申請(qǐng)日2017.09.30

　　公開(kāi)(公告)日2017.12.22

　　IPC分類號(hào)C12N1/20; C12N1/16; C02F3/34; C12R1/125; C12R1/72; C12R1/22; C12R1/01; C02F101/16; C02F103/20

　　摘要

　　本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑和其制備方法，功能菌劑中的好氧反硝化菌能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮進(jìn)行有效的分解和轉(zhuǎn)化，能極大的降低畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的含量;同時(shí)酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和光合菌能夠協(xié)同作用，分層次的將畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD進(jìn)行分解，能夠有效的且快速的將畜禽養(yǎng)殖廢水中大量的COD進(jìn)行降解。本方案中的功能菌劑能有效降低養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD和氨氮。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，功能菌劑的組份為好氧反硝化菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，功能菌劑的組份為好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液，所述功能菌劑的總菌數(shù)大于1000CFU/g。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，所述好氧反硝化菌包括施氏假單胞菌、鞘氨醇桿菌、克雷伯氏菌和鮑氏不動(dòng)桿菌，所述芽孢桿菌包括枯草芽孢桿菌，所述乳酸菌包括雙歧桿菌，所述酵母菌為假絲酵母，所述光合菌為沼澤紅假單胞菌。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按體積份數(shù)分別為：氧反硝化菌菌液3-5份、芽孢桿菌菌液1-3份、乳酸菌菌液0.5-1.5份、酵母菌菌液1-3份、光合菌菌液0.5-1.5份。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按體積比為：4:2:1:2:1。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，所述好氧反硝化菌菌液包括施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液，且各組份的體積份數(shù)分別為：施氏假單胞菌菌液1.5-2份、鞘氨醇桿菌菌液3-3.5份、克雷伯氏菌菌液1.5-2份、鮑氏不動(dòng)桿菌菌液3-3.5份。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，其特征在于，所述施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液按體積比為1.7:3.3:1.7:3.3。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟a)菌種準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好氧反硝化菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌原種，將各菌種分別進(jìn)行活化;

　　步驟b)擴(kuò)大培養(yǎng)：將步驟a)中活化后的各種菌種原種分別擴(kuò)大培養(yǎng)成菌液，再將每種菌液分別通過(guò)單獨(dú)的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵;

　　步驟c)菌液混合：將步驟b)中單獨(dú)發(fā)酵的四種好氧反硝化菌菌液按施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液按體積比1.7:3.3:1.7:3.3混合，再將好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、光合菌菌液按體積比4:2:1:2:1混合，制得功能菌劑。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑的制備方法，其特征在于，步驟b)中擴(kuò)大培養(yǎng)的具體操作為：

　　①一級(jí)振蕩培養(yǎng)：取5mL步驟a)中經(jīng)過(guò)活化的五種菌種原種分別接種到相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中(100mL)，溫度為30℃，振蕩培養(yǎng)24～48h，得到500mL菌液;

　　②二級(jí)曝氣培養(yǎng)：把500mL菌液接種到10L的發(fā)酵罐中，溫度為30℃，溶液pH值為6.5-7.5，曝氣培養(yǎng)40h，得到5L的菌液;

　　③三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)：把5L菌液接種到100L的發(fā)酵罐中，溫度為30℃，溶液pH值為6.5-7.5，曝氣培養(yǎng)40h，得到50L的菌液;

　　④四級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)：將50L的菌液放入到1m3的發(fā)酵罐中，發(fā)酵至發(fā)酵罐內(nèi)微生物總菌數(shù)達(dá)1000CFU/g以上。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1至7或權(quán)利要求9中任意一項(xiàng)所述的一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟1)投放微生物著床填料：向生化處理水池中投加球形懸浮填料，球形懸浮填料的直徑為100mm，球形懸浮填料的投入體積為生化處理水池容納體積的30%;

　　步驟2)投加處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑：在生化處理水池中投加處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，投加量為水池體積的0.01%-0.03%。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑及其制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉和一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑。

