本發(fā)明屬于富含表面活性劑廢水凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于降解富含表面活性劑廢水的復合菌劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
表面活性劑是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)，具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，其分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團，另一端為疏水基團，親水基團常為極性基團，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，羥基、酰胺基、醚鍵等也可作為極性親水基團，而疏水基團常為非極性烴鏈，如8個碳原子以上烴鏈。表面活性劑溶解于水中以后，能降低水的表面張力，并能提高有機化合物的可溶性，具有潤濕、分散、乳化、增溶、起泡、洗滌、潤滑、殺菌等作用，已經(jīng)廣泛應用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥及日常生活。
表面活性劑在使用過后，基本上都未經(jīng)處理便直接排放到自然水體或土壤中，當它進入水體后，與其它污染物結(jié)合在一起形成膠體顆粒，產(chǎn)生起泡、乳化和微粒懸浮等現(xiàn)象，隔絕了水和空氣中氧的交換，影響水體自凈；并且其本身就具有生物毒性，對動植物或人體健康造成直接或間接的影響。隨著表面活性劑的使用量越來越大，直接排放對環(huán)境的負荷也越來越大，因此，政府相關(guān)部門對其排放標準越來越嚴格，所以，含有表面活性劑的企業(yè)污水和城市污水的自理相應的也越來越難。由于表面活性劑的特性使其難以被降解，目前國內(nèi)外對于含有表面活性劑的廢水主要有以下幾種方法：泡沫分離法、吸附法、混凝法、生物降解法和膜分離法等，但是都存在一定的不足之處。
某企業(yè)污水處理站進水水質(zhì)COD一般在2000～4000mg/L，表面活性劑500～2000mg/L，采用的是典型的SBR廢水處理工藝，出水要求達到二級排放標準，由于該污水處理站進水水質(zhì)一直是處于波動狀態(tài)，廢水中表面活性劑的含量是隨著生產(chǎn)的產(chǎn)品不同也是有較大的波動，這就對SBR生物系統(tǒng)會造成很大的沖擊，當廢水中表面活性劑的含量較低時，處理效果比較好，一旦廢水中表面活性劑含量高時，基本就沒有效果了，整個系統(tǒng)也崩潰，將需要較長時間才能重新恢復降解能力。
生物降解法是目前污水處理非常普遍和成熟的技術(shù)，因為其具有經(jīng)濟高效、無二次污染等特點被廣泛推廣應用，但是常規(guī)的生物降解法對于含表面活性劑的廢水處理效果不明顯，主要原因是生物系統(tǒng)中的微生物很難在短時間內(nèi)有效的將其降解，而如果能夠根據(jù)表面活性劑廢水的特點，有針對性地篩選出能夠高效降解表面活性劑的菌劑，將會大大提高廢水的處理效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供具有高效率、高精度、散熱性能好、成本低且易于制造裝配的一種激光供能系統(tǒng)用能量轉(zhuǎn)換模塊。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
一種用于降解富含表面活性劑廢水的復合菌劑，其特征在于：包括按照重量份數(shù)比混合的以下組分：
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于降解富含表面活性劑廢水的復合菌劑的制備方法，其特征在于：各菌粉的制備方法包括以下步驟：
⑴將單一菌種接種到斜面上進行培養(yǎng)；
⑵將步驟⑴的產(chǎn)物接種到種子搖瓶內(nèi)進行培養(yǎng)；
⑶將步驟⑵的產(chǎn)物接種到種子罐內(nèi)進行培養(yǎng)；
⑷將步驟⑶的產(chǎn)物接種到發(fā)酵罐內(nèi)進行培養(yǎng)；
⑸將步驟⑷的產(chǎn)物放入離心機內(nèi)進行離心處理，發(fā)酵液繼續(xù)濃縮，得到菌漿；
⑹將菌漿進行噴霧干燥后得到菌粉成品。
而且，步驟⑴所述斜面培養(yǎng)基為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，瓊脂粉15g/L，pH自然，121℃滅菌20分鐘；
培養(yǎng)過程為：接種后置于生化培養(yǎng)箱中32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
而且，步驟⑵所述種子搖瓶培養(yǎng)基為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，pH自然，121℃滅菌20分鐘；
培養(yǎng)工藝為：從斜面菌種上無菌操作挑取單菌落接種至滅菌后的種子搖瓶中，然后置于恒溫搖床上32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
而且，步驟⑶所述種子罐培養(yǎng)基為：玉米淀粉10～20g/L，酵母抽提物2～5g/L，磷酸二氫鉀0.5～1g/L，七水硫酸鎂0.5～1g/L，硫酸錳0.02～0.05g/L，pH7.0～7.2，121℃滅菌30分鐘；
