公布日：2022.07.29
申请日：2022.04.30
分类号：C02F3/34(2006.01)I;C02F3/10(2006.01)I;C12N1/20(2006.01)I;C12N1/36(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C12R1/06(2006.01)N;
C12R1/39(2006.01)N;C12R1/225(2006.01)N;C12R1/01(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种超低温废水的微生物处理方法，包括：在有氧装置中投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株，通过激活驯化富集后的复合嗜冷菌株将预处理的超低温废水中的污染物代谢去除。本发明解决了超低温环境下尤其是0～10摄氏度环境下污水生化处理效率低的技术问题，本发明通过在有氧装置中投加其经过筛选激活驯化富集之后的复合嗜冷菌株，以确保生化在在0～10摄氏度之间的水温环境下对各污染物的去除。通过本发明技术解决了低温环境下污水处理效率下降的问题；可确保在0～10摄氏度之间水温下的污染物降解效率保持稳定；大幅降低了北方或冬天低温环境下废水的处理设施的投资成本；大幅降低了冬天低温环境下微生物处理过程中的运行成本。
权利要求书
1.一种超低温废水的微生物处理方法，其特征在于，包括：在有氧装置中投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株，通过激活驯化富集后的复合嗜冷菌株将预处理的超低温废水中的污染物代谢去除；所述复合嗜冷菌株包括：共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)：南极短杆菌(Brevibacteriumantarcticum)、假交替单胞菌(PseudoalteromonashaloplanktisTAC125)、节杆菌属(Arthrobacter)、海单胞菌属(Marinomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、极低杆菌属(Polaribacter)、弓形杆菌属(Arcobacter)、荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、脆假单胞菌(Pseudomonasfragi)、金黄杆菌(Chryseobacteriumaquifrigidense)、乳酸杆菌(Lactobacillusalgidus)、南极嗜冷希瓦氏菌(ShewanellaLivingstonensisAc10)、西伯利亚微杆菌(Exiguobacteriumsibiricum255-15)和极低冷杆菌(PsychrobactercryohalolentisK5)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合嗜冷菌株的质量比为：共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)：南极短杆菌(Brevibacteriumantarcticum)：假交替单胞菌(PseudoalteromonashaloplanktisTAC125)：节杆菌属(Arthrobacter)：海单胞菌属(Marinomonas)：嗜冷杆菌属(Psychrobacter)：极低杆菌属(Polaribacter)：弓形杆菌属(Arcobacter)：荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)：脆假单胞菌(Pseudomonasfragi)：金黄杆菌(Chryseobacteriumaquifrigidense)：乳酸杆菌(Lactobacillusalgidus)：南极嗜冷希瓦氏菌(ShewanellaLivingstonensisAc10)：西伯利亚微杆菌(Exiguobacteriumsibiricum255-15)：极低冷杆菌(PsychrobactercryohalolentisK5)＝(8～15％)：(5～12％)：(6～10％)：(10～15％)：(3～8％)：(5～8％)：(7～12％)：(3～7％)：(7～10％)：(4～9％)：(9～12％)：(6～12％)：(5～11％)：(4～9％)：(3～10％)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述复合嗜冷菌株的激活驯化富集的方法包括：按照复合嗜冷菌株：超低温废水：清水：活性碳粉末：膨润土粉末＝1％：20～40％：30～70％：1～2％：1～1.5％的比例混合均匀，控制温度在0～5摄氏度之间曝气反应18～30小时后复合嗜冷菌株完成激活驯化和富集，富集之后的复合嗜冷菌株的菌液浓度达到90亿个/ml以上。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述超低温废水，用于为复合嗜冷菌株的激活提供营养为驯化提供环境，使复合嗜冷菌株在激活过程进一步优化各菌株，使复合嗜冷菌株针对超低温废水水质适应性更强；所述活性碳粉末，用于为激活的复合嗜冷菌株提供富集的载体，便于培养更加高密度的复合嗜冷菌株。所述膨润土粉末中含有微生物可利用的微量因素，同时可以较强的吸附性能，用于为复合嗜冷菌株激活驯化和富集过程中提供良好的生物载体。