【微水會·第35期】當微水會遇上創業英雄匯，工業污水處理微生物菌成功融資200萬！

時間：2016-09-13 來源：微水會作者：水之國

微水會導語

有這樣一個人，著迷于奇妙的微生物世界，考察過太多觸目驚心的水體污染并不甘于做一個旁觀者...于是他的創客生涯開啟，帶著對微生物的癡迷，帶著以行動改變世界的夢想，將凈水微生物制劑產品從實驗室帶到了創業場——CCTV2創業英雄匯，并得到搶投，成功融資200萬！

這就是本期微水會嘉賓吳定心博士，他和他的團隊以華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室為依托開發產品，創立了水之國環保，致力于打造一個世界級的環境微生物品牌。

小小微生物，承載大夢想。當微水會遇上創業英雄匯，有哪些“火花”迸出，請跟隨小編，瞅瞅微生物菌株在工業污水處理中的那些意想不到。

嘉賓：吳定心 / 整理：馮茹 / 排版：漠瀟 / 統籌：潘鵬

微水會·第35期

主題：微生物菌與工業污水處理

提綱：

1、簡介：生物強化法與污水處理

2、硝化細菌與氨氮去除

3、反硝化細菌與總氮去除

4、石油降解菌及應用

5、耐鹽菌及應用

6、苯酚降解菌

7、微生物在工業水處理中的應用范圍及特點

8、農業微生物學國家重點實驗室簡介

分享嘉賓：

吳定心華中農業大學環境微生物學博士，武漢水之國環�？萍加邢薰緞撌既�

關于水之國環保：

武漢水之國環保科技有限公司（水之國）于2015年7月在武漢注冊成立，是一家定位于為工業污水處理廠、環境工程公司提供優質的污水凈化類環境微生物產品及技術服務的環保公司。

水之國已成功開發生產BioPower 系列菌劑，包括BioPower 100 自養硝化細菌、BioPower110復合脫氮菌、BioPower200厭氧強化菌、BioPower300好氧強化菌以及BioPower400微生物除臭菌劑等一系列污水處理菌劑，可廣泛應用于各類高氨氮廢水、制藥廢水、石化廢水、黑臭河流以及養殖廢水等多種污水處理領域中。

水之國的產品開發依托于華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室，具備良好研發基礎和強大研發優勢。公司立志成為中國乃至世界最專業、最強大的環境微生物產品供應商及服務商，希望用微小改變世界，用行動美麗中國。

分享嘉賓吳博士創立的武漢水之國環�？萍加邢薰灸壳罢诨馃嵴衅钢校�

如果你愛微生物，如果你想鍛煉一番，那么趕快行動起來，加入水之國，一起打造國產環境微生物品牌~~~

聯系方式

吳定心Tel：18062768929（周一至周六 9:00-22:00）

E-mail：76249068@qq.com

水之國網址：www.szghb.com

PS：華中農大農業微生物學國家實驗室

微水會·精彩講堂

一、生物強化與污水處理

從上圖可以看出，目前生物強化法特殊菌種主要是針對普通微生物難降解的有機物質，包括酚類、喹啉、苯類、特殊人工合成藥物等。

二、微生物菌株及案例分享

（一）硝化細菌

1、硝化細菌

水體氮循環示意圖

氨氧化細菌通過工藝優化，硝化速率可達到800mgNH4+-N/(L·h)；耐鹽濃度達2%，一般半咸水和淡水都是可以起作用的，對于純海水的硝化作用比較弱。

溶氧一般要求＞2mg/L，低一點控制在1mg/L以上。在硝化反應過程中，pH會顯著下降，特別是對于高氨氮廢水（濃度大于1000mg/L）下降特別快（一般會低于6），如果不進行堿度補充，對菌種及活性污泥系統影響很大；一般會采用反硝化進行堿度補充。對于有機質很豐富的水，硝化作用會弱一些（原因：應該是有機質豐富異養菌會比較多，菌種進行營養競爭，間接抑制硝化菌）。

