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畜禽饲养场污水生物净化剂及其制备办法

所属分类: 养殖废水处理 | 发布日期:2020-03-19 05:03:22

摘要 本发明公开了一种畜禽饲养场污水生物净化剂及其制备办法,其是先在海藻酸钠沸石、海藻酸钠和聚乙烯醇3种载体构成的固定化载体中参加复合微生物菌剂得到菌液,固定化载体与复合微生物菌剂的质量比为200~3...

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摘要

本发明公开了一种畜禽饲养场污水生物净化剂及其制备办法,其是先在海藻酸钠沸石、海藻酸钠和聚乙烯醇3种载体构成的固定化载体中参加复合微生物菌剂得到菌液,固定化载体与复合微生物菌剂的质量比为200~300:1,复合微生物菌剂中含有体积比为1:1:1的红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌,且有效活菌数≥109个/g。再取菌液滴入含4~8%CaCl2的硼酸饱和溶液中,得到小球状的固定化复合微生物;最终将将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得。本发明制备办法简略、本钱低,得到的净化剂安稳性强,微生物活性高,而且对环境友好,不会造成二次污染。

权利要求书

1.一种畜禽饲养场污水生物净化剂,其特征在于是在海藻酸钠沸石、海藻酸钠和聚乙烯醇3种载体构成的固定化载体中参加复合微生物菌剂而构成,所述复合微生物菌剂中含有红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌,其间有效活菌数≥109个/g。

2.一种畜禽饲养场污水生物净化剂的制备办法,其特征在于包含:

1)将红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌菌种液别离选用离心机以转速3000r/min离心6min后,去掉上清液搜集菌种,并用去离子水别离稀释红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌至0.4~0.5g/L,然后将红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌依照1:1:1的体积比混合,取得复合微生物菌剂。

2)在200mL纯水中增加质量分数为0.9%的海藻酸钠和质量分数为9%的聚乙烯醇,再参加质量分数为5%且过200目筛的海藻酸钠沸石粉,在80℃水浴中以70~100r/min的转速接连拌和1h,待溶液混合均匀后冷却至35℃制得固定化载体。

3)在进程2)得到的固定化载体中参加进程1)得到的复合微生物菌剂得到菌液,固定化载体与复合微生物菌剂的质量比为200~300:1,混合均匀后用带针头的注射器取菌液滴入含4~8%(质量分数)CaCl2的硼酸饱和溶液中,玻璃棒顺时针拌和2h,赶出气泡,使其混合均匀,得到小球状的固定化复合微生物。

4)将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得到作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球。

3.依据权利要求2所述的一种畜禽饲养场污水生物净化剂的制备办法,其特征在于,所述作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球驯化办法是:将固定化微生物球投加到K2HPO4质量浓度为5mgL-1、NH4Cl质量浓度为10mg L-1、NaNO2质量浓度为1.0mgL-1的高氮磷废水中,并置于MGC-350BPY-2光照培育箱,在光暗比为12h:12h、无菌环境、光强3000Lx、温度24士1℃条件下驯化2d。

4.依据权利要求2所述的一种畜禽饲养场污水生物净化剂的制备办法,其特征在于,

所述硝化细菌的培育基为:硫酸铵1.0g、氯化钠0.5g、硫酸亚铁0.03g、磷酸二氢钠1.0g、硫酸镁0.03g、CaCl2 5.0g、蒸馏水1000ml,pH 7.5。

所述枯草芽孢杆菌的培育基为:蛋白胨6.0g、牛肉膏9.0g、酵母膏5.0g、葡萄糖5.0g、氯化钠5.0g、蒸馏水1000mL,pH 7.0。

所述红螺菌的培育基为:NH4Cl 0.1g、NaHCO3 0.1g、K2HPO4 0.02g、CH3COONa 0.1~0.5g、MgSO4·7H2O 0.02g、NaCl 0.1~0.2g、生长因子1ml,蒸馏水97ml,微量元素溶液1ml,pH 7.0。

5.依据权利要求2所述的一种畜禽饲养场污水生物净化剂的制备办法,其特征在于,所述硼酸饱和溶液中CaCl2的质量分数为6%。

6.依据权利要求2所述的一种畜禽饲养场污水生物净化剂的制备办法,其特征在于,所述作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球保存于生理盐水中。