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激活驯化富集后的复合嗜冷菌株代谢超低温废水中污染物的机理包括：南极短杆菌(Brevibacteriumantarcticum)中耐高铜离子、汞离子和铬，用于分解复杂碳链污染物，所述复杂碳链污染物包括淀粉、明胶及碳氢结构的化学物质；假交替单胞菌(PseudoalteromonashaloplanktisTAC125)及节杆菌属(Arthrobacter)，用于在零下18摄氏度～0摄氏度之间代谢复杂环状结构污染物；海单胞菌属(Marinomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、极低杆菌属(Polaribacter)和弓形杆菌属(Arcobacter)，用于在低于3摄氏度环境中降解芳香烃化学物质；荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、脆假单胞菌(Pseudomonasfragi)、金黄杆菌(Chryseobacteriumaquifrigidense)和乳酸杆菌(Lactobacillusalgidus)，用于在低于2摄氏度的环境条件下对含羟基及羧基的化学结构的物质具有氧化能力；南极嗜冷希瓦氏菌(ShewanellaLivingstonensisAc10)、西伯利亚微杆(Exiguobacteriumsibiricum255-15)及极低冷杆菌(PsychrobactercryohalolentisK5)，用于在-1～3摄氏度之间对含氮类有机物污染物氧化分解，转化为氨氮及二氧化及水；氨氮再被共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)氧化去除；共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)为氨氧化菌株，用于在低温环境下去除超低温废水中的氨氮。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述激活驯化富集后的复合嗜冷菌株在有氧装置中投加的方法包括：在有氧装置水温低于10摄氏度时开始投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株，并根据进水废水的COD浓度和氨氮浓度确定激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的投加量；每吨废水中投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液的投加量为：0.5～1.5kg/吨水。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据进水废水的COD浓度和氨氮浓度确定激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的投加量，具体为：进水废水的COD浓度在2000mg/L以上，氨氮浓度在150mg/L以上每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液1.5kg；进水废水的COD浓度在1000～1999mg/L，氨氮浓度在100～150mg/L每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液1.25kg进水废水的COD浓度在500～999mg/L，氨氮浓度在50～99mg/L每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液0.8kg；进水废水的COD浓度小于500mg/L,氨氮浓度小于50mg/L，每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液0.5kg。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理的超低温废水的低温极限温度为0～10摄氏度之间。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有氧装置包括带有曝气系统的有氧装置或生化系统的好氧段。
发明内容
在污水生化处理过程中温度对生化的处理效果至关重要，其微生物的最适温度在35摄氏度左右，通常生化系统微生物活性低于20摄氏度效率开始下降，低于15摄氏度情况下效率明显下降，而低于10摄氏度的环境下污水处理难于正常运行；我们大部分区域冬天的温度低于0摄氏度，这种情况下污水处理系统的温度低于10摄氏度，为了确保生化系统正常运行，需要采取必要的升温措施，同时也为企业带来较大的投资或运行成本压力；为了解决超低温环境下污水生化处理效率低的技术问题，本发明提供了一种超低温废水的微生物处理方法，该发明技术是通过在有氧装置中投加其经过筛选，激活驯化富集之后的复合嗜冷菌株，以确保生化在在0～10摄氏度之间超低温废水的水温环境下对各污染物的去除。通过本发明技术解决了低温环境下污水处理效率下降的问题；可确保在0～10摄氏度之间超低温废水水温下的污染物降解效率保持稳定；大幅降低了北方或冬天低温环境下废水的处理设施的投资成本；大幅降低了冬天低温环境下微生物处理过程中的运行成本。
为了达到上述目的，本发明提供的一种超低温废水的微生物处理方法，包括：
在有氧装置中投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株，通过激活驯化富集后的复合嗜冷菌株将预处理的超低温废水中的污染物代谢去除；
所述复合嗜冷菌株包括：共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)：南极短杆菌(Brevibacteriumantarcticum)、假交替单胞菌(PseudoalteromonashaloplanktisTAC125)、节杆菌属(Arthrobacter)、海单胞菌属(Marinomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、极低杆菌属(Polaribacter)、弓形杆菌属(Arcobacter)、荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、脆假单胞菌(Pseudomonasfragi)、金黄杆菌(Chryseobacteriumaquifrigidense)、乳酸杆菌(Lactobacillusalgidus)、南极嗜冷希瓦氏菌(ShewanellaLivingstonensisAc10)、西伯利亚微杆菌(Exiguobacteriumsibiricum255-15)和极低冷杆菌(PsychrobactercryohalolentisK5)。
进一步的，所述复合嗜冷菌株的质量比为：
