本发明涉及污水处理
技术领域：
，尤其涉及一种微生物酶复合制剂及其制备方法和其在处理工业污水或垃圾渗滤液中的应用。
背景技术：
：随着工业化的发展和城市人口的增加，城市化不断扩大使得城市的用水和废、污水排放量不断增加，加剧了水资源的短缺和水体的污染，城市生活污水和工业污水或垃圾渗滤液治理已经成为环境保护中备受关注的焦点。近几十年来，城市污水的处理技术不断发展，以好氧微生物处理技术为主，主要分为活性污泥法和生物膜法两大类处理工艺。常规活性污泥工艺的氮、磷处理效果不佳，不易达到排放标准，所以污水处理时将好氧处理与厌氧处理相结合，进一步去除氨氮。em(effectivemicroorganisms)技术是20世纪80年代初日本琉球大学比嘉照夫教授等人提出的，em菌剂是一种以光合细菌为中心，与固氮菌并存、繁殖，采用特殊的发酵工艺，把仔细筛选出来的好氧性和厌氧性微生物以适当比例加以混合而培养出的复合微生物菌剂。各种微生物在其生长过程中产生的有用物质及其分泌物质，成为微生物群体生长的基质和原料，通过相互间的这种共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生物系统，发挥多种功能。目前，em菌剂在农业、畜牧业、养殖业、环境净化等方面均取得了良好的应用效果。在污水中施用em菌剂后，可以使有益菌很快占据优势地位，吸收废水中的营养物质(大部分有机物和部分无机物)，从而使得污水变清、恶臭消除，生态环境得以恢复。世界上已经有许多国家在使用em菌剂进行污水处理，得到较为广泛应用的有日本、荷兰、新西兰、巴基斯坦、中国和泰国等。应用em菌剂处理污水沸水，出水水质好，生物相增加，污泥产量少，还可抑制浮渣的产生。张勇等对em技术在黄姜加工废水处理中的应用做了研究，结果表明，em菌群能够处理含高盐分、油脂和环状化合物的废水，具有很强的耐高浓度硫酸盐的特性(张勇，张守诚，祁恩成，等.em技术在黄姜加工废水处理中的应用[j].环境科学与技术，2005(s1)：119-120.)。刘建党和宋凤敏等研究了em菌与好氧污泥联合处理皂素生产废水，结果表明，在最佳试验条件下，em菌和好氧活性污泥在sbr反应器中对废水cod去除率达97.95％，色度去除率达66.67％，em菌对高cod负荷、高盐浓度具有较强的适应性，能够在皂素生产的综合废水中很好的生长(宋风敏，呼世斌，刘音.酵母菌处理皂素生产废水的研究[j].环境污染治理技术与设备，2004，5(4)：66-69.；凌石，冯贵颖，刘建党，等.酵母菌-光合细菌联用处理皂素废水的试验研究[j].西北农业学报，2006，15(1)：109-112)。应用em菌剂进行污水处理的方法操作简便、成本低，并且对污水中的大量有机物去除效果好，是一种安全有效的污水处理方法。然而，需要处理的污水环境各异，一些污水不适宜em菌剂的菌群生长或者抑制部分有益微生物的生长，比如光合细菌等。污水环境的不适宜会导致em菌剂的功能菌群失衡，打破em菌群的共生增殖关系，使得em菌剂无法发挥有效的净化污水作用。因此，本领域需要解决em菌剂无法直投使用的问题。技术实现要素：本发明为了克服现有的em菌剂无法适应部分污水环境导致的污水处理失效的缺陷，提供了一种包含em菌剂的微生物酶复合制剂，可有效提高em菌剂的初始净化速率，快速将污水改造成适宜em菌剂生存的环境。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种微生物酶复合制剂，包括em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶。优选的，所述em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶的质量比为5～10∶2～5∶3～7。优选的，所述微生物复合制剂的剂型包括粉剂、颗粒剂、液体制剂、片剂和胶囊剂。