说明书

一种畜禽饲养场污水生物净化剂及其制备办法

技能领域

本发明触及污水净化剂,特别是一种畜禽饲养场污水生物净化剂及其制备办法。

布景技能

近年来,跟着规划化畜禽饲养业的迅速开展,不同规划的饲养场不断涌现,本来潜在的由畜禽饲养带来的环境污染问题日益显现,而且跟着人们环保意识的增加而日益突出。而大规划集约化饲养场又是我国往后开展畜牧业的方向,因而饲养场的环境污染控制关系到畜牧业能否可持续开展。近年来,我国规划化畜禽饲养场的畜禽粪尿排放已居农业污染源之首,且已成为部分水体水质恶化的重要污染源,严重影响村镇人居环境和人体健康。为了习惯规划化饲养的开展要求,虽然有越来越多的规划化养猪场选用了一些新工艺,引进了新的技能设备,但仍旧存在有待处理的问题。饲养废水中丰厚的氮磷都是不行再生的资源,处理不妥也是一种资源糟蹋,更重要的是排放于水体中会造成水体富营养化,对水域水质造成丧命损伤,损害人体健康及农渔业出产。饲养污水中含有大量含碳化合物、含氨化合物等糜烂有机物,进入水体后,使水质严重浑浊,水色变黄,气味变臭。一起水中溶解氧耗尽,有机物厌氧分化,发生多种恶臭物质,进而使水体变黑发臭,水质恶化,然后损害生态环境。

现有的污水处理技能依照原理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法,为了进步污水的处理作用,实际出产进程中通常选用多级处理的办法,即综合使用物理法、化学法、物理化学法和生物法来处理污水。针对畜禽污水采纳生物技能进行生物整治是一种可行的办法。现有的生物法存在出资巨大、运转本钱高级缺点,且作用并不抱负,因而,需要供给一种新的技能计划以处理上述问题。基于此,发明人使用生物技能开发了一种畜禽饲养场污水生物净化剂。

发明内容

本发明所要处理的技能问题是,针对现在畜禽饲养中污水对生态环境的影响,供给一种畜禽饲养场污水生物净化剂及其制备办法,以固化复合红螺菌为主复配光合菌、放线菌等,净化污水,减少水中氮磷含量,增加水中溶氧量,改善水质。

为处理上述技能问题,本发明供给了一种畜禽饲养场污水生物净化剂,其是在海藻酸钠沸石、海藻酸钠和聚乙烯醇3种载体构成的固定化载体中参加复合微生物菌剂而构成,所述复合微生物菌剂中含有红螺菌(Rhodospirillum)、硝化细菌(Nitrifyingbacteria)和枯草芽孢杆菌(Baciiius subtilis),其间有效活菌数≥109个/g,且红螺菌(Rhodospirillum)、硝化细菌(Nitrifying bacteria)和枯草芽孢杆菌(Baciiiussubtilis)都可经过商业渠道公开购买。

为处理上述技能问题,本发明还供给了一种畜禽饲养场污水生物净化剂的制备办法,其包含:

1)将红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌菌种液别离选用离心机以转速3000r/min离心6min后,去掉上清液搜集菌种,并用去离子水别离稀释红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌至0.4~0.5g/L,然后将红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌依照1:1:1的体积比混合,取得复合微生物菌剂;

2)在200mL纯水中增加质量分数为0.9%的海藻酸钠和质量分数为9%的聚乙烯醇,再参加质量分数为5%且过200目筛的海藻酸钠沸石粉,在80℃水浴中以70~100r/min的转速接连拌和1h,待溶液混合均匀后冷却至35℃制得固定化载体;

3)在进程2)得到的固定化载体中参加进程1)得到的复合微生物菌剂得到菌液,固定化载体与复合微生物菌剂的质量比为200~300:1,混合均匀后用带针头的注射器取菌液滴入含4~8%(质量分数)CaCl2的硼酸饱和溶液中,玻璃棒顺时针拌和2h,赶出气泡,使其混合均匀,得到小球状的固定化复合微生物;

4)将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得到作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球。

所述作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球驯化办法是:将固定化微生物球投加到K2HPO4质量浓度为5mgL-1、NH4Cl质量浓度为10mg L-1、NaNO2质量浓度为1.0mgL-1的高氮磷废水中,并置于MGC-350BPY-2光照培育箱,在光暗比为12h:12h、无菌环境、光强3000Lx、温度24±1℃条件下驯化2d。

所述硝化细菌的培育基为:硫酸铵1.0g、氯化钠0.5g、硫酸亚铁0.03g、磷酸二氢钠1.0g、硫酸镁0.03g、CaCl2 5.0g、蒸馏水1000ml,pH 7.5;

