一种基于生物膜的养殖废水处理系统的制作方法
【专利摘要】一种基于生物膜的养殖废水处理系统，包括相互串联的内部装有支架的多个水桶，首个水桶设有淋水装置，末端水桶中的水重新流回养殖池；所述支架上固定有生物膜，其培养方法包括用筛网筛选甘蔗渣装入网袋置于支架上；向容器内泵入养殖池水浸没附着基，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus?sp.)菌粉并投加营养盐；10-15天后补加一次；所用菌种名称为Shan-1；经历25-30天即培养成熟。本发明简单可行、成本低、使用期长，在海水养殖废水处理中具有很强的实际应用价值。本发明所采用的生物膜在甘蔗渣上能存活很长时间，对养殖废水有很强的处理能力，特别是对养殖废水中的氨氮和亚硝氮具有很强的降解能力。
【专利说明】一种基于生物膜的养殖废水处理系统
【技术领域】
[0001]本发明属于海水养殖废水处理领域,具体涉及一种基于生物膜的养殖废水处理系统，以处理海水养殖中产生的废水。
【背景技术】
[0002]海水养殖中废水排放的环境问题已越来越引起人们的重视，在养殖废水处理中，生物膜法废水处理技术的优越性，正受到人们越来越多的关注。人们用不同的材料作为载体，接种不同的菌株培养生物膜，利用微生物的降解作用来处理养殖废水。目前常用的载体有:沙子、碎石、砂砾、塑料蜂窝、陶粒、弹性填料、焦炭、炉渣、石棉瓦等。与此相比，用甘蔗渣作为载体有比表面积大、经济廉价、容易获取等特性。此外，随着甘蔗渣的缓慢分解能为细菌提供碳源等营养物质，与具有高效性能的细菌相结合，能达到理想的使用效果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于生物膜的养殖废水处理系统，能够利用甘蔗渣作为载体接种芽孢杆菌(Bacillus sp.)培养生物膜来处理养殖废水的方法，它能满足海水养殖废水处理所需要的设计成本低、能耗低、净化效率高、不产生二次污染等需求。
[0004]一种基于生物膜的养殖废水处理系统，其特征在于包括相互串联的3-5个水箱，所述水箱内装有以耐腐蚀材料制成的多层支架，每个水箱的进水管的出水口都设置在底部而水箱的出水口在顶部使每个水箱中水体均至下而上流动；第一个水箱设置一个带有水泵的淋水装置，最后一个水箱中的水重新流回养殖池；所述支架上固定有按照以下方法培养成熟的生物膜；
[0005]所述生物膜的培养方法包括:附着基的制备步骤和生物膜的培养步骤，
[0006]所述的附着基制备步骤:用筛网筛选出直径为250μπι-600μπι的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛絹制作的网袋，每个网袋甘蔗渣厚度为1.5-2.5cm，再将网袋置于容器内的支架上；
[0007]所述的生物膜培养步骤:向上述容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，通过气石调节充气量使容器水体中溶氧维持在5_6mg/L ;按照水体体积，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉使容器内芽孢杆菌数量达到106-107cfu/mL并投加NH4C1和糖蜜作为营养盐；10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌(Bacillus sp.);所述的芽孢杆菌菌粉所用菌种名称为BZ-5 ；
[0008]在海水盐度为22%。-35%。、温度28-33°C、PH7.5-8.5条件下，总共经历25-30天，或者当每克甘蔗渣上附着菌不低于IOlOcfu时，所述网袋即成为培养成熟的生物膜。
[0009]每个支架3-5层，每层均平铺一层孔径为15mm-30mm的方格网布；所述的培养成熟的生物膜设置在该网布上，
[0010]每个支架体积是水箱体积的40%-50%。
[0011]处理系统的水箱总体积为养殖废水日排放量1-2倍。[0012]所述营养盐浓度分别为由NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L。
[0013]所述芽孢杆菌菌粉是经发酵后经低温冷冻制成，且活化后菌体浓度约为1010-1011cfu/g。
[0014]上述选用筛选的芽孢杆菌(Bacillus sp.)名称为BZ-5，已于2014年3月14日保藏在位于北京朝阳区北辰西路I号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC N0.8919。
[0015]本发明简单可行、成本低、使用期长，在海水养殖废水处理中具有很强的实际应用价值。本发明所采用的生物膜在甘蔗渣上能存活很长时间，对养殖废水有很强的处理能力，特别是对养殖废水中的氨氮和亚硝氮具有很强的降解能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的总体结构示意图。
[0017]图2是本发明的支架的结构示意图。 [0018]其中，1、水箱，2、淋水装置，3、支架，4、水管，5、方格网布，6、网袋，7、储水罐。【具体实施方式】
[0019]本系统所采用的生物膜以甘蔗渣为载体按照以下方法培养成熟:包括甘蔗渣附着基的制备步骤和生物膜的培养步骤:
[0020]所述的甘蔗渣附着基制备步骤:用筛网筛选出直径为250μπι-600μπι的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛絹制作的网袋，每个网袋内甘蔗渣厚度为1.5-2.5cm，再将网袋置于容器内的支架上；
[0021]所述的生物膜培养步骤:向上述容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，通过气石调节充气量使系统中溶氧维持在5-6mg/L;按照水体体积，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉使容器内芽孢杆菌数量达到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作为营养盐；所述营养盐浓度分别为NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L，10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌(Bacillus sp.);所述的芽孢杆菌菌粉所用菌种名称为BZ-5 ;