本发明还提供了上述技术方案所述微生物酶复合制剂的制备方法，包括以下步骤：(1)取污水处理厂的好氧池池底污泥和厌氧池池底污泥，分别以水稀释5～10倍后过滤，得到好氧粗滤液和厌氧粗滤液；(2)将好氧粗滤液和厌氧粗滤液分别过0.45μm微孔滤膜过滤，得到好氧精滤液和厌氧精滤液；(3)将好氧精滤液接入发酵培养基中好氧培养3～7d，得到好氧发酵液；将厌氧精滤液接入发酵培养基中厌氧培养3～7d，得到厌氧发酵液；(4)分别对好氧发酵液和厌氧发酵液离心，分别取离心的沉淀进行细胞破碎、碱提酸沉提取蛋白，得到好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶；(5)将em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶按比例混合，即得微生物酶复合制剂。优选的，步骤(1)所述过滤的滤膜孔径为1～50μm。优选的，步骤(3)所述发酵培养基为工业污水或垃圾渗滤液。优选的，步骤(4)所述细胞破碎的方法为超声破碎。本发明还提供了前述技术方案所述微生物酶复合制剂在处理工业污水或垃圾渗滤液中的应用。优选的，所述微生物酶复合制剂中的好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶是由待处理的工业污水或垃圾渗滤液作为发酵培养基得到的。优选的，所述微生物酶复合制剂按照活菌数0.5×104～4×104个每立方米工业污水或垃圾渗滤液的比例加入工业污水或垃圾渗滤液中。与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供了一种微生物酶复合制剂，包括em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶。本发明从活性污泥中提取出的好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶可以为em菌剂中的好氧微生物和厌氧微生物提供大量的活性酶，提高其初始的反应速率，进而能够显著提高em菌剂初始的cod去除率，快速将可能打破em菌剂平衡的污水环境进行改善，因而本发明提供的微生物酶复合制剂可以适用于各种工业污水或垃圾渗滤液的处理。本发明还提供了上述技术方案所述微生物酶复合制剂在处理工业污水或垃圾渗滤液中的应用，将本发明所述微生物酶复合制剂直接投入待处理的工业污水或垃圾渗滤液即可，操作简便，成本低，污水处理效果好。具体实施方式本发明提供了一种微生物酶复合制剂，包括em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶。在本发明中，所述em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶的质量比优选为5～10∶2～5∶3～7；更优选为6～8∶3～4∶4～6。本发明所述的好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶均为复合酶，来源于污水处理厂的好氧池池底污泥和厌氧池池底污泥。在本发明中，所述微生物酶复合制剂中的有效活菌数优选的不低于1×105个，更优选为1×105～1×106个。在本发明中，所述微生物复合制剂的剂型包括但不限于粉剂、颗粒剂、液体制剂、片剂和胶囊剂。在本发明中，所述微生物复合制剂还可以包括辅料，所述辅料包括但不限于填充剂、稳定剂、防腐剂、ph值调节剂和微生物营养物质。本发明还提供了上述技术方案所述微生物酶复合制剂的制备方法，包括以下步骤：(1)取污水处理厂的好氧池池底污泥和厌氧池池底污泥，分别以水稀释5～10倍后过滤，得到好氧粗滤液和厌氧粗滤液；(2)将好氧粗滤液和厌氧粗滤液分别过0.45μm微孔滤膜过滤，得到好氧精滤液和厌氧精滤液；(3)将好氧精滤液接入发酵培养基中好氧培养3～7d，得到好氧发酵液；将厌氧精滤液接入发酵培养基中厌氧培养3～7d，得到厌氧发酵液；(4)分别对好氧发酵液和厌氧发酵液离心，分别取离心的沉淀进行细胞破碎、碱提酸沉提取蛋白，得到好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶；(5)将em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶按比例混合，即得微生物酶复合制剂。本发明取污水处理厂的好氧池池底污泥和厌氧池池底污泥，分别以水稀释5～10倍后过滤，得到好氧粗滤液和厌氧粗滤液。