一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，包括相互串聯(lián)的內(nèi)部裝有支架的多個(gè)水桶，首個(gè)水桶設(shè)有淋水裝置，末端水桶中的水重新流回養(yǎng)殖池；所述支架上固定有生物膜，其培養(yǎng)方法包括用篩網(wǎng)篩選甘蔗渣裝入網(wǎng)袋置于支架上；向容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池水浸沒附著基，添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillus?sp.)菌粉并投加營(yíng)養(yǎng)鹽；10-15天后補(bǔ)加一次；所用菌種名稱為Shan-1；經(jīng)歷25-30天即培養(yǎng)成熟。本發(fā)明簡(jiǎn)單可行、成本低、使用期長(zhǎng)，在海水養(yǎng)殖廢水處理中具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明所采用的生物膜在甘蔗渣上能存活很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)養(yǎng)殖廢水有很強(qiáng)的處理能力，特別是對(duì)養(yǎng)殖廢水中的氨氮和亞硝氮具有很強(qiáng)的降解能力。
【專利說明】一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海水養(yǎng)殖廢水處理領(lǐng)域,具體涉及一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，以處理海水養(yǎng)殖中產(chǎn)生的廢水。
【背景技術(shù)】
[0002]海水養(yǎng)殖中廢水排放的環(huán)境問題已越來越引起人們的重視，在養(yǎng)殖廢水處理中，生物膜法廢水處理技術(shù)的優(yōu)越性，正受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。人們用不同的材料作為載體，接種不同的菌株培養(yǎng)生物膜，利用微生物的降解作用來處理養(yǎng)殖廢水。目前常用的載體有:沙子、碎石、砂礫、塑料蜂窩、陶粒、彈性填料、焦炭、爐渣、石棉瓦等。與此相比，用甘蔗渣作為載體有比表面積大、經(jīng)濟(jì)廉價(jià)、容易獲取等特性。此外，隨著甘蔗渣的緩慢分解能為細(xì)菌提供碳源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，與具有高效性能的細(xì)菌相結(jié)合，能達(dá)到理想的使用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，能夠利用甘蔗渣作為載體接種芽孢桿菌(Bacillus sp.)培養(yǎng)生物膜來處理養(yǎng)殖廢水的方法，它能滿足海水養(yǎng)殖廢水處理所需要的設(shè)計(jì)成本低、能耗低、凈化效率高、不產(chǎn)生二次污染等需求。
[0004]一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于包括相互串聯(lián)的3-5個(gè)水箱，所述水箱內(nèi)裝有以耐腐蝕材料制成的多層支架，每個(gè)水箱的進(jìn)水管的出水口都設(shè)置在底部而水箱的出水口在頂部使每個(gè)水箱中水體均至下而上流動(dòng)；第一個(gè)水箱設(shè)置一個(gè)帶有水泵的淋水裝置，最后一個(gè)水箱中的水重新流回養(yǎng)殖池；所述支架上固定有按照以下方法培養(yǎng)成熟的生物膜；
[0005]所述生物膜的培養(yǎng)方法包括:附著基的制備步驟和生物膜的培養(yǎng)步驟，
[0006]所述的附著基制備步驟:用篩網(wǎng)篩選出直徑為250μπι-600μπι的甘蔗渣，消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋，每個(gè)網(wǎng)袋甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm，再將網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上；
[0007]所述的生物膜培養(yǎng)步驟:向上述容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒附著基，通過氣石調(diào)節(jié)充氣量使容器水體中溶氧維持在5_6mg/L ;按照水體體積，添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉使容器內(nèi)芽孢桿菌數(shù)量達(dá)到106-107cfu/mL并投加NH4C1和糖蜜作為營(yíng)養(yǎng)鹽；10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱為BZ-5 ；
[0008]在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°C、PH7.5-8.5條件下，總共經(jīng)歷25-30天，或者當(dāng)每克甘蔗渣上附著菌不低于IOlOcfu時(shí)，所述網(wǎng)袋即成為培養(yǎng)成熟的生物膜。
[0009]每個(gè)支架3-5層，每層均平鋪一層孔徑為15mm-30mm的方格網(wǎng)布；所述的培養(yǎng)成熟的生物膜設(shè)置在該網(wǎng)布上，