所述枯草芽孢杆菌的培育基为:蛋白胨6.0g、牛肉膏9.0g、酵母膏5.0g、葡萄糖5.0g、氯化钠5.0g、蒸馏水1000mL,pH 7.0;

所述红螺菌的培育基为:NH4Cl 0.1g、NaHCO3 0.1g、K2HPO4 0.02g、CH3COONa 0.1~0.5g、MgSO4·7H2O 0.02g、NaCl 0.1~0.2g、生长因子1ml,蒸馏水97ml,微量元素溶液1ml,pH 7.0。其间,①5%NaHCO3水溶液,过滤除菌取2m1参加无菌培育基中。②生长因子:维生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、对氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg,以上药品溶于蒸馏水中,定容至10ml,然后过滤除菌。③微量元素溶液:FeCl3·6H2O:5mg;CuS04·5H2O:0.05mg;H3BO4lmg;MnCl2·4H2O:0.05mg;ZnSO4·7H2O:1mg;Co(NO3)2·6H2O:0.5mg。以上药品别离溶于蒸馏水中,并定容至1000m1。

所述硼酸饱和溶液中CaCl2的质量分数优选为6%。

所述作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球保存于生理盐水中。

微生物固定化是将特选的微生物固定在特定的载体上,使其高度密布并保持生物活性,在适合条件下能够快速、大量增殖的生物技能。这种技能应用于畜禽饲养污水处理,有利于进步生物反应器内微生物(尤其是特别功能的微生物)的浓度,有利于微生物反抗不利环境的影响,有利于反应后的固液别离,缩短处理所需的时刻。

本发明中触及的微生物红螺菌能在厌氧条件下进行光合作用,且不开释氧。它们在光照下,能使用硫化氢、硫代硫酸盐、分子氢及其他无机或有机还原剂把二氧化碳还原成有机物,一起能固定大气中的氮。它们在有氧或无氧的水域中均能生计,对环境的习惯才能较强,具有对生化需氧量(BOD5)去除率高、耐高负荷、高盐度和在低温时处理作用安稳的特性。此外,红螺菌对重金属具有极强的耐受才能,一起还对Cu2+及Pb2+等重金属有必定的吸附作用,综上所述,红螺菌是废水处理的抱负微生物。异养硝化细菌生长速率快、增殖底物广泛、能够使用有机碳源进行生长和脱氮作用,然后使得硝化和反硝化进程在同一反应器内高效进行成为可能,其在污水的生物脱氮、降低水体氨氮值有重要作用。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一类广泛分布革兰氏阳性杆状好养型细菌,具有无致病性,环境兼容性好、不易发生抗药性等长处,具有丰厚的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等。它能强烈地分化碳系、氮系、磷系、硫系污染物,分化复杂多糖、蛋白质和水溶性有机物,在水环境中能构成优势菌群。

与现有技能比较,本发明所具有的显著长处为:本发明与传统游离态微生物处理法处理饲养废水的办法比较,经过固定化的办法处理了使用游离态微生物处理污水时菌体难以自然沉降的问题,而且经过载体固定化的办法将微生物菌体更好的富集,高效的完成水体净化。一起本发明的载体与传统的单载体资料比较,结合了天然高分子资料海藻酸钠及组成高分子资料聚乙烯醇和无机载体沸石三种不同优势的载体资料。单一天然高分子资料海藻酸钠无生物毒性,传质性能好,但存在强度低,厌氧下易被微生物分化和使用寿命短的问题,单一组成高分子载体聚乙烯醇强度高但传质性能差,对固定细胞活性有必定影响,无机载体海藻酸钠沸石粉具有机械强度大、对微生物无毒性、不易生物分化、耐酸碱的优势,可有效处理其他载体发生的成球难、易破碎、活性损失大等问题。本发明将三种载体结合于一体,最大程度发挥不同载体的优势,补偿单一载体的缺点,使载体固定微生物作用到达最佳。别的,本发明将三种各具强有力净化水质才能的微生物经过固定化的办法富集,经过三种微生物个体和协同作用,然后到达抱负的净化水质的作用。一起,本发明制备畜禽饲养污水生物净化剂,制备办法简略、本钱低,得到的净化剂安稳性强,微生物活性高,具有高效吸附和降解污染物等特点,而且对环境友好,不会造成二次污染。

详细实施办法

实施例1:

1)将红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌菌种液别离选用离心机以转速3000r/min离心6min后,去掉上清液搜集菌种,并用去离子水别离稀释红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌至0.4~0.5g/L,然后将红螺菌、硝化细菌和枯草芽孢杆菌依照1:1:1的体积比混合,取得复合微生物菌剂;

