生物强化剂及其制备方法和使用方法
【专利摘要】本发明属于环境工程工业废水生物处理【技术领域】，具体为一种生物强化剂及其制备方法和使用方法，加入到工业废水生物反应池内，以去除废水中的有机污染物。本发明根据微生物生长对营养物的需求，研制一种无毒且不含菌种的生物强化剂，该药剂含有腐植酸、生物素、氨基酸、细胞分裂素、维生素、微量元素等成分，投入受污水体中，能促进微生物生长，使其大量繁殖，激活土著微生物的活性，通过微生物的共代谢作用，去除水中的污染物。该生物强化剂原料价廉易得，配制工序简便，药剂能长时间稳定保存。采用该生物强化剂作为工业废水处理的辅助工艺，操作简便，高效节能，运行费用低，可用在所有利用生物方法处理工业废水的工艺上，具有广阔的应用前景。
【专利说明】生物强化剂及其制备方法和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业废水处理的药剂，即开发一种无毒且不含菌种的生物强化剂及其制备方法和使用方法，加入到工业废水生物反应池内，以去除废水中的有机污染物。本发明属于环境工程工业废水生物处理【技术领域】，属于生物强化技术范畴。
【背景技术】
[0002]生物修复技术是近年来发展起来的新兴技术，由于它投资省，不引起二次污染等特点成为发展迅速的治理技术。微生物修复技术主要有两种形式:一是利用土著微生物，为土著微生物提供适宜的生活环境，如同污水处理，为其提供溶解氧、营养物质、适宜的PH值、温度等条件，以促进土著微生物的生长来降解环境污染物，从而净化环境；二是筛选特定菌种，针对特定的污染物，筛选出能够降解此类污染物的微生物种群，将特定工程菌接种到受污染环境中，并为之提供最适应的生存条件，以期完全降解污染物，达到环境修复的目的。对比物理化学修复而言，微生物修复主要优点有投入少、能耗低、管理方便、安全可靠等优点，符合建立经济节约型、资源循环型可持续发展社会理念。
[0003]生物强化技术是生物修复的一种，是通过向受污染环境中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质，激活受污染环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，快速生长繁殖，从而去除污染物。
[0004]在环境中存在的微生物都需要从外界摄取物质和能量，来满足自身生长和繁殖的需要，而微生物生长的营养和能量主要产自于碳源、氮源、生长因子、能源、无机盐和水等六大要素。在受污染的环境中，污染物只提供了碳源或者氮源等六大要素中某一种或某几种，导致微生物生长营养缺乏，营养物的缺乏常常是水体微生物降解污染物的主要限制因子。向受污染环境中投加部分营养物质或者含有某些营养物质的生物制剂，或者投加表面活性剂，为微生物生长提供营养，促进其对有机污染物的吸收，有利于其生长和繁殖，从而消耗污染物，将污染物降解成为二氧化碳和水，`达到修复环境的目的同时提高水体净化效率。
[0005]典型的生物强化剂一般含有有机酸、细胞分裂素、生物素、单糖、天然荷尔蒙、酶、天然表面活性剂、毒性缓冲剂、微量元素等。在工业废水处理系统中加入生物强化剂，能促进废水处理系统中微生物的新陈代谢，促使微生物在较差环境中快速大量地生长，形成良好的菌胶团，对有机难降解物质形成共代谢作用，改善废水处理效果。同时，生物强化剂还能增加微生物多样性，使多种微生物更有效地协同发挥作用，更彻底地降解污染物，并提高系统耐负荷冲击能力。
[0006]生物促生技术在国外研究较早，实际工程应用也比较多，规模最大的一次是1989年，美国实施的“阿拉斯加研究计划”，为修复阿拉斯加威廉王子海湾的石油污染，向其中投加了氮源和磷源作为营养物质，使得石油烃降解菌增加了 1-2个数量级，整个项目提前两个月完成。Quang-Dung Bach等人将含有缓释药物肥料、乳酸和酵母膏等的药物制剂加入到受到AH污染的厌氧污泥中，使得PAH降解速率提高1.2-8.2倍，说明加入此刺激药剂之后，对土著微生物生长和繁殖有促进作用，土著微生物数量显著提高。[0007]生物促生技术作为一种新兴的治污手段，代表了当今较为先进的生物技术形态和技术理念，具有技术先进、经济节能(无基建、无动力消耗、投入少)、管理方便(操作简单、无复杂的辅助设备、无需专门的人员配备)和安全可靠(利用并强化污染物质降解的自然规律，在治污同时不增加别的污染形式)等特点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种生物强化剂及其制备方法和使用方法，该生物强化剂可用作工业废水处理的辅助工艺，即投加一定量的生物强化剂至正在运行的工业废水生物处理设施或者濒临崩溃的生物处理系统中，为系统中的微生物提供能量和营养物质，激发污水中土著微生物的活性，人工强化微生物的降解能力，加快有机物的降解进程，达到更佳的污水处理效果，同时提高生物处理系统的稳定性，能够提高系统的抗冲击负荷能力，有助于崩溃系统的快速恢复。采用该生物强化剂来强化工业废水处理，处理方法简单、投入少、不消耗能耗、处理效果好。
