生物強化劑及其制備方法和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境工程工業(yè)廢水生物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種生物強化劑及其制備方法和使用方法，加入到工業(yè)廢水生物反應(yīng)池內(nèi)，以去除廢水中的有機污染物。本發(fā)明根據(jù)微生物生長對營養(yǎng)物的需求，研制一種無毒且不含菌種的生物強化劑，該藥劑含有腐植酸、生物素、氨基酸、細胞分裂素、維生素、微量元素等成分，投入受污水體中，能促進微生物生長，使其大量繁殖，激活土著微生物的活性，通過微生物的共代謝作用，去除水中的污染物。該生物強化劑原料價廉易得，配制工序簡便，藥劑能長時間穩(wěn)定保存。采用該生物強化劑作為工業(yè)廢水處理的輔助工藝，操作簡便，高效節(jié)能，運行費用低，可用在所有利用生物方法處理工業(yè)廢水的工藝上，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】生物強化劑及其制備方法和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理的藥劑，即開發(fā)一種無毒且不含菌種的生物強化劑及其制備方法和使用方法，加入到工業(yè)廢水生物反應(yīng)池內(nèi)，以去除廢水中的有機污染物。本發(fā)明屬于環(huán)境工程工業(yè)廢水生物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，屬于生物強化技術(shù)范疇。
【背景技術(shù)】
[0002]生物修復(fù)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的新興技術(shù)，由于它投資省，不引起二次污染等特點成為發(fā)展迅速的治理技術(shù)。微生物修復(fù)技術(shù)主要有兩種形式:一是利用土著微生物，為土著微生物提供適宜的生活環(huán)境，如同污水處理，為其提供溶解氧、營養(yǎng)物質(zhì)、適宜的PH值、溫度等條件，以促進土著微生物的生長來降解環(huán)境污染物，從而凈化環(huán)境；二是篩選特定菌種，針對特定的污染物，篩選出能夠降解此類污染物的微生物種群，將特定工程菌接種到受污染環(huán)境中，并為之提供最適應(yīng)的生存條件，以期完全降解污染物，達到環(huán)境修復(fù)的目的。對比物理化學(xué)修復(fù)而言，微生物修復(fù)主要優(yōu)點有投入少、能耗低、管理方便、安全可靠等優(yōu)點，符合建立經(jīng)濟節(jié)約型、資源循環(huán)型可持續(xù)發(fā)展社會理念。
[0003]生物強化技術(shù)是生物修復(fù)的一種，是通過向受污染環(huán)境中投加營養(yǎng)物質(zhì)、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質(zhì)，激活受污染環(huán)境中本身存在的具有降解污染物能力的微生物，使其活性得到大大提高，快速生長繁殖，從而去除污染物。
[0004]在環(huán)境中存在的微生物都需要從外界攝取物質(zhì)和能量，來滿足自身生長和繁殖的需要，而微生物生長的營養(yǎng)和能量主要產(chǎn)自于碳源、氮源、生長因子、能源、無機鹽和水等六大要素。在受污染的環(huán)境中，污染物只提供了碳源或者氮源等六大要素中某一種或某幾種，導(dǎo)致微生物生長營養(yǎng)缺乏，營養(yǎng)物的缺乏常常是水體微生物降解污染物的主要限制因子。向受污染環(huán)境中投加部分營養(yǎng)物質(zhì)或者含有某些營養(yǎng)物質(zhì)的生物制劑，或者投加表面活性劑，為微生物生長提供營養(yǎng)，促進其對有機污染物的吸收，有利于其生長和繁殖，從而消耗污染物，將污染物降解成為二氧化碳和水，`達到修復(fù)環(huán)境的目的同時提高水體凈化效率。
[0005]典型的生物強化劑一般含有有機酸、細胞分裂素、生物素、單糖、天然荷爾蒙、酶、天然表面活性劑、毒性緩沖劑、微量元素等。在工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中加入生物強化劑，能促進廢水處理系統(tǒng)中微生物的新陳代謝，促使微生物在較差環(huán)境中快速大量地生長，形成良好的菌膠團，對有機難降解物質(zhì)形成共代謝作用，改善廢水處理效果。同時，生物強化劑還能增加微生物多樣性，使多種微生物更有效地協(xié)同發(fā)揮作用，更徹底地降解污染物，并提高系統(tǒng)耐負(fù)荷沖擊能力。
[0006]生物促生技術(shù)在國外研究較早，實際工程應(yīng)用也比較多，規(guī)模最大的一次是1989年，美國實施的“阿拉斯加研究計劃”，為修復(fù)阿拉斯加威廉王子海灣的石油污染，向其中投加了氮源和磷源作為營養(yǎng)物質(zhì)，使得石油烴降解菌增加了 1-2個數(shù)量級，整個項目提前兩個月完成。Quang-Dung Bach等人將含有緩釋藥物肥料、乳酸和酵母膏等的藥物制劑加入到受到AH污染的厭氧污泥中，使得PAH降解速率提高1.2-8.2倍，說明加入此刺激藥劑之后，對土著微生物生長和繁殖有促進作用，土著微生物數(shù)量顯著提高。