一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用。该制备方法包括：(1)在粗纤维原料中接种产絮菌，进行好氧发酵，获得一级发酵物；(2)在一级发酵产物中接种巴氏梭菌CGMCC1.208，进行厌氧发酵，获得二级发酵物；(3)待二级发酵物的含水量降至25～30％后，在二级发酵物中接种粘细菌，制成含水量在40％以下、pH为6～8的三级发酵基质；(4)进行好氧发酵，获得三级发酵物；(5)利用乙酸乙酯对三级发酵物进行浸提，取浸提液，过滤取清液，干燥，获得所述微生物絮凝剂。本发明专利技术采用产絮菌‑巴氏梭菌‑粘细菌对粗纤维原料依次进行好氧‑厌氧‑好氧发酵，获得的絮凝剂对富磷污水具有优良的除磷效果。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用。
技术介绍
目前在城市污水处理过程中不但要求取出COD和SS，而且对除磷和脱氮都提出了较高的要求。而在农村，因环境意识淡薄，因贪图便宜而使用富磷洗衣粉的还大有人在，这就导致农村河水的磷污染情况也不容乐观。污水除磷技术可以分为生物除磷和化学除磷两类。其中，生物除磷的本质是通过聚磷菌在好氧条件下过量摄取废水中的磷并积聚在细胞内，然后作为剩余污泥排出。通常认为生物除磷系统运行费用低，管理方便，但处理效果不稳定，聚磷菌本身存在固定的生长周期，很难实现长时间稳定达标排放，尤其是进水磷酸盐浓度较高时，这种情况尤为明显。而化学除磷则是通过投加化学药剂使磷酸盐以化学沉淀形式从污水中分离出来。化学除磷系统最大的特点是可以通过控制药剂投加量来控制除磷效果，但化学药剂通常费用较高，限制了它在实际工程中的应用。
技术实现思路
本申请提供了一种微生物絮凝剂的制备方法，利用该制备方法能够获得具有优良除磷效果且成本低廉的微生物絮凝剂。一种微生物絮凝剂的制备方法，包括：(1)在粗纤维原料中接种产絮菌，进行好氧发酵，获得一级发酵物；(2)在一级发酵产物中接种巴氏梭菌(Clostridiumpasteurianum)CGMCC1.208，进行厌氧发酵，获得二级发酵物；(3)待所述二级发酵物的含水量降至25～30％后，在二级发酵物中接种粘细菌，制成含水量在40％以下、pH为6～8的三级发酵基质；(4)进行好氧发酵，获得三级发酵物；(5)利用乙酸乙酯对三级发酵物进行浸提，取浸提液，过滤取清液，干燥，获得所述微生物絮凝剂；所述产絮菌包括：①：草生毛霉(Mucorfoenicola)CGMCC3.2212、长枝木霉(Trichodermalongibrachiatum)CGMCC3.5924、塔宾曲霉(Aspergillustubingensis)CGMCC3.3292、山地青霉(Penicilliummontanense)CGMCC3.6588和小孢根霉(Rhizopusmicrosporus)CGMCC3.3608中的至少一种。本专利技术先在粗纤维原料中接种产絮菌，利用产絮菌对粗纤维原料进行第一次的生物转化，生成能够使污水中的磷酸盐沉淀的代谢物；但经过一轮好氧发酵后，产絮菌已经进入生长周期末尾(衰败期)，这就使得产絮菌对粗纤维原料的转化非常有限。因此，本专利技术继续在一级发酵物中接种巴氏梭菌(Clostridiumpasteurianum)CGMCC1.208进行厌氧发酵。该巴氏梭菌菌株不仅能够利用纤维素生成具有絮凝功能的代谢物，而且在厌氧发酵过程中，步骤(1)好氧发酵过程中产生的代谢物之间、以及厌氧发酵过程中产生的代谢物与好氧发酵过程中产生的代谢物之间都会发生复杂的化学反应，从而获得具有多种官能团的絮凝剂。本专利技术进一步在二级发酵物中接种粘细菌，粘细菌能够以二级发酵物中残留的粗纤维原料作为营养来源，或者能以二级发酵物中死亡的或活性较低的产絮菌和解纤维梭菌作为营养来源，进一步生成能够使污水中的磷酸盐沉淀的代谢物，大大提高了原料利用率和产能效率。作为优选，所述产絮菌还包括：②：小链霉菌(Streptomycesparvus)CGMCC4.5927、淀粉酶链霉菌石板色亚种(Streptomycesdiastaticussubsp.ardesiacus)CGMCC4.1682和灰略红链霉菌(Streptomycesgriseorubens)CGMCC4.5959中的至少一种。第②组产絮菌与第①组不同，第②组是放线菌(第①组是真菌)，本专利技术发现，上述放线菌不仅能降解纤维素对其进行生物转化，而且与第①组中所列的真菌之间不存在拮抗作用，两者所产生的代谢物之间还有可能存在协同增效作用，使得絮凝剂的除磷效率更高。作为进一步优选，所述产絮菌包括：小孢根霉(Rhizopusmicrosporus)CGMCC3.3608和小链霉菌(Streptomycesparvus)CGMCC4.5927。在步骤(1)接种产絮菌之前，可以先将粗纤维原料进行粉碎，粉碎程度越细越好。如此不仅能够提高粗纤维利用率，而且也便于产絮菌、巴氏梭菌和粘细菌生长，后续提取絮凝剂时，也能获得较高的提取效率。粗纤维原料可以是农作物，如秸秆，甘薯渣，甘蔗渣等。粉碎后，应当将粗纤维原料的含水量调整至50～70％，pH调整至4～8，从而为产絮菌提供适宜其生长繁殖的环境。作为优选，以干重计，第①组和第③组产絮菌的接种量为105～106个孢子/克粗纤维原料；第③组产絮菌生长速度相对较慢，因此其接种量应高于第①组。作为优选，步骤(1)中，所述好氧发酵的温度为25～30℃，好氧发酵时间为28～38天。