一种微生物促生增效营养剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种微生物促生增效营养剂及其制备方法和应用，该微生物促生增效营养剂，用于处理高盐废水，该微生物促生增效营养剂包括如下质量百分比的原料：腐植酸钠5～15％，混合维生素1.4～1.8％，蛋白胨1～2％，酵母浸粉0.5～1％，三磷酸腺苷二钠0.2～0.3％，余量为蒸馏水。本发明微生物促生增效营养剂充分考虑了高盐废水生化处理过程的机理，组份简单、针对性较强、配伍合理，有效提高了高盐废水的处理效果，COD去除率高。

权利要求

1.一种微生物促生增效营养剂，其特征在于，用于处理高盐废水，该微生物促生增效营养剂包括如下质量百分比的原料：腐植酸钠5～15％，混合维生素1.4～1.8％，蛋白胨1～

2％，酵母浸粉0.5～1％，三磷酸腺苷二钠0.2～0.3％，余量为蒸馏水。

2.根据权利要求1所述的微生物促生增效营养剂，其特征在于，所述腐植酸钠中腐殖酸的干基质量大于等于75％。

3.根据权利要求1所述的微生物促生增效营养剂，其特征在于，所述混合维生素为D-泛酸钙、肌醇、烟酸、维生素B6、对氨基苯甲酸和维生素B12的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的微生物促生增效营养剂，其特征在于，所述蛋白胨为动物性蛋白胨或微生物蛋白胨。

5.根据权利要求1所述的微生物促生增效营养剂，其特征在于，所述酵母浸粉为面包酵母浸粉或啤酒酵母浸粉。

6.根据权利要求1所述的微生物促生增效营养剂，其特征在于，该微生物促生增效营养剂中各原料的含量如下：腐植酸钠15％，混合维生素1.65％，蛋白胨2％，酵母浸粉1％，三磷酸腺苷二钠0.25％，余量为蒸馏水。

7.根据权利要求6所述的微生物促生增效营养剂，其特征在于，所述混合维生素中各种成分占微生物促生增效营养剂的质量百分比为：D-泛酸钙0.1％，肌醇0.05％，烟酸0.1％，维生素B6 0.1％，对氨基苯甲酸0.05％，维生素B12 1.25％。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的微生物促生增效营养剂的制备方法，其特征在于，将腐植酸钠、混合维生素、蛋白胨、酵母浸粉、三磷酸腺苷二钠溶于蒸馏水中，调节pH值至5-

6，得到微生物促生增效营养剂。

9.一种如权利要求1-7任一项所述的微生物促生增效营养剂的应用，其特征在于，用于高盐废水处理，采用好氧活性污泥法和接触氧化法相结合对高盐废水进行处理，得到符合 排放标准的达标废水。

10.根据权利要求9所述的微生物促生增效营养剂的应用，其特征在于，对高盐废水的处理包括以下步骤：(1)由生产厂区而来的高盐废水进入冷却塔降温至45℃以下，得到低温高盐废水；

(2)低温高盐废水进入沉降池，固体悬浮物沉降、分离，得到泥渣和初沉废水，其中：泥渣沉入池底以后被行车吸泥机打入沉渣罐，再泵入压滤机压滤处理，初沉废水自流入调节池；

(3)在调节池中加入盐酸将初沉废水的pH调节 至7～8，为初沉废水预曝气至饱氧状态，得到饱氧废水；

(4)鼓风曝气池持续曝气，使池内保持适宜的溶解氧含量，在鼓风曝气池中加入微生物促生增效营养剂，饱氧废水进入鼓风曝气池，与鼓风曝气池中的微生物反应，进行第一次生化处理，降低饱氧废水的COD，得到初级废水；

(5)初级废水进入二沉池中，泥水分离后，得到活性污泥和二沉废水，其中，大部分活性污泥回流入鼓风曝气池，剩余部分活性污泥进入压滤系统处理，另外少量剩余污泥进入沉降池，二沉废水自流入接触氧化池；