　　背景技術(shù)

　　隨著人民生活水平的提高，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)得以飛速發(fā)展。由于畜禽對(duì)所喂食蛋白質(zhì)飼料的吸收利用率較低，飼料中50-70%的氮、磷隨糞便、尿液排出體外，因此其糞便中含有大量的氮磷化合物;如果將畜禽養(yǎng)殖廢水直接排入到自然界中，畜禽養(yǎng)殖廢水中的氮磷化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和磷酸鹽，引起水體中藻類過(guò)度繁殖及土壤板結(jié)，對(duì)水環(huán)境和土壤造成嚴(yán)重危害;易引起水源水體污染，人類飲水造成傳染疾病的流行;同時(shí)飼料中通常添加含有銅、砷、汞、鋅、硒等重金屬元素的促生長(zhǎng)添加劑，經(jīng)食物鏈的生物富集作用進(jìn)入人體，威脅人類健康。因此，如何規(guī)模化地處置畜禽養(yǎng)殖污染物成為亟待解決的問(wèn)題。

　　大規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)排出的畜禽養(yǎng)殖廢水一般具有以下四個(gè)特點(diǎn)，①高COD，其COD濃度達(dá)到：5000～2000mg/L;②高氨氮，濃度至少在600mg/L以上;③高懸浮物，濃度在5000～12000mg/L;③色度難去除，另外還含有抗生素、重金屬等。

　　針對(duì)以上的畜禽養(yǎng)殖廢水，通常采用以下三種模式進(jìn)行處理：①還田模式：是一種傳統(tǒng)處理方法，將廢水直接排入農(nóng)田中以提高土壤的肥力，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，但是其確定就是必須要有充足的土地資源去承載和消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一萬(wàn)頭生豬的養(yǎng)豬場(chǎng)所產(chǎn)生的廢水至少需要90公頃的土地去消耗，而我國(guó)是人多地少的國(guó)家，還田模式處理畜禽養(yǎng)殖廢水是很有限的，而且處理不當(dāng)，還會(huì)造成污染源的擴(kuò)大。②生態(tài)化處理模式是采用人工濕地、穩(wěn)定塘等方式，利用微生物和植物之間的聯(lián)合作用來(lái)處理，該模式優(yōu)點(diǎn)也很多，但是缺點(diǎn)也很明顯，比如占地面積大、季節(jié)和溫度變化對(duì)處理效果影響較大，如果處理不當(dāng)，就會(huì)造成污染物的釋放而形成新的污染。③生物反應(yīng)器處理模式，如:固液分離-厭氧-好氧、鳥(niǎo)糞石法-厭氧-好氧等。但生物反應(yīng)器處理模式都存在成本高、控制難度大等問(wèn)題。

　　該畜禽養(yǎng)殖廢水中采用還田模式或生態(tài)化處理模式是采用人工濕地、穩(wěn)定塘等方式進(jìn)行處理時(shí)，由于畜禽養(yǎng)殖廢水中有極高的COD和氨氮，相應(yīng)的田地或濕地難以達(dá)到自行降解的效果，極易導(dǎo)致污染源的擴(kuò)大，對(duì)田地或濕地造成破壞;同時(shí)采用生物反應(yīng)器對(duì)高COD和氨氮的畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理時(shí)，成本極高，且達(dá)到的效果一般。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明意在提供一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，以使用功能菌劑能有效降低養(yǎng)畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD和氨氮。

　　為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案如下：一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，功能菌劑的組份為好氧反硝化菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌。

　　基礎(chǔ)方案的原理及其優(yōu)點(diǎn)：好氧反硝化菌能將畜禽養(yǎng)殖廢水中的亞硝酸鹽、硝酸鹽氧化成氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中亞硝酸鹽和硝酸鹽的分解，以降低畜禽養(yǎng)殖廢水中硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的含量，避免亞硝酸鹽和硝酸鹽的累積而抑制硝化菌和亞硝化菌的生長(zhǎng)，降低對(duì)氨氮的降解。