[0010]每個(gè)支架體積是水箱體積的40%-50%。
[0011]處理系統(tǒng)的水箱總體積為養(yǎng)殖廢水日排放量1-2倍。[0012]所述營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分別為由NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L。
[0013]所述芽孢桿菌菌粉是經(jīng)發(fā)酵后經(jīng)低溫冷凍制成，且活化后菌體濃度約為1010-1011cfu/g。
[0014]上述選用篩選的芽孢桿菌(Bacillus sp.)名稱為BZ-5，已于2014年3月14日保藏在位于北京朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)的中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC N0.8919。
[0015]本發(fā)明簡(jiǎn)單可行、成本低、使用期長(zhǎng)，在海水養(yǎng)殖廢水處理中具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明所采用的生物膜在甘蔗渣上能存活很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)養(yǎng)殖廢水有很強(qiáng)的處理能力，特別是對(duì)養(yǎng)殖廢水中的氨氮和亞硝氮具有很強(qiáng)的降解能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的支架的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0018]其中，1、水箱，2、淋水裝置，3、支架，4、水管，5、方格網(wǎng)布，6、網(wǎng)袋，7、儲(chǔ)水罐。【具體實(shí)施方式】
[0019]本系統(tǒng)所采用的生物膜以甘蔗渣為載體按照以下方法培養(yǎng)成熟:包括甘蔗渣附著基的制備步驟和生物膜的培養(yǎng)步驟:
[0020]所述的甘蔗渣附著基制備步驟:用篩網(wǎng)篩選出直徑為250μπι-600μπι的甘蔗渣，消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋，每個(gè)網(wǎng)袋內(nèi)甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm，再將網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上；
[0021]所述的生物膜培養(yǎng)步驟:向上述容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒附著基，通過氣石調(diào)節(jié)充氣量使系統(tǒng)中溶氧維持在5-6mg/L;按照水體體積，添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillus sp.)菌粉使容器內(nèi)芽孢桿菌數(shù)量達(dá)到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作為營(yíng)養(yǎng)鹽；所述營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分別為NH4C120mg/L、糖蜜0.3g/L，10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱為BZ-5 ;
[0022]在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28_33°C、PH7.5-8.5條件下，培養(yǎng)25-30天后每克甘蔗渣上附著菌可達(dá)IOltlCfu,所述甘蔗渣附著基上即附著了成熟的生物膜。所述的芽孢桿菌菌粉是經(jīng)發(fā)酵后經(jīng)低溫冷凍制成，活化后菌體濃度為lO^lOUcfu/g。
[0023]本系統(tǒng)的構(gòu)建及使用方式如下:
[0024]1.支架及處理系統(tǒng)的建立:首先處理系統(tǒng)如圖1所示，由若干個(gè)圓形加厚水箱I組成，每個(gè)水箱I作為一個(gè)處理單元，總體積約為養(yǎng)殖廢水日排放量1-2倍；第一個(gè)處理單元配備一個(gè)淋水裝置2，淋水裝置2滴下的水經(jīng)由儲(chǔ)水罐7匯集后輸入到該處理單元的水箱底部，最后一個(gè)處理單元中水可重新流回養(yǎng)殖池3 ;每個(gè)處理單元放置一個(gè)支架3，并用水管4連接，每個(gè)處理單元的進(jìn)水管的出水口都設(shè)置在底部而出水口在頂部使每個(gè)桶中水體均至下而上流動(dòng)；
[0025]所述支架2如圖2所示，用耐腐蝕的硬質(zhì)材料如PVC管制作，每個(gè)支架3-5層，每層平鋪一層孔徑為15mm-30mm的方格網(wǎng)布5,每個(gè)支架2體積約占處理單兀的40%_50%。