(6)二沉废水与接触氧化池中的微生物反应，进行第二次生化处理，进一步降低二沉废水中的COD，得到二级废水；

(7)二级废水进入终沉池，泥水分离之后，上清液即为达标废水。

说明书

一种微生物促生增效营养剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及高盐废水处理技术领域，尤其涉及一种微生物促生增效营养剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 高盐废水是指总含盐质量分数大于1％的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，含有盐、油、有机重金属和放射性物质等多种物质，是目前国内外废水处理领域公认的难处理工业废水之一。高盐废水的产生途径广泛，导致废水的CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其具有高CODCr、且BOD5/CODCr值较低(一般在0.2左右)、可生化性差等共同的特点，难以用生化法直接处理。因此需要采取措施，提高BOD5/CODCr值，降低难降解有机物对微生物生长的影响，以促进生化处理过程的进行。

[0003] 高盐废水的生物化学处理过程中，由于废水中营养物质的缺乏以及有毒物质、盐分的影响等不利因素，使得废水中微生物数量较少，影响废水处理效果。因此，满足这些菌群的生长需要，提高或保持它们的活力是提高废水处理效果非常重要的措施。微生物的新陈代谢需要一定的营养物质，除了碳源外，通常还需要氮、磷元素，及其它微量元素，有时对提供的碳源还有着特殊的要求。中国专利文献CN103865796A公开了一种废水生化处理微生物复合营养液，由以下重量百分比的原料组成：1～15％的乙酸钠、1～15％的食用葡萄糖、1～15％的工业葡萄糖、0～10％的氮营养剂、0～10％的磷营养剂，其余为水。该发明采用含不同碳原子的复合碳源来取代单一碳源，可以满足微生物群中处于不同生长阶段的微生物的营养需要；但营养不全面，COD去除率只可达到88％，并且高盐废水中由于盐的含量较高，微生物的新陈代谢被抑制，即使加入上述营养物质也不能充分利用，因此该发明的营养液不利于高盐废水的生化处理。中国专利文献CN104630126A公开了一种污水处理用微生物营养剂，该营养剂由按质量百分比的以下原料组成：土豆粉15～70％、蔗糖10～20％、纤维素5～40％、磷酸二氢钾0.5～2％、磷酸氢钠铵0.5～2％、硫酸铵 0.5～3％、七水合硫酸镁0.5～2％、硝酸镁0.5～2％、氯化钙0.5～2％、硫酸亚铁0.5～ 4％、蛋白胨2～15％和油酸0.5～8％。该微生物营养剂可以应用于生活废水等，但所用原料较多，缺少维生素等，营养不全面，且该专利未公开污水处理效果，而且在高盐废水中，上述营养物质同样不能被充分利用，因此该发明的营养剂也不利于高盐废水的生化处理。

[0004] 由上述可知，现有的微生物营养剂营养不全面，不适于高盐废水的生物化学处理，处理高盐废水的稳定性和处理效果比较有限。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种微生物促生增效营养剂及其制备方法和应用，以解决高盐废水的生化处理效果不佳的问题。

[0006] 第一方面，本发明提供的微生物促生增效营养剂，用于处理高盐废水，该微生物促生增效营养剂包括如下质量百分比的原料：腐植酸钠5～15％，混合维生素1.4～1.8％，蛋白胨1～2％，酵母浸粉0.5～1％，三磷酸腺苷二钠0.2～0.3％，余量为蒸馏水。

[0007] 可选地，所述腐植酸钠中腐殖酸的干基质量大于等于75％。

[0008] 可选地，所述混合维生素为D-泛酸钙、肌醇、烟酸、维生素B6、对氨基苯甲酸和维生素B12的一种或多种。

[0009] 可选地，所述蛋白胨为动物性蛋白胨或微生物蛋白胨。

[0010] 可选地，所述酵母浸粉为面包酵母浸粉或啤酒酵母浸粉。

[0011] 可选地，该微生物促生增效营养剂中各原料的含量如下：腐植酸钠15％，混合维生素1.65％，蛋白胨2％，酵母浸粉1％，三磷腺苷二钠0.25％，余量为蒸馏水。