[0022]在海水盐度为22%。-35%。、温度28_33°C、PH7.5-8.5条件下，培养25-30天后每克甘蔗渣上附着菌可达IOltlCfu,所述甘蔗渣附着基上即附着了成熟的生物膜。所述的芽孢杆菌菌粉是经发酵后经低温冷冻制成，活化后菌体浓度为lO^lOUcfu/g。
[0023]本系统的构建及使用方式如下:
[0024]1.支架及处理系统的建立:首先处理系统如图1所示，由若干个圆形加厚水箱I组成，每个水箱I作为一个处理单元，总体积约为养殖废水日排放量1-2倍；第一个处理单元配备一个淋水装置2，淋水装置2滴下的水经由储水罐7汇集后输入到该处理单元的水箱底部，最后一个处理单元中水可重新流回养殖池3 ;每个处理单元放置一个支架3，并用水管4连接，每个处理单元的进水管的出水口都设置在底部而出水口在顶部使每个桶中水体均至下而上流动；
[0025]所述支架2如图2所示，用耐腐蚀的硬质材料如PVC管制作，每个支架3-5层，每层平铺一层孔径为15mm-30mm的方格网布5,每个支架2体积约占处理单兀的40%_50%。
[0026]2.附着基制备:用筛网筛选出长度为250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛絹制作的网袋6，每个网袋6装甘蔗渣1.0-1.2Kg，再将网袋6固定在支架网布5上；每层网布5平铺一袋甘蔗渣，水体垂直流过甘蔗渣，能极大的增加生物膜与水体的接触面积，增大降解效率；60目大小孔径网袋能包裹甘蔗渣并具有良好的过水性能，随着甘蔗渣的缓慢降解会有部分细小甘蔗渣进入水体，这不仅能促进生物膜的更新换代也能增加水体中碳氮比促进微生物的生长；
[0027]3.按照上述方式对生物膜进行培养，经25-30天生物膜即培养成熟，成熟后甘蔗渣附着菌可达10lclcfu/g左右，能快速降解养殖废水；
[0028]4.废水处理:将废水经由淋水装置输入第一个处理单元，从最后一个处理单元中重新流回养殖池；在处理初始氨氮浓度为5.98mg/L养殖废水时，72h后氨氮浓度降到
0.22mg/L，去除率高达96%，可根据养殖废水的不同污染程度调整水力停留时间以获得最大效率。
[0029]上述的芽孢杆菌(Bacillus sp.)来自浙江省舟山市对虾养殖池塘的底泥中，经过纯化筛选获得。上述芽孢杆菌(Bacillus sp.)在LB固体培养基上形成为圆形菌落，表面光滑，边缘整齐，表面湿润，白色，不透明，革兰氏染色呈阳性。
[0030]上述芽孢 杆菌(Bacillus sp.)菌粉经发酵低温冷冻制成，菌体浓度约1010-10ncfu/go上述选用筛选的芽孢杆菌(Bacillus sp.)名称为BZ-5，已于2014年3月14日保藏在位于北京朝阳区北辰西路I号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC N0.8919。
【权利要求】
1.一种基于生物膜的养殖废水处理系统，其特征在于包括相互串联的3-5个水箱，所述水箱内装有以耐腐蚀材料制成的多层支架，每个水箱的进水管的出水口都设置在底部而水箱的出水口在顶部使每个水箱中水体均至下而上流动；第一个水箱设置一个带有水泵的淋水装置，最后一个水箱中的水重新流回养殖池；所述支架上固定有按照以下方法培养成熟的生物膜； 所述生物膜的培养方法包括:附着基的制备步骤和生物膜的培养步骤， 所述的附着基制备步骤:用筛网筛选出直径为250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛絹制作的网袋，每个网袋甘蔗渣厚度为1.5-2.5cm，再将网袋置于容器内的支架上； 所述的生物膜培养步骤:向上述容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，通过气石调节充气量使系统中溶氧维持在5-6mg/L ;按照水体体积，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillussp.)菌粉使容器内芽孢杆菌数量达到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作为营养盐；10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌(Bacillus sp.);所述的芽孢杆菌菌粉所用菌种名称为BZ-5 ;在海水盐度为22%。-35%。、温度28-33°C、PH7.5-8.5条件下，总共经历25-30天时，所述网袋即成为培养成熟的生物膜。
2.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于每个支架3-5层，每层均平铺一层孔径为15mm-30mm的方格网布；所述的培养成熟的生物膜设置在该网布上。
3.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于每个支架体积是水箱体积的40%-50%。
4.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于处理系统的水箱总体积为养殖废水日排放量1-2倍。
5.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于所述营养盐浓度分别为由NH4C120mg/L、糖蜜 0.3g/L。
6.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于所述芽孢杆菌菌粉是经发酵后经低温冷冻制成，且活化后菌体浓度约为KT-lQUcfu/g。
【文档编号】C02F3/34GK103896410SQ201410161735
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】马甡, 王贤丰, 单洪伟, 魏逸峰, 叶建勇 申请人:中国海洋大学