[0026]2.附著基制備:用篩網(wǎng)篩選出長(zhǎng)度為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋6，每個(gè)網(wǎng)袋6裝甘蔗渣1.0-1.2Kg，再將網(wǎng)袋6固定在支架網(wǎng)布5上；每層網(wǎng)布5平鋪一袋甘蔗渣，水體垂直流過甘蔗渣，能極大的增加生物膜與水體的接觸面積，增大降解效率；60目大小孔徑網(wǎng)袋能包裹甘蔗渣并具有良好的過水性能，隨著甘蔗渣的緩慢降解會(huì)有部分細(xì)小甘蔗渣進(jìn)入水體，這不僅能促進(jìn)生物膜的更新?lián)Q代也能增加水體中碳氮比促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)；
[0027]3.按照上述方式對(duì)生物膜進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)25-30天生物膜即培養(yǎng)成熟，成熟后甘蔗渣附著菌可達(dá)10lclcfu/g左右，能快速降解養(yǎng)殖廢水；
[0028]4.廢水處理:將廢水經(jīng)由淋水裝置輸入第一個(gè)處理單元，從最后一個(gè)處理單元中重新流回養(yǎng)殖池；在處理初始氨氮濃度為5.98mg/L養(yǎng)殖廢水時(shí)，72h后氨氮濃度降到
0.22mg/L，去除率高達(dá)96%，可根據(jù)養(yǎng)殖廢水的不同污染程度調(diào)整水力停留時(shí)間以獲得最大效率。
[0029]上述的芽孢桿菌(Bacillus sp.)來自浙江省舟山市對(duì)蝦養(yǎng)殖池塘的底泥中，經(jīng)過純化篩選獲得。上述芽孢桿菌(Bacillus sp.)在LB固體培養(yǎng)基上形成為圓形菌落，表面光滑，邊緣整齊，表面濕潤(rùn)，白色，不透明，革蘭氏染色呈陽性。
[0030]上述芽孢 桿菌(Bacillus sp.)菌粉經(jīng)發(fā)酵低溫冷凍制成，菌體濃度約1010-10ncfu/go上述選用篩選的芽孢桿菌(Bacillus sp.)名稱為BZ-5，已于2014年3月14日保藏在位于北京朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)的中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC N0.8919。
【權(quán)利要求】
1.一種基于生物膜的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于包括相互串聯(lián)的3-5個(gè)水箱，所述水箱內(nèi)裝有以耐腐蝕材料制成的多層支架，每個(gè)水箱的進(jìn)水管的出水口都設(shè)置在底部而水箱的出水口在頂部使每個(gè)水箱中水體均至下而上流動(dòng)；第一個(gè)水箱設(shè)置一個(gè)帶有水泵的淋水裝置，最后一個(gè)水箱中的水重新流回養(yǎng)殖池；所述支架上固定有按照以下方法培養(yǎng)成熟的生物膜； 所述生物膜的培養(yǎng)方法包括:附著基的制備步驟和生物膜的培養(yǎng)步驟， 所述的附著基制備步驟:用篩網(wǎng)篩選出直徑為250 μ m-600 μ m的甘蔗渣，消毒清洗后裝入由60目篩絹制作的網(wǎng)袋，每個(gè)網(wǎng)袋甘蔗渣厚度為1.5-2.5cm，再將網(wǎng)袋置于容器內(nèi)的支架上； 所述的生物膜培養(yǎng)步驟:向上述容器內(nèi)泵入養(yǎng)殖池的海水浸沒附著基，通過氣石調(diào)節(jié)充氣量使系統(tǒng)中溶氧維持在5-6mg/L ;按照水體體積，添加經(jīng)活化后的芽孢桿菌(Bacillussp.)菌粉使容器內(nèi)芽孢桿菌數(shù)量達(dá)到106-107cfu/mL并投加NH4Cl和糖蜜作為營(yíng)養(yǎng)鹽；10-15天后補(bǔ)加一次營(yíng)養(yǎng)鹽和同濃度芽孢桿菌(Bacillus sp.);所述的芽孢桿菌菌粉所用菌種名稱為BZ-5 ;在海水鹽度為22%。-35%。、溫度28-33°C、PH7.5-8.5條件下，總共經(jīng)歷25-30天時(shí)，所述網(wǎng)袋即成為培養(yǎng)成熟的生物膜。
2.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)支架3-5層，每層均平鋪一層孔徑為15mm-30mm的方格網(wǎng)布；所述的培養(yǎng)成熟的生物膜設(shè)置在該網(wǎng)布上。
3.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)支架體積是水箱體積的40%-50%。
4.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于處理系統(tǒng)的水箱總體積為養(yǎng)殖廢水日排放量1-2倍。
5.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于所述營(yíng)養(yǎng)鹽濃度分別為由NH4C120mg/L、糖蜜 0.3g/L。
6.如權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)，其特征在于所述芽孢桿菌菌粉是經(jīng)發(fā)酵后經(jīng)低溫冷凍制成，且活化后菌體濃度約為KT-lQUcfu/g。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK103896410SQ201410161735
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】馬甡, 王賢豐, 單洪偉, 魏逸峰, 葉建勇 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)