[0009]本发明的技术方案是:
[0010]一种生物强化剂，含有蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、维生素、细胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物质，各物质的质量分数为:
[0011]蛋白胨3.0%-5.2% ;氨基酸 2.0%-4.5% ;葡萄糖 1.4%_2.7% ;维生素 1.2%-2.5% ；细胞分裂素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% ;余量为浓度0.5wt%的氯化钠水溶液。
[0012]本发明中，微量元素为无机营养物质，主要为矿质营养包括磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、铜、钴、锌和钥等，微 量元素中各自所占的比例不限。其作用主要是作为细胞的成分和酶活性的激活剂，对微生物体内各反应有促进作用。
[0013]优选地，微量元素中，各自所占的重量份数分别为磷10-30份、硫3-15份、钾5_10份、钙5-10份、镁1-3份、铁0.3-0.5份、锰0.2-0.4份、铜0.2-0.5份、钴0.1-0.3份、锌
0.1-0.3 份、钥 0.1-0.2 份。
[0014]本发明生物强化药剂安全无毒，不含菌种，pH近似中性，为浅棕色液体，含有微生物生长所需的营养物质，其营养成分含有:生物素、细胞分裂素、氨基酸、腐植酸、单糖、维生素、微量元素等促进微生物生长，激活微生物活性的成分。通过反复试验，改良配方，含有蛋白胨、腐植酸、葡萄糖、生物素、氨基酸、维生素、细胞分裂素、氯化钠、微量元素等物质，按照一定的比例混合，配制成生物强化剂。将该药剂投入污水中，能促进微生物生长繁殖，激发微生物的活性，通过微生物的共代谢作用，以去除工业废水中难降解污染物，提高系统稳定性，加快调试生物处理速度。
[0015]本发明中，蛋白胨是将鱼、肉等用蛋白酶水解后干燥而成的粉剂，富含有机氮化合物和一些维生素，能为微生物生长和繁殖提供碳源、氮源和生长因子等营养物质，所含某些生物素能够对微生物分泌特定代谢产物有促进作用。
[0016]本发明中，维生素为维生素B1、B3、B5等B类维生素之一种或两种以上，其作用主要是刺激微生物产生特异性酶类，从而强化微生物分解并利用有机难降解物质。
[0017]所述生物强化剂的制备方法，将组成物质溶解于0.5wt%的氯化钠溶液中，通过搅拌、静置、过滤等工序配制成的药剂为浅棕色液体，PH值近似中性6.8-7.2。配制的步骤如下:
[0018]第一步:溶解。按照所述比例称取蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、维生素、细胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物质，将称量好的物质分别加入浓度为0.5wt%的氯化钠溶液中，制成混合液；
[0019]第二步:搅拌。将混合溶液缓缓搅拌2-4小时，达到均匀混合；
[0020]第三步:静置。搅拌后的溶液在室温下静置4-6小时；
[0021]第四步:过滤。将静置后的混合液过滤，得到的滤液即为制备的生物强化剂。
[0022]本发明中，生物强化剂趋光密封，能长时间稳定保存。
[0023]本发明生物强化剂的使用方法，投加生物强化剂前，根据工业废水本身特性确定投加量，将生物强化剂稀释10-20倍，加入污水处理系统的调节池或者进水口处。
[0024]本发明的优点如下:
[0025]1.本发明原料廉价易得；
[0026]2.本发明配制过程简单，易于存储；
[0027]3.本发明使用生物强化剂的过程简单，可采用人工投加，无需能耗，不增加辅助设施，无任何基建投入，充分利用原有污水处理设施。
[0028]4.本发明在污水处理工程中，投加生物强化剂作为污水处理的辅助工艺，处理成本低，每吨污水增加的成本仅·为0.3-0.6元，对难降解、有恶臭、泡沫多、污泥膨胀显著的污水有良好的处理效果，提高了处理系统的效率和经济性。
[0029]5.本发明可用在所有利用生物方法处理工业废水的工艺上，应用范围广泛。【具体实施方式】
[0030]实施例1:处理浙江绍兴某印染厂的高浓度废水