　　酵母菌能將畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD分解，進(jìn)而能夠高效的去除畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD;光合菌能借助畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD作為碳源進(jìn)行增殖，增殖的同時(shí)對(duì)COD進(jìn)行分解，被光合菌分解后的殘存固態(tài)有機(jī)物與光合菌代謝的副產(chǎn)品形成生物污泥;此后芽孢桿菌能夠進(jìn)一步的分解生物污泥中殘存的固態(tài)有機(jī)物和光合菌代謝后產(chǎn)生的附產(chǎn)物;乳酸菌一方面能將畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD進(jìn)行分解實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水的清潔，另一方面能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中殘留的農(nóng)藥進(jìn)行降解，降低畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)農(nóng)藥的殘留。

　　芽孢桿菌在增殖的同時(shí)，會(huì)釋放出高活性的分解酵素，將廢水中難降解的大分子有機(jī)物分解成小分子的有機(jī)物，有利于其他幾種菌的生長(zhǎng)利用，具有占據(jù)空間的優(yōu)勢(shì)，抑制有害菌、病原菌等有害微生物的生長(zhǎng)繁殖，保證其他功能菌劑的生長(zhǎng)空間，促進(jìn)其他功能菌劑在廢水處理過(guò)程中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

　　進(jìn)一步，功能菌劑的組份為好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液，所述功能菌劑的總菌數(shù)大于1000CFU/g。當(dāng)功能菌劑中的總菌數(shù)大于1000CFU/g時(shí)，說(shuō)明功能菌劑已經(jīng)具有了分解蓄禽養(yǎng)殖廢水的能力，能夠使用到蓄禽養(yǎng)殖廢水的處理中。

　　進(jìn)一步，所述好氧反硝化菌包括施氏假單胞菌、鞘氨醇桿菌、克雷伯氏菌和鮑氏不動(dòng)桿菌，所述芽孢桿菌包括枯草芽孢桿菌，所述乳酸菌包括雙歧桿菌，所述酵母菌為假絲酵母，所述光合菌為沼澤紅假單胞菌。

　　進(jìn)一步，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按體積份數(shù)分別為：氧反硝化菌菌液3-5份、芽孢桿菌菌液1-3份、乳酸菌菌液0.5-1.5份、酵母菌菌液1-3份、光合菌菌液0.5-1.5份。

　　進(jìn)一步，所述好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液按體積比為：4:2:1:2:1。通過(guò)多次的試驗(yàn)后，此為好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液和光合菌菌液體積比例的最佳比值，能夠有效的促進(jìn)各種菌的增殖，同時(shí)能讓蓄禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的COD和氨氮被快速分解。

　　進(jìn)一步，所述好氧反硝化菌菌液包括施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液，且各組份的體積份數(shù)分別為：施氏假單胞菌菌液1.5-2份、鞘氨醇桿菌菌液3-3.5份、克雷伯氏菌菌液1.5-2份、鮑氏不動(dòng)桿菌菌液3-3.5份。

　　進(jìn)一步，所述施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液按體積比為1.7:3.3:1.7:3.3。通過(guò)多次的試驗(yàn)后，此為好氧反硝化菌菌液中施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液體積配比的最佳比例，能夠有效的促進(jìn)各種菌的增殖，能讓整個(gè)好氧反硝化菌菌液的細(xì)菌總數(shù)快速達(dá)標(biāo)，同時(shí)能讓增強(qiáng)好氧反硝化菌菌液對(duì)氨氮的分解能力。

　　采用上述技術(shù)方案時(shí)，功能菌劑中的好氧反硝化菌能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮進(jìn)行有效的分解和轉(zhuǎn)化，能極大的降低畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的含量;同時(shí)酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和光合菌能夠協(xié)同作用，分層次的將畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD進(jìn)行分解，能夠有效的且快速的將畜禽養(yǎng)殖廢水中大量的COD進(jìn)行降解。