[0007]生物促生技術(shù)作為一種新興的治污手段，代表了當(dāng)今較為先進的生物技術(shù)形態(tài)和技術(shù)理念，具有技術(shù)先進、經(jīng)濟節(jié)能(無基建、無動力消耗、投入少)、管理方便(操作簡單、無復(fù)雜的輔助設(shè)備、無需專門的人員配備)和安全可靠(利用并強化污染物質(zhì)降解的自然規(guī)律，在治污同時不增加別的污染形式)等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種生物強化劑及其制備方法和使用方法，該生物強化劑可用作工業(yè)廢水處理的輔助工藝，即投加一定量的生物強化劑至正在運行的工業(yè)廢水生物處理設(shè)施或者瀕臨崩潰的生物處理系統(tǒng)中，為系統(tǒng)中的微生物提供能量和營養(yǎng)物質(zhì)，激發(fā)污水中土著微生物的活性，人工強化微生物的降解能力，加快有機物的降解進程，達到更佳的污水處理效果，同時提高生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠提高系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力，有助于崩潰系統(tǒng)的快速恢復(fù)。采用該生物強化劑來強化工業(yè)廢水處理，處理方法簡單、投入少、不消耗能耗、處理效果好。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0010]一種生物強化劑，含有蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、維生素、細胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物質(zhì)，各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
[0011]蛋白胨3.0%-5.2% ;氨基酸 2.0%-4.5% ;葡萄糖 1.4%_2.7% ;維生素 1.2%-2.5% ；細胞分裂素0.27%-0.56% ;生物素0.012%-0.037% ;腐植酸0.75%_1.5 % ;微量元素0.5-1.5% ;余量為濃度0.5wt%的氯化鈉水溶液。
[0012]本發(fā)明中，微量元素為無機營養(yǎng)物質(zhì)，主要為礦質(zhì)營養(yǎng)包括磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鈷、鋅和鑰等，微 量元素中各自所占的比例不限。其作用主要是作為細胞的成分和酶活性的激活劑，對微生物體內(nèi)各反應(yīng)有促進作用。
[0013]優(yōu)選地，微量元素中，各自所占的重量份數(shù)分別為磷10-30份、硫3-15份、鉀5_10份、鈣5-10份、鎂1-3份、鐵0.3-0.5份、錳0.2-0.4份、銅0.2-0.5份、鈷0.1-0.3份、鋅
0.1-0.3 份、鑰 0.1-0.2 份。
[0014]本發(fā)明生物強化藥劑安全無毒，不含菌種，pH近似中性，為淺棕色液體，含有微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，其營養(yǎng)成分含有:生物素、細胞分裂素、氨基酸、腐植酸、單糖、維生素、微量元素等促進微生物生長，激活微生物活性的成分。通過反復(fù)試驗，改良配方，含有蛋白胨、腐植酸、葡萄糖、生物素、氨基酸、維生素、細胞分裂素、氯化鈉、微量元素等物質(zhì)，按照一定的比例混合，配制成生物強化劑。將該藥劑投入污水中，能促進微生物生長繁殖，激發(fā)微生物的活性，通過微生物的共代謝作用，以去除工業(yè)廢水中難降解污染物，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，加快調(diào)試生物處理速度。
[0015]本發(fā)明中，蛋白胨是將魚、肉等用蛋白酶水解后干燥而成的粉劑，富含有機氮化合物和一些維生素，能為微生物生長和繁殖提供碳源、氮源和生長因子等營養(yǎng)物質(zhì)，所含某些生物素能夠?qū)ξ⑸锓置谔囟ùx產(chǎn)物有促進作用。
[0016]本發(fā)明中，維生素為維生素B1、B3、B5等B類維生素之一種或兩種以上，其作用主要是刺激微生物產(chǎn)生特異性酶類，從而強化微生物分解并利用有機難降解物質(zhì)。
[0017]所述生物強化劑的制備方法，將組成物質(zhì)溶解于0.5wt%的氯化鈉溶液中，通過攪拌、靜置、過濾等工序配制成的藥劑為淺棕色液體，PH值近似中性6.8-7.2。配制的步驟如下:
[0018]第一步:溶解。按照所述比例稱取蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、維生素、細胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物質(zhì)，將稱量好的物質(zhì)分別加入濃度為0.5wt%的氯化鈉溶液中，制成混合液；
[0019]第二步:攪拌。將混合溶液緩緩攪拌2-4小時，達到均勻混合；
[0020]第三步:靜置。攪拌后的溶液在室溫下靜置4-6小時；
[0021]第四步:過濾。將靜置后的混合液過濾，得到的濾液即為制備的生物強化劑。
[0022]本發(fā)明中，生物強化劑趨光密封，能長時間穩(wěn)定保存。
[0023]本發(fā)明生物強化劑的使用方法，投加生物強化劑前，根據(jù)工業(yè)廢水本身特性確定投加量，將生物強化劑稀釋10-20倍，加入污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池或者進水口處。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0025]1.本發(fā)明原料廉價易得；
[0026]2.本發(fā)明配制過程簡單，易于存儲；
[0027]3.本發(fā)明使用生物強化劑的過程簡單，可采用人工投加，無需能耗，不增加輔助設(shè)施，無任何基建投入，充分利用原有污水處理設(shè)施。
[0028]4.本發(fā)明在污水處理工程中，投加生物強化劑作為污水處理的輔助工藝，處理成本低，每噸污水增加的成本僅·為0.3-0.6元，對難降解、有惡臭、泡沫多、污泥膨脹顯著的污水有良好的處理效果，提高了處理系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟性。
