【微水会·第35期】当微水会遇上创业英雄汇,工业污水处理微生物菌成功融资200万!

时间:2016-09-13 来源:微水会 作者:水之国

微水会导语

有这样一个人,着迷于奇妙的微生物世界,考察过太多触目惊心的水体污染并不甘于做一个旁观者...于是他的创客生涯开启,带着对微生物的痴迷,带着以行动改变世界的梦想,将净水微生物制剂产品从实验室带到了创业场——CCTV2创业英雄汇,并得到抢投,成功融资200万!

这就是本期微水会嘉宾吴定心博士,他和他的团队以华中农业大学农业微生物学国家重点实验室为依托开发产品,创立了水之国环保,致力于打造一个世界级的环境微生物品牌。

小小微生物,承载大梦想。当微水会遇上创业英雄汇,有哪些“火花”迸出,请跟随小编,瞅瞅微生物菌株在工业污水处理中的那些意想不到。

嘉宾:吴定心 / 整理:冯茹 / 排版:漠潇 / 统筹:潘鹏

微水会·第35期

主题:微生物菌与工业污水处理

提纲:

1、简介:生物强化法与污水处理

2、硝化细菌与氨氮去除

3、反硝化细菌与总氮去除

4、石油降解菌及应用

5、耐盐菌及应用

6、苯酚降解菌

7、微生物在工业水处理中的应用范围及特点

8、农业微生物学国家重点实验室简介

分享嘉宾:

吴定心 华中农业大学环境微生物学博士,武汉水之国环保科技有限公司创始人

关于水之国环保:

武汉水之国环保科技有限公司(水之国)于2015年7月在武汉注册成立,是一家定位于为工业污水处理厂、环境工程公司提供优质的污水净化类环境微生物产品及技术服务的环保公司。

水之国已成功开发生产BioPower 系列菌剂,包括BioPower 100 自养硝化细菌、BioPower110复合脱氮菌、BioPower200厌氧强化菌、BioPower300好氧强化菌以及BioPower400微生物除臭菌剂等一系列污水处理菌剂,可广泛应用于各类高氨氮废水、制药废水、石化废水、黑臭河流以及养殖废水等多种污水处理领域中。

水之国的产品开发依托于华中农业大学农业微生物学国家重点实验室,具备良好研发基础和强大研发优势。公司立志成为中国乃至世界最专业、最强大的环境微生物产品供应商及服务商,希望用微小改变世界,用行动美丽中国。

分享嘉宾吴博士创立的武汉水之国环保科技有限公司目前正在火热招聘中!

如果你爱微生物,如果你想锻炼一番,那么赶快行动起来,加入水之国,一起打造国产环境微生物品牌~~~

联系方式

吴定心Tel:18062768929(周一至周六 9:00-22:00)

E-mail:76249068@qq.com

水之国网址:www.szghb.com

PS:华中农大农业微生物学国家实验室

微水会·精彩讲堂

一、生物强化与污水处理

从上图可以看出,目前生物强化法特殊菌种主要是针对普通微生物难降解的有机物质,包括酚类、喹啉、苯类、特殊人工合成药物等。

二、微生物菌株及案例分享

(一)硝化细菌

1、硝化细菌

水体氮循环示意图

氨氧化细菌通过工艺优化,硝化速率可达到800mgNH4+-N/(L·h);耐盐浓度达2%,一般半咸水和淡水都是可以起作用的,对于纯海水的硝化作用比较弱。

溶氧一般要求>2mg/L,低一点控制在1mg/L以上。在硝化反应过程中,pH会显著下降,特别是对于高氨氮废水(浓度大于1000mg/L)下降特别快(一般会低于6),如果不进行碱度补充,对菌种及活性污泥系统影响很大;一般会采用反硝化进行碱度补充。对于有机质很丰富的水,硝化作用会弱一些(原因:应该是有机质丰富异养菌会比较多,菌种进行营养竞争,间接抑制硝化菌)。

这一菌种是常温使用。如果废水本身高氨氮且含有抑制剂,使用硝化菌达不到效果。

2、案例分享

这一项目厌氧系统强化、好氧系统强化及尾水处理均有做。前期第一个月投菌三次,第二、三月没有投菌。

在垃圾渗滤液中消除氨氮的效果良好!