作为优选，以干重计，所述巴氏梭菌(Clostridiumpasteurianum)CGMCC1.208的接种量为1010～1012CFU/克粗纤维原料。作为优选，步骤(2)中，所述厌氧发酵的时间为70～90天。作为优选，所述粘细菌为纤维堆囊菌(Soranguimcellulosum)ATCC25532。纤维堆囊菌能够以二级发酵物中残留的纤维质原料作为营养来源，将纤维素进行生物转化，产生大量的粘液，粘液中含有的糖蛋白、粘多糖等大分子能与二级发酵物中的代谢物和反应物混合，使获得的絮凝剂具有更佳的絮凝能力和除磷效率。作为优选，以干重计，所述粘细菌的接种量为1010～1012CFU/克粗纤维原料。之所以要将二级发酵物的含水量降至25～30％后再接种粘细菌，同时控制接种后三级发酵基质的含水量在40％以下、pH在6～8，是因为粘细菌对自身生长条件的要求较高，需氧量高，若含水量过高不利于粘细菌生长。作为优选，步骤(3)中，所述好氧发酵的温度为30～35℃，发酵时间为70～90天。纤维堆囊菌对纤维质原料的发酵周期较长，需要一段较长的时间才能最大程度地利用纤维质原料。在纤维堆囊菌的发酵过程中，纤维堆囊菌的代谢物可能还会与二级发酵物中具有絮凝和除磷功效的小分子发生复杂的化学反应，使得最终获得的絮凝剂具有更佳的絮凝能力和除磷效率。本专利技术还提供了由所述制备方法获得的微生物絮凝剂。该微生物絮凝剂中不仅含有由产絮菌和解纤维梭菌生成的代谢物，以及代谢物之间相互反应生成的反应物，还包含了粘细菌生成的糖蛋白、粘多糖等大分子，这些大分子与二级发酵物中的代谢物和反应物，或混合，或相互反应，进一步提高絮凝剂的絮凝能力和除磷效率。本专利技术还提供了所述的微生物絮凝剂在富磷污水处理中的应用。在进行富磷污水处理时，微生物絮凝剂的投加量可以根据污水中磷酸盐的浓度而作相应调节。对于本专利技术的微生物絮凝剂，当污水中磷酸盐的浓度在5mg/L左右时，投加量在0.1g/L即可，此时磷酸盐的浓度越小，本专利技术的微生物絮凝剂的投加量也可以适当减少。当污水中磷酸盐的浓度在160mg/L左右时，投加量在0.04～0.05g/L即可。本专利技术的微生物絮凝剂具有优异的除磷效果，使用较少的投加量即可高效处理富磷污水，使富磷污水中的含磷量降低到正常水平。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术先在粗纤维原料中接种产絮菌，利用产絮菌对粗纤维原料进行第一次的生物转化，生成能够使污水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括：(1)在粗纤维原料中接种产絮菌，进行好氧发酵，获得一级发酵物；(2)在一级发酵产物中接种巴氏梭菌(Clostridium pasteurianum)CGMCC1.208，进行厌氧发酵，获得二级发酵物；(3)待所述二级发酵物的含水量降至25～30％后，在二级发酵物中接种粘细菌，制成含水量在40％以下、pH为6～8的三级发酵基质；(4)进行好氧发酵，获得三级发酵物；(5)利用乙酸乙酯对三级发酵物进行浸提，取浸提液，过滤取清液，干燥，获得所述微生物絮凝剂；所述产絮菌包括：①：草生毛霉(Mucor foenicola)CGMCC3.2212、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)CGMCC3.5924、塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)CGMCC3.3292、山地青霉(Penicillium montanense)CGMCC 3.6588和小孢根霉(Rhizopus microsporus)CGMCC3.3608中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括：(1)在粗纤维原料中接种产絮菌，进行好氧发酵，获得一级发酵物；(2)在一级发酵产物中接种巴氏梭菌(Clostridiumpasteurianum)CGMCC1.208，进行厌氧发酵，获得二级发酵物；(3)待所述二级发酵物的含水量降至25～30％后，在二级发酵物中接种粘细菌，制成含水量在40％以下、pH为6～8的三级发酵基质；(4)进行好氧发酵，获得三级发酵物；(5)利用乙酸乙酯对三级发酵物进行浸提，取浸提液，过滤取清液，干燥，获得所述微生物絮凝剂；所述产絮菌包括：①：草生毛霉(Mucorfoenicola)CGMCC3.2212、长枝木霉(Trichodermalongibrachiatum)CGMCC3.5924、塔宾曲霉(Aspergillustubingensis)CGMCC3.3292、山地青霉(Penicilliummontanense)CGMCC3.6588和小孢根霉(Rhizopusmicrosporus)CGMCC3.3608中的至少一种。2.如权利要求1所述的微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述产絮菌还包括：②：小链霉菌(Streptomycesparvus)CGMCC4.5927、淀粉酶链霉菌石板色亚种(Streptomycesdiastaticussubsp.ardesiacus)CGMCC4.1682和灰略红链霉菌(Strept...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢梅雅，
申请(专利权)人：卢梅雅，
类型：发明
国别省市：浙江,33