本发明以水稀释并过滤的目的是为了将污泥与其中的微生物进行初步分离，去除大块的泥渣。在本发明中，所述水的稀释倍数是指池底污泥的体积与水的体积之比，所述水稀释倍数优选为6～8倍。在本发明中，所述过滤的滤膜孔径优选为1～50μm。在本发明中，所述过滤的方法包括抽滤。得到好氧粗滤液和厌氧粗滤液后，本发明将好氧粗滤液和厌氧粗滤液分别过0.45μm微孔滤膜过滤，得到好氧精滤液和厌氧精滤液。本发明采用0.45μm微孔滤膜进行过滤的目的是将粗滤液中的细菌等微生物与其他杂质进行进一步的分离。在本发明中，所述0.45μm微孔滤膜过滤的次数优选为2～3次，多次0.45μm微孔滤膜过滤时将滤液合并即可。得到好氧精滤液和厌氧精滤液后，本发明将好氧精滤液接入发酵培养基中好氧培养3～7d，得到好氧发酵液；将厌氧精滤液接入发酵培养基中厌氧培养3～7d，得到厌氧发酵液。本发明以发酵培养基分别对好氧精滤液和厌氧精滤液进行发酵的目的是为了富集其中的好氧菌和厌氧菌。在本发明中，所述好氧培养的温度优选为25～35℃，更优选为28℃。在本发明中，所述好氧培养的时间优选为4～6d，更优选为5d。在本发明中，所述厌氧培养的温度优选为25～35℃，更优选为28℃。在本发明中，所述厌氧培养的时间优选为4～6d，更优选为5d。在本发明中，所述发酵培养基优选为工业污水或垃圾渗滤液，利用工业污水或垃圾渗滤液作为发酵培养基一方面能够节约培养成本，另一方面可使好氧菌或厌氧菌分泌出更多适宜分解工业污水或垃圾渗滤液的酶，以便更好的辅助em菌剂进行污水处理。得到好氧发酵液和厌氧发酵液后，本发明分别对好氧发酵液和厌氧发酵液离心，分别取离心的沉淀进行细胞破碎、碱提酸沉提取蛋白，得到好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶。在本发明中，所述离心的速率优选为1500～3000rpm，更优选为2000rpm；所述离心的时间优选为3～5min。在本发明中，所述细胞破碎的方法优选为超声破碎，超声破碎对蛋白酶的活性破坏低。在本发明中，所述超声破碎前优选的将沉淀与生理盐水按照体积比1∶1～5混合，以便完成超声。本发明对所述碱提酸沉的具体酸碱种类无特殊限定，能够完成蛋白提取即可。得到好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶后，本发明将em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶按比例混合，即得微生物酶复合制剂。若本发明所述微生物酶复合制剂还包括辅料，则再将em菌剂、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶的混合物与辅料混合制成不同剂型即可，本发明对此无特殊限定。本发明还提供了前述技术方案所述微生物酶复合制剂在处理工业污水或垃圾渗滤液中的应用。本发明优选的，所述微生物酶复合制剂中的好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶是由待处理的工业污水或垃圾渗滤液作为发酵培养基得到的。本发明可以针对性的对待处理的工业污水或垃圾渗滤液定制专门的微生物酶复合制剂，处理效果更佳。在本发明中，所述微生物酶复合制剂优选的按照活菌数0.5×104～4×104个每立方米工业污水或垃圾渗滤液的比例加入工业污水或垃圾渗滤液中，活菌数更优选为1×104～2×104个每立方米工业污水或垃圾渗滤液。本发明所述微生物复合制剂可适用于各种来源的工业污水或垃圾渗滤液处理，直接施用即可，使用方便。下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1自行制备codcr浓度为3000mg/l、bod5浓度为1200mg/l、ph值10～11的合成废水。(1)取上海某地区污水处理厂的好氧池池底污泥和厌氧池池底污泥各10l，分别加入10倍体积的水混合后以30μm滤膜过滤，得到好氧粗滤液和厌氧粗滤液；(2)将好氧粗滤液和厌氧粗滤液分别过0.45μm微孔滤膜过滤，得到好氧精滤液和厌氧精滤液；(3)将好氧精滤液接入合成废水中好氧培养5d，得到好氧发酵液；将厌氧精滤液接入合成废水中厌氧培养7d，得到厌氧发酵液；(4)分别对好氧发酵液和厌氧发酵液离心(离心转速2500rpm，离心3min)，分别取离心的沉淀按照体积比1∶1加生理盐水后进行超声细胞破碎，得到破碎后的好氧发酵液和破碎后的厌氧发酵液。