后期进水氨氮升高,引入菌剂的处理效果要明显高于对照。

(二)反硝化细菌

1、反硝化细菌

从研究角度讲,目前比较热门的是好氧反硝化,通常所讲的为缺氧反硝化。通过实验,效果比较好的还是缺氧反硝化。好氧反硝化的优点是可以与硝化一起进行。

在实验室条件下,碳源充足情况下,中温反硝化菌的反硝化速率都比较快;同理低温反硝化菌亦是,但其发挥作用的温度范围为10-15℃,低于10℃也很难进行。

确保水体中存在NO3-N、NO2-N,如果以有机氮、氨氮形式存在,使用反硝化菌也没有意义。碳氮比理论上4就可以,实际运行中有6 - 8甚至到10效果会好一点。

碳源不足在高N污染水中是普遍存在的现象,如果采用反硝化脱氮,补加碳源的成本较大,研究厌氧氨氧化脱氮也是出于节约碳源(以及能耗)这一原因。

O池水回流到A池,一方面提供硝酸盐,另一方面对硝化亦有利,其对COD、氨氮、总氮的消除均有好处。

2、应用案例

以上为富营养化湖泊中反硝化菌株的应用案例。

(三)石油降解菌

通过筛选优化,在实验室里模拟对1g/L的原油降解效果不错,但时间会长些。一般实际处理中,经过隔油池的废水,含油量不会达到这么高,因此将其应用于污水处理池中也能发挥很好的作用。

菌种接种前后对照

武汉石化废水的案例,引入菌种前,水体COD超过100 mg/L,引入这一菌种后,COD控制在60mg/L左右。通过生物相可发现泥的状态有改变。

(四)耐盐菌及苯酚降解菌

1、耐盐菌

耐盐菌可以耐受比较高浓度的盐,但是最适生长环境不是在高浓度盐中,这与嗜盐菌有一定区别。这一菌株在实验室条件下可以做到耐受8%的盐度,实际污水池中使用推荐在5%以内,大于5%采用稀释或预处理将盐度降下来。

耐盐菌引入,通过调整和训化,最终污泥能够比较正常的运行,也有部分原生动物出现。

2、苯酚降解菌

这一菌种的特点是可以将苯酚作为唯一碳源进行生长。

三、微生物在工业水处理中应用及趋势

市政污水、生活污水一般采用生物强化法较少,除部分氨氮超标引入硝化菌。菌剂与载体结合能够提高菌剂的浓度和抗逆性。菌株应用时要明确其特点,保证最适条件。生物强化只能提高处理效率,设计上的缺陷不能简单用生物强化弥补。

未来生物强化的发展趋势个人认为,是菌剂+专有设备逐步结合方向(特别是特殊难降解废水)。目前,菌剂是直接应用于污水池中,优点是简单、条件符合即可发挥作用,但由于污水处理系统的半可控性有时不好控制。

目前大多是针对一种难降解物找到某一种菌株进行处理,随着微生物组、基因组测序技术的进步,未来开发多微生物产品,实现多种目标的降解将是发展方向。

微水会·答疑解惑

▷问题1:实际应用过程中,反硝化的碳氮比是多少比较好?是5以下还是6~8?

答:在实际应用中,个人认为碳氮比控制在6-8比较好。

▷问题2:盐度2%对硝化菌产生一定的抑制,是指纯氯化钠吗?

答:在实验室中使用的是纯氯化钠;在实际应用中,可能会有一点变化,但基本控制在2%左右,超过2%菌种活性受影响会比较大。

▷问题3:您介绍的菌是适合普通活性污泥法还是可以结合接触氧化、载体流化床?

答:都是可以用的。基本只要是生化系统,理论上都是可以应用特殊菌种进行生物强化的。

▷问题4:城镇污水处理厂硝化菌的投加量一般在多少?

答:投加量一般是参考两个数据,一是进水氨氮浓度,城镇污水处理厂一般在30-50mg/L,出水控制在5mg/L以下;二是停留时间,城镇污水厂一般用硝化菌不多,用量大概在十万分之一,建议在前期用三次,可以保证效果好一点。

▷问题5:想问硝化细菌抑制剂里面 N-serve是什么呢?

答:是一个很复杂的化合物2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。

▷问题6:硝化反硝化过程中需要补充的碱度,用碳酸钠和氢氧化钠哪个效果好一点,区别大不大?

答:用碳酸钠的效果会更好,但是价格会贵一些。

▷问题7:硝化菌耐毒性冲击性如何?反硝化菌负荷在多少?

答:硝化菌耐毒性冲击性通常情况不是很好,因为它是自养菌,有毒有害多了对其影响蛮大的。单独的反硝化菌负荷很难说,要看池中菌的量。

▷问题8:请问我们的AO运行中,好氧池pH6.2,COD600mg/L,氨氮140 mg/L,调整pH多少合适?加片碱在好氧池可以吗?

答:pH一般调整为7.0-7.5就可以了,加片碱是可以的。

▷问题9:您的产品是固态的吗?需要活化吗?

