公布日：2023.09.08
申請日：2023.06.15
分類號：C12N1/20(2006.01)I;C12N1/16(2006.01)I;C12N1/14(2006.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C12R1/46(2006.01)N;C12R1/225(2006.01)N;C12R1/065(2006.01)N;C12R1/
01(2006.01)N;C02F101/32(2006.01)N
摘要
一種降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的微生物菌劑，包括酵母菌、放線菌、乳酸菌、固氮菌、纖維素分解菌；乳酸菌包裹在膠囊B中，酵母菌包裹在膠囊中A，固氮菌包裹在膠囊C中。對膠囊A、B、C設(shè)置梯度激活時間，通過不同降解時間的膠囊將不同微生物進行包裹，按順序梯次釋放，使得每一種微生物發(fā)揮最大降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物以及降低化工廢水COD的效能，梯次降解，不僅解決了多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物難以降解的難題，極大的提升了多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的降解率，還使得將AO出水COD能夠降至100mg/L以下，降低了COD的量。
權(quán)利要求書
1.一種降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的微生物菌劑，其特征在于：包括酵母菌、放線菌、乳酸菌、固氮菌、纖維素分解菌；所述乳酸菌包裹在膠囊B中，膠囊B溶解的時間為放線菌和纖維素分解性細菌將多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物分解成小分子無機物后的時間；所述酵母菌包裹在膠囊中A，膠囊A溶解的時間為化工廢水PH值降低到4.5～5.0時的時間；所述固氮菌包裹在膠囊C中，膠囊C溶解的時間為氧化酵母菌將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶，最后轉(zhuǎn)化為水與二氧化碳后的時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的微生物菌劑，其特征在于：降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的微生物菌劑包括以下重量百分比的微生物：酵母菌10-17％、放線菌12-36%、乳酸菌18-29%、固氮菌21-31%、纖維素分解菌17-34%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的微生物菌劑，其特征在于：所述酵母菌為氧化酵母菌；所述放線菌為需氧菌；所述乳酸菌包括乳球菌、乳桿菌、雙歧桿菌、鏈球菌；所述固氮菌為自生固氮菌；所述纖維素分解菌為纖維素分解真菌。
4.一種降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的的方法，包括如下步驟：S1，將AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的化工廢水PH值控制在7.0-8.5之間，溫度控制在28～30℃；S2，當(dāng)步驟S1化工廢水PH值控制在7.0-8.5之間，溫度控制在28～30℃后，激活并釋放放線菌和纖維素分解性細菌，所述放線菌為需氧菌，鏈霉菌屬；S21，放線菌將AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的化工廢水中含有的多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物，以及石蠟、橡膠、纖維素、木質(zhì)等復(fù)雜化合物，和一些氰等毒性強的化合物進行分解，和或分解成小分子有機物；同時，放線菌利用自身分解淀粉酶的基因，將化工廢水中含有的淀粉類原料分解成糖類;此外，放線菌將化工廢水中存在的腐殖質(zhì)物轉(zhuǎn)化成有利于植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)；S21，纖維素分解菌在纖維素酶的作用下，積累纖維二糖，將化工廢水中存在的纖維素一直被分解到葡萄糖；S3，當(dāng)步驟S2化工廢水中大分子有機物分解成小分子有機物后，激活并釋放乳酸菌；S4，將步驟S3化工廢水溫度降低至20～30℃，當(dāng)步驟S3乳酸菌產(chǎn)生的乳酸等有機酸將化工廢水pH值降低到4.5～5.0時，釋放酵母菌；S5，激活并固氮菌；固氮菌中的-固氮酶，切斷化工廢水中小分子無機物中束縛氮分子的化學(xué)鍵，把氮分子變?yōu)槟鼙恢参锵�、吸收的氮原子，激活水中具有凈化水功能的原生動物、微生物及水生植物�?/span>
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的的方法，其特征在于：培養(yǎng)酵母菌時，將酵母菌培養(yǎng)基攪拌或通氣,增加培養(yǎng)基中的氧氣含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降解化工廢水芳香族有機物和降低COD的的方法，其特征在于：酵母菌、放線菌、乳酸菌、固氮菌、纖維素分解菌通過馴化、篩選、誘變和基因重組等生物技術(shù)手段得到的，以目標降解物質(zhì)為主要碳源和能源的高效微生物菌種，再經(jīng)培養(yǎng)繁殖后，再投放到具有目標降解物質(zhì)的廢水處理系統(tǒng)中。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種降解AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物以及降低化工廢水COD的微生物菌劑，包括酵母菌、放線菌、乳酸菌、固氮菌、纖維素分解菌。
所述乳酸菌包裹在膠囊B中，膠囊B溶解的時間為放線菌和纖維素分解性細菌將多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物分解成小分子無機物后的時間。
所述酵母菌包裹在膠囊中A，膠囊A溶解的時間為化工廢水PH值降低到4.5～5.0時的時間；所述固氮菌包裹在膠囊C中，膠囊C溶解的時間為氧化酵母菌將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶，最后轉(zhuǎn)化為水與二氧化碳后的時間。