　　本發(fā)明的另一目的是提供一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑的制備方法，包括如下步驟：

　　步驟a)菌種準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好氧反硝化菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌和光合菌原種，將各菌種分別進(jìn)行活化;

　　步驟b)擴(kuò)大培養(yǎng)：將步驟a)中活化后的各種菌種原種分別擴(kuò)大培養(yǎng)成菌液，再將每種菌液分別通過(guò)單獨(dú)的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵;

　　步驟c)菌液混合：將步驟b)中單獨(dú)發(fā)酵的四種好氧反硝化菌菌液按施氏假單胞菌菌液、鞘氨醇桿菌菌液、克雷伯氏菌菌液和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液按體積比1.7:3.3:1.7:3.3混合，再將好氧反硝化菌菌液、芽孢桿菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、光合菌菌液按體積比4:2:1:2:1混合，制得功能菌劑。

　　進(jìn)一步，步驟b)中擴(kuò)大培養(yǎng)的具體操作為：①一級(jí)振蕩培養(yǎng)：取5mL步驟a)中經(jīng)過(guò)活化的五種菌種原種分別接種到相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中(100mL)，溫度為30℃，振蕩培養(yǎng)24～48h，得到500mL菌液;

　　②二級(jí)曝氣培養(yǎng)：把500mL菌液接種到10L的發(fā)酵罐中，溫度為30℃，溶液pH值為6.5-7.5，曝氣培養(yǎng)40h，得到5L的菌液;

　　③三級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)：把5L菌液接種到100L的發(fā)酵罐中，溫度為30℃，溶液pH值為6.5-7.5，曝氣培養(yǎng)40h，得到50L的菌液;

　　④四級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)：將50L的菌液放入到1m3的發(fā)酵罐中，發(fā)酵至發(fā)酵罐內(nèi)微生物總菌數(shù)達(dá)1000CFU/g以上。

　　采用上述技術(shù)方案時(shí)，根據(jù)本發(fā)明處理畜禽養(yǎng)殖廢水的高效復(fù)合微生物功能菌劑的制備方法，將步驟c)中單獨(dú)發(fā)酵的四種好氧反硝化菌菌液按施氏假單胞菌、鞘氨醇桿菌、克雷伯氏菌和鮑氏不動(dòng)桿菌菌液體積比2:2:3:4混合，再將好氧反硝化菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、光合菌菌液體積比4:2:1:2:1混合，便于對(duì)各個(gè)菌種的體積比例進(jìn)行控制，讓各個(gè)菌種的體積占比更為精確，能讓菌種之間的協(xié)同作用達(dá)到最佳。

　　本發(fā)明的另一目的是提供一種用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑的使用方法，包括如下步驟：

　　步驟1)投放微生物著床填料：向生化處理水池中投加球形懸浮填料，球形懸浮填料的直徑為100mm，球形懸浮填料的投入體積為生化處理水池容納體積的30%;

　　步驟2)投加處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑：在生化處理水池中投加處理畜禽養(yǎng)殖廢水的功能菌劑，投加量為水池體積的0.01%-0.03%。

　　采用上述技術(shù)方案時(shí)，在將功能菌劑放置到生化處理水池中前，先將球形懸浮填料放置到生化處理水池中，便于功能菌劑在對(duì)生化處理水池中的畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理時(shí)，功能菌劑中的各種菌種能夠依附在球形懸浮填料快速的繁殖，能夠提高功能菌劑中的各種菌種的增殖速度，進(jìn)而能夠提高畜禽養(yǎng)殖廢水的處理速度;此過(guò)程中對(duì)，球形懸浮填料投加量和功能菌劑的投加量進(jìn)行限定，能夠讓球形懸浮填料的量和功能菌劑的量與畜禽養(yǎng)殖廢水量相匹配，讓功能菌劑既能快速的讓將畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD和氨氮進(jìn)行分解，又能保證功能菌劑不被浪費(fèi)。