2)在200mL纯水中增加0.9%海藻酸钠和9%聚乙烯醇,再参加质量分数为5%且过200目筛的海藻酸钠沸石粉,在80℃水浴中以85r/min的转速接连拌和1h,待溶液混合均匀后冷却至35℃制得固定化载体;

3)在进程2)得到的固定化载体中参加进程1)得到的复合微生物菌剂得到菌液,固定化载体与复合微生物菌剂的质量比为250:1,混合均匀后用带针头的注射器取菌液滴入含6%(质量分数)CaCl2的硼酸饱和溶液中,玻璃棒顺时针拌和2h,赶出气泡,使其混合均匀,得到小球状的固定化复合微生物;

4)将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得到作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球,并保存于生理盐水中。

作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球驯化办法是:将固定化微生物球投加到K2HPO4质量浓度为5mgL-1、NH4Cl质量浓度为10mg L-1、NaNO2质量浓度为1.0mgL-1的高氮磷废水中,并置于MGC-350BPY-2光照培育箱,在光暗比为12h:12h、无菌环境、光强度3000Lx、温度24±1℃条件下驯化2d。

上述硝化细菌的培育基为:硫酸铵1.0g、氯化钠0.5g、硫酸亚铁0.03g、磷酸二氢钠1.0g、硫酸镁0.03g、CaCl2 5.0g、蒸馏水1000ml,pH 7.5;

上述枯草芽孢杆菌的培育基为:蛋白胨6.0g、牛肉膏9.0g、酵母膏5.0g、葡萄糖5.0g、氯化钠5.0g、蒸馏水1000mL,pH 7.0;

上述红螺菌的培育基为:NH4Cl 0.1g、NaHCO3 0.1g、K2HPO4 0.02g、CH3COONa 0.1~0.5g、MgSO4·7H2O 0.02g、NaCl 0.1~0.2g、生长因子1ml,蒸馏水97ml,微量元素溶液1ml,pH 7.0。其间,①5%NaHCO3水溶液,过滤除菌取2m1参加无菌培育基中。②生长因子:维生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、对氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg,以上药品溶于蒸馏水中,定容至10ml,然后过滤除菌。③微量元素溶液:FeCl3·6H2O:5mg;CuS04·5H2O:0.05mg;H3BO4lmg;MnCl2·4H2O:0.05mg;ZnSO4·7H2O:1mg;Co(NO3)2·6H2O:0.5mg。以上药品别离溶于蒸馏水中,并定容至1000m1。

下面将经过试验证明上述制得的作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球投加量对各水质目标的影响:在锥形瓶中参加10L含有NH4CI和KHPO4的自配高氮磷废水,别离投加不同数量(别离为200粒、400粒、800粒、1600粒、2000粒)的固定化微生物球,研究固定化微生物球投加量对COD、氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、磷酸盐(PO43--P)的影响。其间,环境条件:光暗比12h:12h、无菌、光强度3000Lx、温度24±1℃。每组试验3次重复,试验时刻为5天。试验结果表明:同一投加量,跟着时刻的延长,对COD的去除率逐步升高,且投加量为1600粒和2000粒时去除率别离为84.56%和88.36%,对COD的去除作用较好;同一时刻,跟着投加量的增大,对COD的去除率逐步升高。当固定化微生物球投加量到达1600粒时,对NH4+-N的去除率到达90.86%。投加量为800到1600粒时,对NO2—N去除作用较好;别的,投加量与PO43--P的去除率之间存在着必定的关系,即跟着固定化微生物球的投加量的增加(从200粒增加到2000粒),对其去除作用越来越好。综上试验,固定化微生物球的投加量在1600粒和2000粒对污水去除作用最佳。别的,在实际出产中将固定化微生物球依照160-200粒/L标准,用来去除饲养场污水里的氮磷,结果表明:经60h后,总氮去除率为76.79%,总磷的去除率在90%左右。管理后溶解氧从2.2mg/L增加到4.5mg/L,生化需氧量(BOD5)从10.5mg/L降低到5.0mg/L,管理后水的色彩不超过20色度单位。

对按例1:

(1)固化剂制造:在200mL纯水中增加0.9%质量分数的海藻酸钠和9%质量分数的聚乙烯醇,再参加质量分数为5%且过200目筛的海藻酸钠沸石粉,在80℃水浴中以85r/min的转速接连拌和1h,待溶液混合均匀后冷却至35℃制得固定化载体。