[0012] 可选地，所述混合维生素中各种成分占微生物促生增效营养剂的质量百分比为：D- 泛酸钙0.1％，肌醇0.05％，烟酸0.1％，维生素B6 0.1％，对氨基苯甲酸0.05％，维生素B12 1.25％。

[0013] 第二方面，本发明还提供了一种用于上述微生物促生增效营养剂的制备方法，该方法是将腐植酸钠、混合维生素、蛋白胨、酵母浸粉、三磷酸腺苷二钠溶于蒸馏水中，调节 pH值至5-6，得到微生物促生增效营养剂。

[0014] 第三发面，本发明还提供了一种微生物促生增效营养剂的应用，用于高盐废水处理，采用好氧活性污泥法和接触氧化法相结合对高盐废水进行处理，得到复合排放标准的达标废水。

[0015] 可选地，对高盐废水的处理包括以下步骤：

[0016] (1)由生产厂区而来的高盐废水进入冷却塔降温至45℃以下，得到低温高盐废水；

[0017] (2)低温高盐废水进入沉降池，固体悬浮物沉降、分离，得到泥渣和初沉废水，其中：泥渣沉入池底以后被行车吸泥机打入沉渣罐，再泵入压滤机压滤处理，初沉废水自流入调节池；

[0018] (3)在调节池中加入盐酸将初沉废水的pH至7～8，为初沉废水预曝气至饱氧状态，得到饱氧废水；

[0019] (4)鼓风曝气池持续曝气，使池内保持适宜的溶解氧含量，在鼓风曝气池中加入微生物促生增效营养剂，饱氧废水进入鼓风曝气池，与鼓风曝气池中的微生物反应，进行第一次生化处理，降低饱氧废水的COD，得到初级废水；

[0020] (5)初级废水进入二沉池中，泥水分离后，得到活性污泥和二沉废水，其中，大部分活性污泥回流入鼓风曝气池，剩余部分污泥进入压滤系统处理，另外少量剩余污泥进入沉降池，二沉废水自流入接触氧化池；

[0021] (6)二沉废水与接触氧化池中的微生物反应，进行第二次生化处理，进一步降低二沉废水中的COD，得到二级废水；

[0022] (7)二级废水进入终沉池，泥水分离之后，上清液即为达标废水。

[0023] 本发明所用腐植酸钠是以风化煤、泥炭和褐煤为原料经特殊工艺加工制成的一种具有多种功能的大分子有机弱酸钠盐，其结构比较复杂，已知腐植酸分子中含有苯环、稠环和某些杂环(如吡咯、呋喃、吲哚等)，各芳香环之间有桥键相连，芳香环上有各种功能基团，主要是羧基、酚基、羟基、甲氧基、醌基等。本发明中腐植酸钠作为营养物质，提供碳源和氮源的同时，能够提供多种微量元素，并且能够使微生物具有耐盐性，并利于其它营养物质的利用和吸收。本发明高盐废水中，腐植酸钠一方面可以与废水中的金属离子发生螯合作用，从而减少高盐废水中金属离子对微生物的影响；另一方面腐植酸钠可以进入微生物细胞内，提高微生物细胞的渗透压，防止外界渗透压过大而导致微生物的失水失活，并能增加酶活性，促进蛋白质的合成；再者，腐植酸钠可以改善细胞膜的通透性，让营养元素更易进入细胞内。

