剂的来源如下：
微生物毕赤酵母，保藏号：CGMCC NO.16155;
蜡样芽孢杆菌，保藏号：CGMCC NO.16151;
不动杆菌，保藏号：CGMCC 1.10395;
产碱菌，保藏号：CGMCC NO.16158;
植物乳杆菌植物亚种，保藏号：CGMCC1.2469;
热带假丝酵母，保藏号：CGMCC NO.16156;
其中所述的CGMCC NO.16151，CGMCC NO.16155，CGMCC NO.16156，CGMCC NO.16158的菌种均为本发明的发明人保藏，可以从保藏中心直接获得，其他所述的菌种均可以从市场上直接购得，发明人在此不再赘述。
在废水生物处理系统中，水中污染物的去除主要是通过微生物的强大的代谢作用完成的，复合菌在其生长过程中产生的有用物质及其分泌物又将成为各自或相互生长的基质和原料，进行不同菌群之间的组合，通过相互间的这种共生增殖关系，使生化系统更稳定，并发挥多种功能。
含醇类有机物废水水质成分复杂，生物可降解性差，单独采用厌氧或好氧工艺都难以取得满意的处理效果，而厌氧-好氧联合处理工艺，额外再投加优势复合菌，在难降解污水的处理上有其独特的优点，对含醇类有机物废水中的有机物和氨氮有较好的去除效果。
本发明所提供的含醇类有机物污水专用处理菌剂是根据废水COD超标主要由醇类引起而研发。上述菌种中，毕赤酵母可以利用甲醇为碳源生长，且是兼性厌氧菌，和植物乳杆菌植物亚种协同作用，可将有机污染物转化为有机脂肪酸(VFA),提高废水的可生化性，蜡样芽孢杆菌、不动杆菌、产碱菌和热带假丝酵母有降COD功能，向活性污泥系统中添加以上菌剂中的一种或几种，可以有效耐受高负荷或抑制物质的冲击，提高原生化系统COD的去除效率，又能省去物化预处理流程，节省成本;
为了使上述的菌剂能够耐受更苛刻的进水环境，发明人对上述的厌氧菌剂进行了驯化，具体的驯化过程步骤如下：
所述兼性厌氧菌剂的驯化过程，具体步骤如下：
向厌氧池的活性污泥系统中添加兼性厌氧菌群，菌剂添加量为W/V1-5‰，温度25-37℃，搅拌50rpm，污泥及菌剂闷曝1-2d后，静置沉降1h，弃去上层清液，再进行驯化;
驯化过程：
将加入营养盐的含醇类有机物废水加入到上述厌氧池的活性污泥系统中，使厌氧池系统内COD<4000mg/L，将系统pH用氢氧化钠调制7.5-8.0，搅拌50rpm，溶解氧<0.5mg/L，每天测其COD，检测pH,用氢氧化钠调制系统pH7.5-8.0;2-3d内当系统中COD浓度下降至2000mg/L时，静止2.5h时使污泥沉降，弃去上层清液，再引入上述加入营养盐的含醇类有机物废水，为了不让菌种因为耐受不住失活，缓慢提高系统中的COD浓度，每次系统COD提高2000-4000mg/L，直至厌氧系统中菌种驯化到可耐受COD浓度为4000-16000mg/L，出水稳定时，厌氧排水至驯化好的好氧系统。
同样的，发明人也对上述的好氧菌剂进行了驯化，具体的驯化过程步骤如下：
向好氧池的活性污泥系统中添加好氧菌群，菌剂添加量为W/V1-5‰，温度25-37℃，控制溶解氧在2-5mg/L，污泥及菌剂曝气培养1-2d后，静置沉降1h，弃去上层清液，再进行驯化;
驯化过程：将加入营养盐的含醇类有机物废水加入到上述好氧池的活性污泥系统中，使好氧池系统内COD<1000mg/L，将系统pH用氢氧化钠调制6.0-7.0，曝气培养，每天测其COD，当系统中COD浓度下降至500mg/L左右时，停止曝气，静止1.5h时使污泥沉降，弃去上层清夜，再引入上述加入营养盐的含醇类有机物废水，为了不让菌种因为耐受不住失活，缓慢提高系统中的COD浓度，每次系统COD提高200-500mg/L，当好氧系统中菌种驯化到可耐受COD浓度为2000mg/L左右，且出水稳定时，可接受厌氧出水。
上述两次驯化过程中，采用的加入营养盐的含醇类有机物废水中，每升废水中加入的营养盐组成如下：磷酸氢二钾0.05-0.4g/L，磷酸二氢钾0.05-0.4g/L，硫酸镁0.0125-0.1g/L，氯化铵0.125-1.0g/L，碳酸氢钠0.031-0.25g/L，微量元素10-20mL/L，所述微量元素组成：硫酸亚铁0.0625-0.5g/L，硫酸锰0.0125-0.1g/L，氯化锌0.025-0.2g/L，氯化钙0.0125-0.1g/L。
通过上述的驯化过程，以及专门调制的营养盐，通过投加营养物、调节系统pH值等条件达到处理系统的降解能力，适应的生活环境是微生物发挥降解活性的前提条件，通过投加营养盐，可以是微生物生长繁殖快、数量多、活性高，进而提高系统的运行稳定性能。
在获得上述的含醇类有机物污水专用处理菌剂后，发明人又提供了一种含醇类有机物污水的处理方法，步骤如下：
菌剂驯化完成达标后，加入营养盐预调含醇类有机物废水，用NaOH调节pH至7.5-8.0，向厌氧系统中进水，使厌氧池系统内COD<16000mg/L，温度25-37℃，搅拌50rpm，溶解氧<0.5mg/L，每天测其COD，COD浓度下降到4000-2000mg/L以下，静置，抽取上清液排至好氧系统，将系统pH用氢氧化钠调制6.0-7.0，曝气培养，每天测其COD，当系统中COD浓度下降至200mg/L以下可出水。
经检测后发现，利用上述方法处理含醇废水，COD去除率可在98%以上，远高于现有技术。
综上所述，采用本发明的专用菌剂和处理方法，可以有效耐受高负荷或抑制有害物质的冲击，提高原生化系统COD的去除效率，又能省去物化预处理流程，节省成本，经过处理后的污水达到综合池排放标准，对操作人员无副作用。
上述菌种中由发明人保藏的菌株，其保藏信息如下：
保藏时间：2018年7月25日
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员普通微生物中心
保藏编号：CGMCC No.16151
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所
分类命名:蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)
保藏时间：2018年7月25日
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员普通微生物中心
保藏编号：CGMCC No.16155
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所
分类命名:巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)
保藏时间：2018年7月25日
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员普通微生物中心
保藏编号：CGMCC No.16156
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所
分类命名:热带假丝酵母(Candida tropicalis)
保藏时间：2018年7月25日
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员普通微生物中心
保藏编号：CGMCC No.16158
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所
分类命名:产碱菌(Alcaligenes spp)