(2)红螺菌的培育基配置:NH4Cl 0.1g、NaHCO3 0.1g、K2HPO4 0.02g、CH3COONa 0.1~0.5g、MgSO4·7H2O 0.02g、NaCl 0.1~0.2g、生长因子1ml,蒸馏水97ml,微量元素溶液1ml,pH 7.0。其间,①NaHCO3为质量分数为5%的NaHCO3水溶液,过滤除菌取2m1参加无菌培育基中。②生长因子为:维生素B10.001mg、乙尼克丁酸0.1mg、对氨基苯甲酸0.1mg、生物素0.001mg,以上药品溶于蒸馏水中,定容至10ml,然后过滤除菌。③微量元素溶液为:FeCl3·6H2O:5mg;CuS04·5H2O:0.05mg;H3BO4lmg;MnCl2·4H2O:0.05mg;ZnSO4·7H2O:1mg;Co(NO3)2·6H2O:0.5mg,以上药品别离溶于蒸馏水中,并定容至1000mL。

(3)红螺菌菌剂制备:将培育好的红螺菌菌种液选用离心机以转速3000r/min离心6min后,去掉上清液搜集菌种,并用去离子水别离稀释红螺菌0.4~0.5g/L,取得红螺菌微生物菌剂。

(4)固定化颗粒制备:在进程(1)得到的固定化载体中参加进程(3)得到的微生物菌剂得到菌液,固定化载体与微生物菌剂的质量比为250:1,混合均匀后用带针头的注射器取菌液滴入含6%(质量分数)CaCl2的硼酸饱和溶液中,玻璃棒顺时针拌和2h,赶出气泡,使其混合均匀,得到小球状的固定化复合微生物;将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得到作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球,并保存于生理盐水中。

对按例2:

(1)固化剂制造:在200mL纯水中增加0.9%质量分数的海藻酸钠和9%质量分数的聚乙烯醇,再参加质量分数为5%且过200目筛的海藻酸钠沸石粉,在80℃水浴中以85r/min的转速接连拌和1h,待溶液混合均匀后冷却至35℃制得固定化载体。

(2)硝化细菌的培育基制造:硫酸铵1.0g、氯化钠0.5g、硫酸亚铁0.03g、磷酸二氢钠1.0g、硫酸镁0.03g、CaCl2 5.0g、蒸馏水1000mL,pH 7.5。

(3)硝化细菌菌剂制备:将培育好的硝化细菌菌种液选用离心机以转速3000r/min离心6min后,去掉上清液搜集菌种,并用去离子水别离稀释硝化细菌0.4~0.5g/L,取得硝化细菌微生物菌剂。

(4)固定化颗粒制备:在进程(1)得到的固定化载体中参加进程(3)得到的微生物菌剂得到菌液,固定化载体与微生物菌剂的质量比为250:1,混合均匀后用带针头的注射器取菌液滴入含6%(质量分数)CaCl2的硼酸饱和溶液中,玻璃棒顺时针拌和2h,赶出气泡,使其混合均匀,得到小球状的固定化复合微生物;将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得到作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球,并保存于生理盐水中。

对按例3:

(1)固化剂制造:在200mL纯水中增加0.9%质量分数的海藻酸钠和9%质量分数的聚乙烯醇,再参加质量分数为5%且过200目筛的海藻酸钠沸石粉,在80℃水浴中以85r/min的转速接连拌和1h,待溶液混合均匀后冷却至35℃制得固定化载体。

(2)枯草芽孢杆菌培育基配置:蛋白胨6.0g、牛肉膏9.0g、酵母膏5.0g、葡萄糖5.0g、氯化钠5.0g、蒸馏水1000mL,pH 7.0。

(3)枯草芽孢杆菌菌剂制备:将培育好的枯草芽孢杆菌菌种液选用离心机以转速3000r/min离心6min后,去掉上清液搜集菌种,并用去离子水别离稀释枯草芽孢杆菌0.4~0.5g/L,取得枯草芽孢杆菌微生物菌剂。

(4)固定化颗粒制备:在进程(1)得到的固定化载体中参加进程(3)得到的微生物菌剂得到菌液,固定化载体与微生物菌剂的质量比为250:1,混合均匀后用带针头的注射器取菌液滴入含6%(质量分数)CaCl2的硼酸饱和溶液中,玻璃棒顺时针拌和2h,赶出气泡,使其混合均匀,得到小球状的固定化复合微生物;将固定化复合微生物于4℃条件下停止固化,到达固定化交联时刻24h后得到固定化微生物球,用去离子水洗刷固定化微生物球至少3次,即得到作为畜禽饲养场污水生物净化剂的固定化微生物球,并保存于生理盐水中。

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