共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)：南极短杆菌(Brevibacteriumantarcticum)：假交替单胞菌(PseudoalteromonashaloplanktisTAC125)：节杆菌属(Arthrobacter)：海单胞菌属(Marinomonas)：嗜冷杆菌属(Psychrobacter)：极低杆菌属(Polaribacter)：弓形杆菌属(Arcobacter)：荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)：脆假单胞菌(Pseudomonasfragi)：金黄杆菌(Chryseobacteriumaquifrigidense)：乳酸杆菌(Lactobacillusalgidus)：南极嗜冷希瓦氏菌(ShewanellaLivingstonensisAc10)：西伯利亚微杆菌(Exiguobacteriumsibiricum255-15)：极低冷杆菌(PsychrobactercryohalolentisK5)＝(8～15％)(5～12％)：(6～10％)：(10～15％)：(3～8％)：(5～8％)：(7～12％)：(3～7％)：(7～10％)：(4～9％)：(9～12％)：(6～12％)：(5～11％)：(4～9％)：(3～10％)。
进一步的，所述复合嗜冷菌株的激活驯化富集的方法包括：
按照复合嗜冷菌株：超低温废水：清水：活性碳粉末：膨润土粉末＝1％：20～40％：30～70％：1～2％：1～1.5％的比例混合均匀，控制温度在0～5摄氏度之间曝气反应18～30小时后复合嗜冷菌株完成激活驯化和富集，富集之后的复合嗜冷菌株的菌液浓度达到90亿个/ml以上。
其中，所述超低温废水，用于为复合嗜冷菌株的激活提供营养为驯化提供环境，使复合嗜冷菌株在激活过程进一步优化各菌株，使复合嗜冷菌株针对超低温废水水质适应性更强；
所述活性碳粉末，用于为激活的复合嗜冷菌株提供富集的载体，便于培养更加高密度的复合嗜冷菌株。
所述膨润土粉末中含有微生物可利用的微量因素，同时可以较强的吸附性能，用于为复合嗜冷菌株激活驯化和富集过程中提供良好的生物载体。
进一步的，所述激活驯化富集后的复合嗜冷菌株代谢超低温废水中污染物的机理包括：
南极短杆菌(Brevibacteriumantarcticum)中耐高铜离子、汞离子和铬，用于分解复杂碳链污染物，所述复杂碳链污染物包括淀粉、明胶及碳氢结构的化学物质；
假交替单胞菌(PseudoalteromonashaloplanktisTAC125)及节杆菌属(Arthrobacter)，用于在零下18摄氏度～0摄氏度之间代谢复杂环状结构污染物；
海单胞菌属(Marinomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、极低杆菌属(Polaribacter)和弓形杆菌属(Arcobacter)，用于在低于3摄氏度环境中降解芳香烃化学物质；
荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、脆假单胞菌(Pseudomonasfragi)、金黄杆菌(Chryseobacteriumaquifrigidense)和乳酸杆菌(Lactobacillusalgidus)，用于在低于2摄氏度的环境条件下对含羟基及羧基的化学结构的物质具有氧化能力；
南极嗜冷希瓦氏菌(ShewanellaLivingstonensisAc10)、西伯利亚微杆(Exiguobacteriumsibiricum255-15)及极低冷杆菌(PsychrobactercryohalolentisK5)，用于在-1～3摄氏度之间对含氮类有机物污染物氧化分解，转化为氨氮及二氧化及水；氨氮再被共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)氧化去除。
共生餐古菌(CenarchaeumsymbiosumA)为氨氧化菌株，用于在低温环境下去除超低温废水中的氨氮。
进一步的，所述激活驯化富集后的复合嗜冷菌株在有氧装置中投加的方法包括：
在有氧装置水温低于10摄氏度时开始投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株，并根据进水废水的COD浓度和氨氮浓度确定激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的投加量；
每吨废水中投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液的投加量为：0.5～1.5kg/吨水。
其中，所述根据进水废水的COD浓度和氨氮浓度确定激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的投加量，具体为：
进水废水的COD浓度在2000mg/L以上，氨氮浓度在150mg/L以上每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液1.5kg；
进水废水的COD浓度在1000～1999mg/L，氨氮浓度在100～150mg/L每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液1.25kg；
进水废水的COD浓度在500～999mg/L，氨氮浓度在50～99mg/L每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液0.8kg；
进水废水的COD浓度小于500mg/L,氨氮浓度小于50mg/L，每吨废水投加激活驯化富集后的复合嗜冷菌株的菌液0.5kg。
其中，所述预处理的超低温废水的低温极限温度为0～10摄氏度之间。
其中，所述有氧装置包括带有曝气系统的有氧装置或生化系统的好氧段。
本发明提供了一种超低温废水的微生物处理方法，相对传统低温生物技术有明显的差异，本发明采用嗜低温的复合嗜冷菌株，其耐受温度在0～10摄氏度之间，从而大幅提升了传统低温菌适应温度范围的10摄氏度以上的环境；本发明技术可以将极限生化处理系统的极限温度降低至0摄氏度，相较于传统技术要求10摄氏度及以上，从而有效解决了北方区域冬天污水厂运行的难题。
（发明人：舒孝喜;温捷）