答:硝化菌是液态的,反硝化菌是固态的。

▷问题10:看到案例中有不少特种废水,水量有限,想问下菌种制备成本和特定微生物应用于工程解决问题从制备到效果需要多长时间?

答:一般的菌株都可以很快的大规模制备。制备成本依据菌株有异,芽孢类菌株成本会比较低,硝化菌是化能自养型,成本会相对高些;此外,如果需要特殊保藏,成本也会高。

通常情况下菌株引入进去,一个星期左右就可看到效果。

▷问题11:特定生物菌投入之后,来水没有冲击的情况下,存在自然衰减的过程吗?看到您举例的石化废水处理案例,出水先明显下降,然后随时间有逐步波动上升的趋势。

答:这个与菌株有关系。有些菌可以在这一环境中长期存在,衰减很少或没有衰减,如硝化菌。其他菌会随时间延长衰减,这时需要补充一些进去,这与菌株本身特点有关,因为在活性污泥系统中引入这些菌株会与土著微生物发生竞争。

▷问题12:硝化的速度,反硝化的速度,是否有数据,就是单克细菌一小时降解氨氮或者硝酸盐多少克?

答:硝化速率最好的能做到800mgNH4+-N/(L·h),反硝化速率比较难测,目前还不能提供准确数据。

▷问题13:我看现在很多文献中写道硝化菌对起始浓度也有要求,吴博士是怎么看的?

答:氨氮浓度越高对硝化菌有一定抑制作用,虽然它有去除氨氮的作用。

▷问题14:想请问你们的成熟产品能否适应各种废水水质,对不同水质适应周期多久?

答:菌剂对不同水质都会有一个短暂的适应期,一般情况下,硝化菌三天就能够起作用,但一般会保证7天内一定能起作用。

▷问题15:测过表面活性剂对硝化菌的影响吗,硝化菌的抑制剂还有哪一些?

答:表面活性剂这个没有测过,抑制剂也有很多种,可自行查询一下。

▷问题16:除了提到的乙炔外,有哪些常见的影响硝化菌和亚硝化菌的毒性物质?

答:常见的一些对革兰氏阴性菌的抗生素、重金属(Cu等其他)也较为敏感。

▷问题17:反硝化菌在缺氧区停留多长时间效果最好?

答:硝酸盐量、菌种浓度都会影响停留时间,一般硝酸盐量多,停留时间要长一些。

▷问题18:想请问硝化菌和反硝化菌的世代周期有多长?

答:硝化菌因为是化能自养菌,繁殖比较慢,世代周期比较长,通常繁殖一代是10h甚至到几十个小时,这也是成本高的一个原因。反硝化菌是一个大类,包括很多种菌,能将硝酸盐转化成氮气的都是,世代周期会比较短,繁殖较快,现在市面上常见的,世代周期基本在几十分钟。

▷问题19:回流直接回到厌氧池,反硝化菌能充分作用吗?

答:回流到厌氧肯定不行,因为反硝化要在缺氧环境中进行。

▷问题20:氨氮的起始浓度多高就会到硝化作用产生抑制?

答:不同菌种对氨氮的起始浓度抑制反应不同。通常情况下,氨浓度超过100mg/L都会对硝化菌产生抑制。

▷问题21:现在工业废水中高浓度氨氮很常见,高浓水的预处理方式有哪几种?经过厌氧后进好氧的氨氮浓度不能超过多少?

答:高氨氮预处理目前了解到有三种方式,一是通过后端回流,二是吹脱,三是鸟粪石,钙、镁、磷化学沉淀。

在实验条件下,2000mg/L的氨氮进入好氧系统也是可以的;实际运行中,1500mg/L以内都是没有问题的,硝化可以正常进行。

▷问题22:在污水处理过程中,反硝化比较容易加强,投加反硝化菌和一般加强相比,有多大差异?

答:这一差异取决于很多方面。如果前期运行比较好,强化空间较小;如果前期运行不好,强化效果会十分明显。

▷问题23:细菌投加到普通生化系统一般维持多长时间菌种就衰减完了?

答:按照经验,以硝化细菌为例,前期系统建立起来,后期基本一两个月补充一次;有些项目后期很少补充,运行也不错。这个与强化的菌株也有关系,如果菌株能够很好的适应污水处理系统,正常维持一个月,后期补充一点是完全可以做到的。

▷问题24:想问苯酚类废水最高耐受浓度多少?

答:这一菌种是可以将苯酚作为唯一碳源,理论上可以耐受很高的苯酚浓度;但在实际中,苯酚进水浓度不要太高,否则对活性污泥的影响会比较大。

▷问题25:想问生物处理二噁英是否尝试过,实验也可。

答:这个没有尝试过。

▷问题26:请问武汉石化除油菌从多少的石油类降到多少呢?