培養(yǎng)工藝為：將搖瓶種子通過無菌操作接種至滅菌后的種子罐培養(yǎng)基中，然后32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
而且，步驟⑷所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基為：玉米淀粉20～30g/L，酵母抽提物2～5g/L，蛋白胨5～10g/L，磷酸二氫鉀0.5～1g/L，七水硫酸鎂0.5～1g/L，硫酸錳0.02～0.05g/L，pH7.0～7.2，121℃滅菌30分鐘；
培養(yǎng)工藝為：將種子罐種子通過無菌操作接種至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中，然后32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
而且，步驟⑸所述離心機為三足離心機，轉(zhuǎn)速為1200～1500rpm，離心時間為10～15分鐘，濃縮倍數(shù)為8～19倍。
而且，步驟⑹所述的噴霧干燥的條件是：噴霧干燥塔內(nèi)壓力保持在-12～-20Pa，進口溫度保持在150～260攝氏度，出口溫度保持在70～80攝氏度。
而且，步驟⑷的產(chǎn)物培養(yǎng)的每種菌的菌量為0.8×109～2×109。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
本發(fā)明中，使用短小芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌，四種菌種經(jīng)過斜面培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、種子罐培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)、離心和噴霧干燥處理后制得每種菌種的成品菌粉。使用時，四種菌粉按照廢水中的非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑之間的比例調(diào)整組成，然后投放到廢水生物降解系統(tǒng)的兼氧池、曝氣池中，各種菌粉被噴霧干燥固化的菌體中含有大量的活性的芽孢，這些活性的芽孢迅速的形成共生協(xié)作體系，極大的提高了廢水處理工藝中降解COD劑表面活性劑的能力，在30小時內(nèi)，非離子的降解能夠達到90％以上，陰離子表面活性劑的降解能夠達到99％以上，廢水中COD的整體降解能夠達到95％以上，使出水能夠達到二級排放標準，是一種高效無二次污染的污水處理生物強化技術(shù)。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發(fā)明的保護范圍。
一種用于降解富含表面活性劑廢水的復合菌劑，本發(fā)明的創(chuàng)新在于：包括按照重量份數(shù)比混合的以下組分：
當廢水中非離子型表面活性劑比例增高時需要增加復合菌劑中短小芽孢桿菌的比例(10～40％)；當廢水中離子型表面活性劑比例增高時需要增加復合菌劑中枯草芽孢桿菌的比例(10～40％)。
上述用于降解富含表面活性劑廢水的復合菌劑的制備方法，四種菌粉獨立培養(yǎng)，由于各菌種均屬于芽孢桿菌，所以每種菌粉的制備過程相同，具體包括以下步驟：
⑴將單一菌種接種到斜面上進行培養(yǎng)；
所述斜面培養(yǎng)基為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，瓊脂粉15g/L，pH自然，121℃滅菌20分鐘；
培養(yǎng)過程為：接種后置于生化培養(yǎng)箱中32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
⑵將步驟⑴的產(chǎn)物接種到種子搖瓶內(nèi)進行培養(yǎng)；
所述種子搖瓶培養(yǎng)基為：胰蛋白胨10g/L，酵母浸粉5g/L，氯化鈉10g/L，pH自然，121℃滅菌20分鐘；
培養(yǎng)工藝為：從斜面菌種上無菌操作挑取單菌落接種至滅菌后的種子搖瓶中，然后置于恒溫搖床上32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
⑶將步驟⑵的產(chǎn)物接種到種子罐內(nèi)進行培養(yǎng)；
所述種子罐培養(yǎng)基為：玉米淀粉10～20g/L，酵母抽提物2～5g/L，磷酸二氫鉀0.5～1g/L，七水硫酸鎂0.5～1g/L，硫酸錳0.02～0.05g/L，pH7.0～7.2，121℃滅菌30分鐘；
培養(yǎng)工藝為：將搖瓶種子通過無菌操作接種至滅菌后的種子罐培養(yǎng)基中，然后32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
⑷將步驟⑶的產(chǎn)物接種到發(fā)酵罐內(nèi)進行培養(yǎng)；
所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基為：玉米淀粉20～30g/L，酵母抽提物2～5g/L，蛋白胨5～10g/L，磷酸二氫鉀0.5～1g/L，七水硫酸鎂0.5～1g/L，硫酸錳0.02～0.05g/L，pH7.0～7.2，121℃滅菌30分鐘；
培養(yǎng)工藝為：將種子罐種子通過無菌操作接種至滅菌后的發(fā)酵罐培養(yǎng)基中，然后32～35℃培養(yǎng)24～30小時。
⑸將步驟⑷的產(chǎn)物放入離心機內(nèi)進行離心處理，發(fā)酵液繼續(xù)濃縮，得到菌漿；