[0024] 本发明所用混合维生素是保持生物正常新陈代谢的重要活性物质，作为生长因子虽含量很少，但不可或缺。本发明优选混合维生素为D-泛酸钙、肌醇、烟酸、维生素B6、对氨基苯甲酸和维生素B12的组合。在高盐废水中，由于高浓度盐的存在，抑制了微生物的生长和新陈代谢，也抑制了微生物自身产生维生素的能力；本发明优选的特定组成的混合维生素的加入，满足了微生物对维生素的需求，提高了微生物的耐盐性。对氨基苯甲酸是合成维生素B9叶酸的前体，在二氢叶酸合成酶的催化下，与二氢蝶啶焦磷酸及谷氨酸或二氢蝶啶焦磷酸与对氨基苯甲酰谷氨酸合成二氢叶酸。二氢叶酸再在二氢叶酸还原酶的催化下被还原为四氢叶酸，四氢叶酸进一步合成得到辅酶F，为细菌合成DNA碱基提供一个碳单位。

[0025] 本发明所用蛋白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类，能为微生物提供 C源、N源、生长因子等营养物质。

[0026] 本发明所用酵母浸粉富含蛋白质、氨基酸、肽、多肽、核酸、维生素及微量元素等营养成分，可提供碳源、氮源、磷源、维生素、微量元素等。

[0027] 本发明所用三磷酸腺苷二钠(ATP-Na2)是一种高能磷酸化合物；在细胞中，ATP能与ADP相互转化实现贮能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。在高盐废水中，由于高浓度盐的存在，抑制了微生物的生长及新陈代谢，本发明三磷酸腺苷二钠 (ATP-Na2)的加入，可以直接被微生物所利用，为微生物提供能量，促进其对其它营养成分的吸收和利用，提高主动运输效率，增加细胞质浓度，从而抵抗外界高渗透压，提高其耐盐性。

[0028] 本发明各种原料组分并不是单独发挥作用，而是相互影响相互作用，共同发挥协同作用。本发明腐植酸钠、混合维生素、蛋白胨、酵母浸粉在提供营养成分的同时，其中的腐植酸钠、混合维生素结合三磷酸腺苷二钠(ATP-Na2)可以发挥协同作用共同提高微生物的耐盐性，并进一步利于上述营养成分的吸收和利用，从而促进高盐废水中的微生物生长及新陈代谢，从而增强高盐废水的生化处理效果。

[0029] 本发明具有以下有益效果：

[0030] 1、本发明微生物促生增效营养剂充分考虑了高盐废水生化处理过程的机理，具有组份比较简单、针对性较强、配伍合理等特点。

[0031] 2、本发明微生物促生增效营养剂，能够有效促进高盐废水中微生物的生长和新陈代谢，从而缩短了高盐废水生化处理过程中活性污泥培养与驯化的时间，提高了整个生物处理过程的稳定性，还大大提高了驯化污泥中有益菌的总量，有效提高了高盐废水的处理效果，COD去除率高。

[0032] 3、本发明微生物促生增效营养剂是水基，使用方法简便，不但可以应用于高盐废水的处理，也可以推广应用于难处理、低营养的工业废水的处理(或预处理)，如石化废水、焦化废水、造纸废水等；还可应用于高氨氮废水的处理(反硝化过程)，达到降低水中总氮含量的目的。

[0033] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

[0034] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0035] 图1为应用本发明提供的微生物促生增效营养剂的高盐废水处理流程图。

具体实施方式

[0036] 针对现有技术存在的不足，本发明提供一种适用于高盐废水处理的微生物促生增效营养剂及其制备方法。本发明微生物促生增效营养剂利用天然物质腐植酸钠和酵母浸粉提供多种微量元素，同时腐植酸钠、蛋白胨和酵母浸粉作为碳源、氮源，酵母浸粉同时提供磷源，然后结合维生素、三磷腺苷二钠(ATP-Na2)，营养全面，并且各种组分相互作用相互影响，即使在高盐废水中，其中的微生物也能充分利用本发明营养剂的营养成分，使微生物具有耐盐性，促进高盐废水中的微生物生长及新陈代谢，从而增强高盐废水的生化处理效果。