分别向破碎后的好氧发酵液和破碎后的厌氧发酵液中添加0.1m的naoh溶液至ph值为12.0，静置2h，再加入0.1m的hcl溶液至ph值为3.5，再次静置2h后过滤，沉淀即为好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶；(5)将em菌剂(市售购买的em菌剂原液)、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶按质量比6∶4∶4的比例混合，即得微生物酶复合制剂。实施例2自行制备codcr浓度为3000mg/l、bod5浓度为1200mg/l、ph值10～11的合成废水。(1)取上海某地区污水处理厂的好氧池池底污泥和厌氧池池底污泥各10l，分别加入5倍体积的水混合后以5μm滤膜过滤，得到好氧粗滤液和厌氧粗滤液；(2)将好氧粗滤液和厌氧粗滤液分别过0.45μm微孔滤膜过滤，得到好氧精滤液和厌氧精滤液；(3)将好氧精滤液接入合成废水中好氧培养7d，得到好氧发酵液；将厌氧精滤液接入合成废水中厌氧培养7d，得到厌氧发酵液；(4)分别对好氧发酵液和厌氧发酵液离心(离心转速1500rpm，离心4min)，分别取离心的沉淀按照体积比1∶2加生理盐水后进行超声细胞破碎，得到破碎后的好氧发酵液和破碎后的厌氧发酵液。分别向破碎后的好氧发酵液和破碎后的厌氧发酵液中添加0.1m的naoh溶液至ph值为12.0，静置2h，再加入0.1m的hcl溶液至ph值为3.5，再次静置2h后过滤，沉淀即为好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶；(5)将em菌剂(市售购买的em菌剂原液)、好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶按质量比7∶3∶6的比例混合，即得微生物酶复合制剂。实施例3自行制备codcr浓度为3000mg/l、bod5浓度为1200mg/l、ph值10～11的合成废水。分别将实施例1制备的微生物酶复合制剂、em菌剂按照活菌数1×105个/立方米污水的比例投入10l合成废水中，记为实验组和对照组，分别连续搅拌72h，每隔2h鼓风曝气一次。1、取处理2h的实验组和对照组水样进行镜检，并采用生物显微图像分析系统观察生物相。镜检结果显示，对照组2h水样中无光合菌和丝状菌，而试验组2h水样中则有光合菌和丝状菌。前期研究发现，利用上述合成废水培养em菌剂时，会导致光合菌和丝状菌的丢失，这可能是因为自制的合成废水不满足em菌剂中某些微生物种群的生长，从而打破了em菌群的相互共生效应。而本发明添加了好氧菌蛋白酶和厌氧菌蛋白酶的微生物酶复合制剂在相同的合成废水中实现了菌群不丢失，克服了em菌剂在部分工业污水或垃圾渗滤液中其菌群平衡被打破的问题。2、分别取处理2h、24h和72h的实验组和对照组水样，利用重铬酸钾法测定各水样中的codcr浓度，并计算不同处理时刻的codcr去除率，结果如表1所示。表1不同处理时间的codcr去除率组别处理2h的codcr去除率处理24h的codcr去除率处理72h的codcr去除率实验组23.7％58.1％82.2％对照组10.2％53.0％76.8％由表1的数据可以看出，与对照组相比，实验组在2h的codcr去除率有显著提高，表明本发明提供的微生物酶复合制剂可有效提高初始处理时的净化效率，快速改善待处理污水的环境，使em菌剂更容易适应污水环境。实验组处理24h、72h的codcr去除率均显著高于对照组，表明本发明提供的微生物复合制剂对污水处理的效果更优。实施例4取上海市某地codcr浓度为7000～9000mg/l、bod5浓度为4500～6000mg/l、ph值5～6的垃圾渗滤液。以实施例1制备得到的微生物酶复合制剂处理24h，检测处理后的垃圾渗滤液中codcr浓度，结果显示，24h后的codcr去除率为51.6％。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12