所述離心機為三足離心機，轉(zhuǎn)速為1200～1500rpm，離心時間為10～15分鐘，濃縮倍數(shù)為8～19倍。
⑹將菌漿進行噴霧干燥后得到菌粉成品。
所述的噴霧干燥的條件是：噴霧干燥塔內(nèi)壓力保持在-12～-20Pa，進口溫度保持在150～260攝氏度，出口溫度保持在70～80攝氏度。
上述各步驟中，在步驟⑷的產(chǎn)物培養(yǎng)的每種菌的菌量為0.8×109～2×109。
下述各實施例中的四種芽孢桿菌均購買自北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院。
實施例1
廢水COD為3850mg/L，其中含有非離子表面活性劑580mg/L，含有陰離子表面活性劑1390mg/L，pH值為8.6，具體實施步驟如下：
(1)、采用1L的量筒，加入900ml的廢水備用。
(2)、將短小芽孢桿菌(BNCC103925)、枯草芽孢桿菌(BNCC188159)、蠟樣芽孢桿菌(BNCC338099)及巨大芽孢桿菌(BNCC190686)菌粉按照3:3:3:1的比例共取10g，然后加入到含有2％糖蜜的水中，使其最終體積為100ml，并控制溫度在32～35℃，同時不停的攪拌2～4h備用。
(3)、將(2)中的菌液加入到(1)的量筒中，建立1L的廢水降解模擬體系。
(4)、使用曝氣裝置對(3)進行連續(xù)曝氣，并控制體系中的溶氧在2～4mg/L。
(5)、將廢水降解模擬體系連續(xù)曝氣24～30h后檢測COD值和表面活性劑含量。
(6)、檢測數(shù)據(jù)見表1。
表1：實施例1檢測結(jié)果
實施例2
廢水COD為3054mg/L，其中含有陰離子表面活性劑1792mg/L，pH值為8.2，具體實施步驟如下：
(1)、采用1L的量筒，加入900ml的廢水備用。
(2)、將短小芽孢桿菌(BNCC103925)、枯草芽孢桿菌(BNCC188159)、蠟樣芽孢桿菌(BNCC338099)及巨大芽孢桿菌(BNCC190686)菌粉按照1:4:4:1的比例共取10g，然后加入到含有2％糖蜜的水中，使其最終體積為100ml，并控制溫度在32～35℃，同時不停的攪拌2～4h備用。
(3)、將(2)中的菌液加入到(1)的量筒中，建立1L的廢水降解模擬體系。
(4)、使用曝氣裝置對(3)進行連續(xù)曝氣，并控制體系中的溶氧在2～4mg/L。
(5)、將廢水降解模擬體系連續(xù)曝氣24～30h后檢測COD值和表面活性劑含量。
(6)、檢測數(shù)據(jù)見表2。
表2：實施例2的檢測結(jié)果
實施例3
廢水COD為3298mg/L，其中含有非離子表面活性劑880mg/L，含有陰離子表面活性劑420mg/L，pH值為8.0，具體實施步驟如下：
(1)、采用1L的量筒，加入900ml的廢水備用。
(2)、將短小芽孢桿菌(BNCC103925)、枯草芽孢桿菌(BNCC188159)、蠟樣芽孢桿菌(BNCC338099)及巨大芽孢桿菌(BNCC190686)菌粉按照4:2:3:1的比例共取10g，然后加入到含有2％糖蜜的水中，使其最終體積為100ml，并控制溫度在32～35℃，同時不停的攪拌2～4h備用。
(3)、將(2)中的菌液加入到(1)的量筒中，建立1L的廢水降解模擬體系。
(4)、使用曝氣裝置對(3)進行連續(xù)曝氣，并控制體系中的溶氧在2～4mg/L。
(5)、將廢水降解模擬體系連續(xù)曝氣24～30h后檢測COD值和表面活性劑含量。
(6)、檢測數(shù)據(jù)見表3。
表3：實施例3的檢測結(jié)果
實施例4
廢水COD為2989mg/L，其中含有非離子表面活性劑1280mg/L，pH值為8.2，具體實施步驟如下：
(1)、采用1L的量筒，加入900ml的廢水備用。
(2)、將短小芽孢桿菌(BNCC103925)、枯草芽孢桿菌(BNCC188159)、蠟樣芽孢桿菌(BNCC338099)及巨大芽孢桿菌(BNCC190686)菌粉按照4:1:4:1的比例共取10g，然后加入到含有2％糖蜜的水中，使其最終體積為100ml，并控制溫度在32～35℃，同時不停的攪拌2～4h備用。
(3)、將(2)中的菌液加入到(1)的量筒中，建立1L的廢水降解模擬體系。
(4)、使用曝氣裝置對(3)進行連續(xù)曝氣，并控制體系中的溶氧在2～4mg/L。
(5)、將廢水降解模擬體系連續(xù)曝氣24～30h后檢測COD值和表面活性劑含量。
(6)、檢測數(shù)據(jù)見表4。
表4：實施例4的檢測結(jié)果
本發(fā)明中，使用短小芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌，四種菌種經(jīng)過斜面培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、種子罐培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)、離心和噴霧干燥處理后制得每種菌種的成品菌粉。使用時，四種菌粉按照廢水中的非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑之間的比例調(diào)整組成，然后投放到廢水生物降解系統(tǒng)的兼氧池、曝氣池中，各種菌粉被噴霧干燥固化的菌體中含有大量的活性的芽孢，這些活性的芽孢迅速的形成共生協(xié)作體系，極大的提高了廢水處理工藝中降解COD劑表面活性劑的能力，在30小時內(nèi)，非離子的降解能夠達到90％以上，陰離子表面活性劑的降解能夠達到99％以上，廢水中COD的整體降解能夠達到95％以上，使出水能夠達到二級排放標準，是一種高效無二次污染的污水處理生物強化技術(shù)。