進一步的，膠囊B溶解的時間為2-4小時；膠囊A溶解的時間為4-6小時；膠囊溶解的時間6-7小時；進一步的，降解AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物以及降低化工廢水COD的微生物菌劑包括以下重量百分比的微生物：酵母菌10-17％、放線菌12-36%、乳酸菌18-29%、固氮菌21-31%、纖維素分解菌17-34%。
進一步的，所述酵母菌為氧化酵母菌；所述放線菌為需氧菌；所述乳酸菌包括乳球菌、乳桿菌、雙歧桿菌、鏈球菌；所述固氮菌為自生固氮菌；所述纖維素分解菌為纖維素分解真菌。
本發(fā)還提出一種降解AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物以及降低化工廢水COD的方法，包括如下步驟：S1，將AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的化工廢水PH值控制在7.0-8.5之間，溫度控制在28～30℃；將AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的化工廢水PH值控制不能太高也不能太低，PH值低于7.0化工廢水呈酸性，不適宜放線菌生長，PH值大于8.5化工廢水呈堿性性，放線菌分解化工廢水中含有的多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的效率降低。化工廢水的溫度不能太高也不能太低，溫度低于28，放線菌生長緩慢，活性降低，溫度高于30℃，放線菌分解化工廢水中含有的多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的效率降低。
S2，當(dāng)步驟S1化工廢水PH值控制在7.0-8.5之間，溫度控制在28～30℃后，激活并釋放放線菌和纖維素分解性細菌，所述放線菌為需氧菌，鏈霉菌屬；S21，放線菌將AO工藝含大量難降解多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的化工廢水中含有的多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物，以及石蠟、橡膠、纖維素、木質(zhì)等復(fù)雜化合物，和一些氰等毒性強的化合物進行分解，和或分解成小分子有機物；同時，放線菌利用自身分解淀粉酶的基因，將化工廢水中含有的淀粉類原料分解成糖類。
此外，放線菌將化工廢水中存在的腐殖質(zhì)物轉(zhuǎn)化成有利于植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)；S22，纖維素分解菌在纖維素酶的作用下，積累纖維二糖，將化工廢水中存在的纖維素一直被分解到葡萄糖；纖維素分解菌不僅可以有效消除污泥膨脹，增強污泥沉降性能，而且可減少污泥產(chǎn)量，可使污泥容積降低17%～30%。不僅可改善出水水質(zhì)，而且可減而且可減少污泥排放及污泥使處置的能耗。在AO曝氣系統(tǒng)中，用本發(fā)明菌劑運行4周就可消除膨脹現(xiàn)象。
S3，當(dāng)步驟S2化工廢水中大分子有機物分解成小分子有機物后，激活并釋放乳酸菌；乳酸菌利用碳水化合物進行發(fā)酵代謝，將有機物質(zhì)分解成乳酸和氫氣，乳酸菌分解的過程中，首先是碳水化合物被分解成單糖，然后通過乳酸菌的代謝作用，單糖被轉(zhuǎn)化成乳酸和其他有機酸以及氫氣，這些有機酸可以被其他微生物利用，從而在化工廢水中形成一個復(fù)雜的能夠促使酵母菌進行糖酵解的生態(tài)環(huán)境；同時，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸等有機酸能顯著降低環(huán)境，使水質(zhì)處于酸性環(huán)境，對于致病菌如痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、彎曲桿菌、葡萄球菌等有拮抗作用；S4，將步驟S3化工廢水溫度降低至20～30℃，當(dāng)步驟S3乳酸菌產(chǎn)生的乳酸等有機酸將化工廢水pH值降低到4.5～5.0時，釋放酵母菌；酵母菌中的水解酶把大分子多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物水解成小分子有機物，把小分子多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物水解成微小分子有機物，酵母菌根據(jù)糖酵解進行丙酮酸的轉(zhuǎn)化，并產(chǎn)能供給酵母菌，氧化酵母菌將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶，最后轉(zhuǎn)化為水與二氧化碳，實現(xiàn)降解難降解的多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物的目的。同時，酵母菌在水解和糖酵解過程中，極大的消耗了化工廢水中氧氣，從而降低了化工廢水中COD的含量。
S4步驟中，化工廢水溫度不能過高也不能過低，溫度低于20℃，酵母菌的活性降低，酵母菌中的水解酶把大分子多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物水解成小分子有機物的效率降低；溫度高于30℃，雖然能提高酵母菌的活性，但酵母菌中的水解酶把大分子多環(huán)類或雜環(huán)類芳香族有機物水解成小分子有機物的不充分，，酵母菌根據(jù)糖酵解進行丙酮酸的轉(zhuǎn)化也不充分。
進一步的，培養(yǎng)酵母菌時，將酵母菌培養(yǎng)基攪拌或通氣,增加培養(yǎng)基中的氧氣含量,可以促進酵母菌的代謝和生長,提高其活性。
S5，激活并固氮菌；固氮菌中的-固氮酶（含有FeCoMo即鐵鈷鉬），切斷化工廢水中小分子無機物中束縛氮分子的化學(xué)鍵，把氮分子變?yōu)槟鼙恢参锵⑽盏牡�，激活了水中具有凈化水功能的原生動物、微生物及水生植物�?/span>
進一步的，本發(fā)明酵母菌、放線菌、乳酸菌、固氮菌、纖維素分解菌通過馴化、篩選、誘變和基因重組等生物技術(shù)手段得到的，以目標降解物質(zhì)為主要碳源和能源的高效微生物菌種，再經(jīng)培養(yǎng)繁殖后，再投放到具有目標降解物質(zhì)的廢水處理系統(tǒng)中。
（發(fā)明人：蔡思泉）