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

[0039] 实施例1

[0040] 本实施例1提供了一种微生物促生增效营养剂，包括如下质量百分比的原料：腐植酸钠15％，混合维生素(D-泛酸钙0.1％，肌醇0.05％，烟酸0.1％，维生素B6 0.1％，对氨基苯甲酸0.05％，维生素B12 1.25％)1.65％，微生物蛋白胨2％，面包酵母浸粉 1％，三磷酸腺苷二钠0.25％，余量为蒸馏水。

[0041] 上述微生物促生增效营养剂的制备方法如下：(1)取蒸馏水，加入腐殖酸钠，在常温下配制成水溶液；(2)将蛋白胨和酵母浸粉溶解于步骤(1)得到的水溶液中；(3)将三磷酸腺苷二钠ATP-Na2和混合维生素溶解于步骤(2)得到的水溶液中，并调整溶液的pH 值至5即得微生物促生增效营养剂。

[0042] 实施例2

[0043] 本实施例2提供了另一种微生物促生增效营养剂，包括如下质量百分比的原料：腐植酸钠5％，混合维生素(D-泛酸钙0.1％，肌醇0.05％，烟酸0.1％，维生素B6 0.1％，对氨基苯甲酸0.05％，维生素B12 1.25％)1.65％，微生物蛋白胨1％，啤酒酵母浸粉 0.5％，三磷酸腺苷二钠0.25％，余量为蒸馏水。

[0044] 制备方法同实施例1。

[0045] 实施例3

[0046] 本实施例1提供了一种微生物促生增效营养剂，包括如下质量百分比的原料：腐植酸钠10％，混合维生素(D-泛酸钙0.1％，维生素B6 0.1％，对氨基苯甲酸0.05％，维生素B12 1.25％)1.5％，动物性蛋白胨1.5％，面包酵母浸粉0.75％，三磷酸腺苷二钠 0.25％，余量为蒸馏水。

[0047] 制备方法同实施例1。

[0048] 上述实施例使用的腐植酸钠中腐殖酸的干基质量大于等于75％。在实际制备过程中，微生物促生增效营养剂的配方并不仅限于以上实施例1-3提供的3种。本发明提供的微生物促生增效营养剂的配方只要满足下述要求即可：腐植酸钠5～15％，混合维生素 1.4～1.8％，蛋白胨1～2％，酵母浸粉0.5～1％，三磷酸腺苷二钠0.2～0.3％，余量为蒸馏水，混合维生素为D-泛酸钙、肌醇、烟酸、维生素B6、对氨基苯甲酸和维生素B12 的一种或多种。

[0049] 实施例4

[0050] 本实施例4提供了一种微生物促生增效营养剂的应用，用于高盐废水处理，采用好氧活性污泥法和接触氧化法相结合对高盐废水进行处理，得到复合排放标准的达标废水。如图1所示，为应用该微生物促生增效营养剂的高盐废水处理流程图。该处理过程包括以下步骤：

[0051] (1)由生产厂区而来的高盐废水进入冷却塔1降温至45℃以下，得到低温高盐废水。目的是降低处理高盐废水的温度，达到适宜进行生化处理的温度要求。

[0052] (2)低温高盐废水进入沉降池22，固体悬浮物沉降、分离，得到泥渣和初沉废水，其中：泥渣沉入池底以后被行车吸泥机打入沉渣罐，再泵入压滤机压滤处理，初沉废水自流入调节池3。

[0053] (3)在调节池3中加入盐酸将初沉废水的pH至7～8，为初沉废水预曝气至饱氧状态，得到饱氧废水。有效避免了废水处于缺氧状态进入鼓风曝气池4造成鼓风曝气池4 前段需氧量过大，影响鼓风曝气池4处理效果，通过曝气使废水进一步均质混合。