[0031]本实施例中，生物强化剂含有蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、维生素、细胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物质，各物质的质量分数为:
[0032]蛋白胨4% ;氨基酸3% ;葡萄糖1.8% ;维生素(本实施例为BI) 1.6% ;细胞分裂素
0.35% ;生物素0.020% ;腐植酸1.1% ;微量元素1% ;余量为浓度0.5wt%的氯化钠水溶液。微量元素为无机营养物质，主要为矿质营养包括磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、铜、钴、锌和钥等，微量元素中，各自所占的重量份数分别为磷23份、硫11份、钾6.5份、钙5.2份、镁2.3份、铁0.37份、锰0.28份、铜0.26份、钴0.17份、锌0.12份、钥0.11份。
[0033]配制的步骤如下:
[0034]第一步:溶解。按照所述比例称取蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、维生素、细胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素等物质，将称量好的物质分别加入浓度为0.5wt%的氯化钠溶液中，制成混合液；
[0035]第二步:搅拌。将混合溶液缓缓搅拌3小时，达到均匀混合；
[0036]第三步:静置。搅拌后的溶液在室温下静置5小时；
[0037]第四步:过滤。将静置后的混合液过滤，得到的滤液即为制备的生物强化剂。
[0038]该污水处理厂采用水解酸化+生物接触氧化工艺，处理流程为:原污水-调节池-UBF水解酸化-生物接触氧化-二沉池-气浮池-出水，出水水质要求能达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)三级排放标准，排入城市污水处理厂中，将生物强化剂稀释10倍，在调节池中加入IOmVm3污水的生物强化剂，通过检测进出水水质指标，并对比未加入生物强化剂的污水处理水质指标，考察生物强化剂对污水处理系统水质的影响。水质指标如表1、表2所示。
[0039]I)未加入生物强化剂
[0040]表1未加入生物强化剂的污水处理系统进出水水质指标
[0041]
【权利要求】
1.一种生物强化剂，其特征在于，该生物强化剂含有蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、维生素、细胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素，各物质的质量分数为: 蛋白胨3.0%-5.2% ;氨基酸2.0%-4.5% ;葡萄糖1.4%_2.7% ;维生素1.2%_2.5% ;细胞分裂素 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% ；余量为浓度0.5wt%的氯化钠水溶液。
2.按照权利要求1所述的生物强化剂，其特征在于，微量元素为无机营养物质，包括磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、铜、钴、锌和钥，微量元素中各自所占的比例不限。
3.按照权利要求1所述的生物强化剂，其特征在于，维生素为B类维生素之一种或两种以上。
4.按照权利要求3所述的生物强化剂，其特征在于，B类维生素为维生素B1、B3、B5之一种或两种以上。
5.按照权利要求1所述的生物强化剂的制备方法，其特征在于，将组成物质溶解于0.5被％的氯化钠溶液中，通过搅拌、静置、过滤工序配制成的药剂为浅棕色液体，pH值6.8_7.2 ο
6.按照权利要求5所述的生物强化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:溶解；按照所述比例称取蛋白胨、氨基酸、葡萄糖、维生素、细胞分裂素、生物素、腐植酸、微量元素，将称量好的物质分别加入浓度为0.5wt%的氯化钠溶液中，制成混合液； 第二步:搅拌；将混合溶液缓缓搅拌2-4小时，达到均匀混合； 第三步:静置；搅拌后的溶液在室 温下静置4-6小时； 第四步:过滤；将静置后的混合液过滤，得到的滤液即为制备的生物强化剂。
7.按照权利要求1所述的生物强化剂的使用方法，其特征在于，将生物强化剂稀释10-20倍，加入污水处理系统的调节池或者进水口处，强化剂的使用量为每立方米污水中加入10ml-50ml生物强化剂。
【文档编号】C02F3/34GK103848504SQ201210496487
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】孟得磊, 郝凤英 申请人:沈阳铝镁设计研究院有限公司