答:没有单独测过油类,当时该项目是COD超标比较多,最后降到了60mg/L左右。

▷问题27:养殖废水COD15000mg/L,如果不进行厌氧,只好氧缺氧可以吗?进行厌氧C/N更低,将来高氨氮不好解决?有没有合适的工艺?

答:COD高如果不进行厌氧去除是个问题,就目前看厌氧是必须的。

氨氮消除不用碳源,高氨氮倒是不用太担心;但是总氮脱除是个问题,碳氮比低,前端厌氧将碳去除,大量氨氮转化为硝酸盐,如果对总氮有要求,后期再投加碳源成本会比较高。这部分有不少研究,如将部分出厂原水再引入反硝化阶段的工艺。

▷问题28:液态的菌剂有效含量多少?里面有多少水,您前面说的10ppm是水货吗?

答:刚才提到的是市政污水中硝化菌用量一般推荐10ppm。现在用于浓度较高的氨氮进水(500-800mg/L),一般推荐用量100mg/L。

▷问题29:不管大家怎么看,微生物在国内市场用的越来越多了,发展也越来越快了。接着问下,10ppm针对池容还是进水量?

答:刚才说的是池容,市政废水10ppm。如果是高浓度工业废水,如氨氮大于500mg/L,一般建议量是100ppm。

▷问题30:石化废水处理中,石油降解菌降解的应该是溶解态或者是乳化油之类的油吧,而且石化废水好像盐分也比较高,是不是那些石油降解菌同时也是耐盐菌?

答:我们使用的是原油,因为原油中含有各种长度的烃类、苯环类物质、石蜡等。

芽孢杆菌一般对盐度的耐受能力还是可以的,文中介绍的石油降解菌中有一株是芽孢杆菌,其他两株不是。有些石油降解菌是可以耐一部分盐度的。

▷问题31:看到应用特点里有讲菌剂与载体结合效果更好,那么一般可以作为菌剂载体的有哪些?还是您那边有特殊的载体提供给游离菌种?

答:菌剂和载体的问题,很多载体都可以,比如组合载体,悬浮载体。我这里暂时不做载体。

▷问题32:为什么有的菌商品是液态的,有的是固态的?

答:硝化菌不能做成固态的,很容易死掉,所以采用液体形式。如果能做固态,一般都会做成固态,因为方便运输。

▷问题33:在好氧池,硝化菌和好养反硝化菌进行短程硝化怎么样?

答:可以的,硝化菌-好氧反硝化是可以的。

▷问题34:您的产品是是固态的吗?需要活化吗?

答:硝化细菌是液体的,反硝化是固态的。固态的反硝化细菌需要活化。

▷问题35:问一个与创业相关的问题,从实验室走出来,您说用微小改变世界,并在CCTV2创业英雄汇获得抢投,拿到投资,您是基于怎样的理想和目标呢?

答:因为一直在做微生物方面研究,由于水体污染严重确实有这一需求,因此想要做一家专业的环境微生物菌种的公司,首先的目标是做到国内顶尖。

▷问题36:能从微生物的生理特性介绍一下耐盐原理吗?

答:目前有几种说法:

一是细菌在体内积累高浓度钾,对抗盐度;

二是在体内积累亲和性溶质,如某些氨基酸和糖类;

三是钠离子逆转运机制,将钠离子转出体外。

微水会·结束语

首先再次感谢 武汉水之国环保,感谢 @吴定心 吴博士的精彩分享和细心答疑,感谢诸位微水会水友的积极参与。

本期微水会中,吴博士先就生物强化概念做了介绍,后针对今天的主要内容做分享。首先对硝化细菌、反硝化细菌的特点(耐受浓度、硝化/反硝化速率、去除效果),应用条件及注意事项做了详细讲解,并结合实际工程案例阐明两者对氨氮和总氮的去除效果;其次就石油烃降解菌,耐盐菌,苯酚降解菌分别做了介绍,辅以案例说明,其中苯酚降解菌将苯酚作为唯一碳源是一大亮点;最后就微生物及生物强化法在工业水处理中的应用范围、应用特点及未来发展趋势做了总结,指出未来微生物与专有设备结合以及多微生物互做强化实现多目标物质降解将是发展方向。

答疑讨论环节,就群友提出的菌种反硝化碳氮比,菌种适用工艺,硝化菌用量,菌种世代周期,菌种耐受性,菌种影响因素,高氨氮废水处理等诸多问题予以了详细解答。

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