[0054] (4)鼓风曝气池4持续曝气，使池内保持适宜的溶解氧含量，控制溶氧为4～8mg/L 在鼓风曝气池4中加入微生物促生增效营养剂，饱氧废水进入鼓风曝气池4，与鼓风曝气池4中的微生物反应，进行第一次生化处理，降低饱氧废水的COD，得到初级废水。

[0055] (5)初级废水进入二沉池5中，泥水分离后，得到活性污泥和二沉废水，其中，大部分活性污泥回流入鼓风曝气池4，剩余污泥进入压滤系统处理，另外少量剩余污泥进入沉降池22以促进沉降池22中胶状物的沉淀，沉降池22二沉废水自流入接触氧化池6。此步骤中初级废水由二沉池5中心进入，四周排出，初级废水中污泥沉入池底，活性污泥由周边传动刮泥机刮入池中心进入污泥池，由污泥回流泵打入鼓风曝气池4，剩余污泥由排泥泵排入污泥浓缩罐经浓缩后进压滤机处理；为接触氧化池6挂膜提供污泥；开车时进行污泥培养。

[0056] (6)二沉废水与接触氧化池6中的微生物反应，进行第二次生化处理，进一步降低二沉废水中的COD，得到二级废水。接触氧化池6安装有框架，框架上安装比表面积较大的填料，活性污泥附着在填料上加大了与二沉废水的接触面积，在曝气的作用下进一步降低水中COD。

[0057] (7)二级废水进入终沉池7，泥水分离之后，上清液即为达标废水。此步骤中二级废水由终沉池7中心进入，四周排出，二级废水中污泥沉入池底，活性污泥由刮泥机刮入池中心进入污泥池。

[0058] 对比例

[0059] 一种微生物营养剂，该微生物营养剂与实施例1、2、3不同的是：只加入普通的碳源、磷源和氮源，不加入腐植酸钠、维生素和三磷酸腺苷二钠。

[0060] 除了碳源、磷源和氮源外，再加入玉米粉10％、豆粉5％，余量为蒸馏水。

[0061] 试验结果

[0062] 按照上述实施例4提供的方法采用实施例1-3和对比例提供的微生物促生增效营养剂处理某化工厂氯醇法生产环氧丙烷产生的高盐废水。该高盐废水的pH值在10-12，盐度CaCl2质量分数为3.5％-4.0％，COD值约为2000-3000mg/L，同时生产过程中还会产生氯丙醇、二氯丙烷、二氯异丙醚、氯丙酮等难生物降解的有机氯化物，若不妥善处理，将对环境造成严重的污染。将实施例1-3、对比例得到的营养剂按40ppm投入鼓风曝气池，并设置不加营养剂的空白组。测试曝气池中的污泥浓度。实验结果如下：

[0063] 表1驯化15天后实验结果

[0064]样品 有益菌总量(亿个/g) 污泥浓度(g/L) COD的去除率(％)
实施例1 1.6 23.1 91.3
实施例2 1.3 20.3 85.1
实施例3 1.4 22.5 89.2
对比例 1.2 18.3 82.1
空白 1.1 16.2 81.4

[0065] 表2驯化20天后实验结果

[0066] 样品 有益菌总量(亿个/g) 污泥浓度(g/L) COD的去除率(％) 实施例1 1.9 24.3 92.1实施例2 1.4 21.6 87.5
实施例3 1.6 23.2 90.3
对比例 1.3 19.1 83.5
空白 1.3 16.7 83.1

[0067] 表3驯化30天后实验结果

[0068]

[0069]

[0070] 从上述对比试验结果看，在同样的驯化期内，投加本发明的营养剂，可将COD的去除率提高至少3个百分点，污泥浓度增加至29.1g/L，大大增强了高盐废水COD生化处理系统的处理效果。

[0071] 以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

[0072] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

[0073] 应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。