[0029]5.本發(fā)明可用在所有利用生物方法處理工業(yè)廢水的工藝上，應(yīng)用范圍廣泛?！揪唧w實施方式】
[0030]實施例1:處理浙江紹興某印染廠的高濃度廢水
[0031]本實施例中，生物強化劑含有蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、維生素、細胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物質(zhì)，各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
[0032]蛋白胨4% ;氨基酸3% ;葡萄糖1.8% ;維生素(本實施例為BI) 1.6% ;細胞分裂素
0.35% ;生物素0.020% ;腐植酸1.1% ;微量元素1% ;余量為濃度0.5wt%的氯化鈉水溶液。微量元素為無機營養(yǎng)物質(zhì)，主要為礦質(zhì)營養(yǎng)包括磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鈷、鋅和鑰等，微量元素中，各自所占的重量份數(shù)分別為磷23份、硫11份、鉀6.5份、鈣5.2份、鎂2.3份、鐵0.37份、錳0.28份、銅0.26份、鈷0.17份、鋅0.12份、鑰0.11份。
[0033]配制的步驟如下:
[0034]第一步:溶解。按照所述比例稱取蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、維生素、細胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物質(zhì)，將稱量好的物質(zhì)分別加入濃度為0.5wt%的氯化鈉溶液中，制成混合液；
[0035]第二步:攪拌。將混合溶液緩緩攪拌3小時，達到均勻混合；
[0036]第三步:靜置。攪拌后的溶液在室溫下靜置5小時；
[0037]第四步:過濾。將靜置后的混合液過濾，得到的濾液即為制備的生物強化劑。
[0038]該污水處理廠采用水解酸化+生物接觸氧化工藝，處理流程為:原污水-調(diào)節(jié)池-UBF水解酸化-生物接觸氧化-二沉池-氣浮池-出水，出水水質(zhì)要求能達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)三級排放標(biāo)準(zhǔn)，排入城市污水處理廠中，將生物強化劑稀釋10倍，在調(diào)節(jié)池中加入IOmVm3污水的生物強化劑，通過檢測進出水水質(zhì)指標(biāo)，并對比未加入生物強化劑的污水處理水質(zhì)指標(biāo)，考察生物強化劑對污水處理系統(tǒng)水質(zhì)的影響。水質(zhì)指標(biāo)如表1、表2所示。
[0039]I)未加入生物強化劑
[0040]表1未加入生物強化劑的污水處理系統(tǒng)進出水水質(zhì)指標(biāo)
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種生物強化劑，其特征在于，該生物強化劑含有蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、維生素、細胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素，各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為: 蛋白胨3.0%-5.2% ;氨基酸2.0%-4.5% ;葡萄糖1.4%_2.7% ;維生素1.2%_2.5% ;細胞分裂素 0.27%-0.56% ;生物素 0.012%-0.037% ;腐植酸 0.75%-1.5% ;微量元素 0.5-1.5% ；余量為濃度0.5wt%的氯化鈉水溶液。
2.按照權(quán)利要求1所述的生物強化劑，其特征在于，微量元素為無機營養(yǎng)物質(zhì)，包括磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鈷、鋅和鑰，微量元素中各自所占的比例不限。
3.按照權(quán)利要求1所述的生物強化劑，其特征在于，維生素為B類維生素之一種或兩種以上。
4.按照權(quán)利要求3所述的生物強化劑，其特征在于，B類維生素為維生素B1、B3、B5之一種或兩種以上。
5.按照權(quán)利要求1所述的生物強化劑的制備方法，其特征在于，將組成物質(zhì)溶解于0.5被％的氯化鈉溶液中，通過攪拌、靜置、過濾工序配制成的藥劑為淺棕色液體，pH值6.8_7.2 ο
6.按照權(quán)利要求5所述的生物強化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:溶解；按照所述比例稱取蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、維生素、細胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素，將稱量好的物質(zhì)分別加入濃度為0.5wt%的氯化鈉溶液中，制成混合液； 第二步:攪拌；將混合溶液緩緩攪拌2-4小時，達到均勻混合； 第三步:靜置；攪拌后的溶液在室 溫下靜置4-6小時； 第四步:過濾；將靜置后的混合液過濾，得到的濾液即為制備的生物強化劑。
7.按照權(quán)利要求1所述的生物強化劑的使用方法，其特征在于，將生物強化劑稀釋10-20倍，加入污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池或者進水口處，強化劑的使用量為每立方米污水中加入10ml-50ml生物強化劑。
【文檔編號】C02F3/34GK103848504SQ201210496487
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】孟得磊, 郝鳳英 申請人:沈陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司