這一菌種是常溫使用。如果廢水本身高氨氮且含有抑制劑，使用硝化菌達不到效果。

2、案例分享

這一項目厭氧系統強化、好氧系統強化及尾水處理均有做。前期第一個月投菌三次，第二、三月沒有投菌。

在垃圾滲濾液中消除氨氮的效果良好！

后期進水氨氮升高，引入菌劑的處理效果要明顯高于對照。

（二）反硝化細菌

1、反硝化細菌

從研究角度講，目前比較熱門的是好氧反硝化，通常所講的為缺氧反硝化。通過實驗，效果比較好的還是缺氧反硝化。好氧反硝化的優點是可以與硝化一起進行。

在實驗室條件下，碳源充足情況下，中溫反硝化菌的反硝化速率都比較快；同理低溫反硝化菌亦是，但其發揮作用的溫度范圍為10-15℃，低于10℃也很難進行。

確保水體中存在NO3-N、NO2-N，如果以有機氮、氨氮形式存在，使用反硝化菌也沒有意義。碳氮比理論上4就可以，實際運行中有6 - 8甚至到10效果會好一點。

碳源不足在高N污染水中是普遍存在的現象，如果采用反硝化脫氮，補加碳源的成本較大，研究厭氧氨氧化脫氮也是出于節約碳源（以及能耗）這一原因。

O池水回流到A池，一方面提供硝酸鹽，另一方面對硝化亦有利，其對COD、氨氮、總氮的消除均有好處。

2、應用案例

以上為富營養化湖泊中反硝化菌株的應用案例。

（三）石油降解菌

通過篩選優化，在實驗室里模擬對1g/L的原油降解效果不錯，但時間會長些。一般實際處理中，經過隔油池的廢水，含油量不會達到這么高，因此將其應用于污水處理池中也能發揮很好的作用。

菌種接種前后對照

武漢石化廢水的案例，引入菌種前，水體COD超過100 mg/L，引入這一菌種后，COD控制在60mg/L左右。通過生物相可發現泥的狀態有改變。

（四）耐鹽菌及苯酚降解菌

1、耐鹽菌

耐鹽菌可以耐受比較高濃度的鹽，但是最適生長環境不是在高濃度鹽中，這與嗜鹽菌有一定區別。這一菌株在實驗室條件下可以做到耐受8%的鹽度，實際污水池中使用推薦在5%以內，大于5%采用稀釋或預處理將鹽度降下來。

耐鹽菌引入，通過調整和訓化，最終污泥能夠比較正常的運行，也有部分原生動物出現。

2、苯酚降解菌

這一菌種的特點是可以將苯酚作為唯一碳源進行生長。

三、微生物在工業水處理中應用及趨勢

市政污水、生活污水一般采用生物強化法較少，除部分氨氮超標引入硝化菌。菌劑與載體結合能夠提高菌劑的濃度和抗逆性。菌株應用時要明確其特點，保證最適條件。生物強化只能提高處理效率，設計上的缺陷不能簡單用生物強化彌補。

未來生物強化的發展趨勢個人認為，是菌劑+專有設備逐步結合方向（特別是特殊難降解廢水）。目前，菌劑是直接應用于污水池中，優點是簡單、條件符合即可發揮作用，但由于污水處理系統的半可控性有時不好控制。

目前大多是針對一種難降解物找到某一種菌株進行處理，隨著微生物組、基因組測序技術的進步，未來開發多微生物產品，實現多種目標的降解將是發展方向。

微水會·答疑解惑

▷問題1：實際應用過程中，反硝化的碳氮比是多少比較好？是5以下還是6～8？

答：在實際應用中，個人認為碳氮比控制在6-8比較好。

▷問題2：鹽度2%對硝化菌產生一定的抑制，是指純氯化鈉嗎？

答：在實驗室中使用的是純氯化鈉；在實際應用中，可能會有一點變化，但基本控制在2%左右，超過2%菌種活性受影響會比較大。

▷問題3：您介紹的菌是適合普通活性污泥法還是可以結合接觸氧化、載體流化床？

答：都是可以用的�；局灰巧到y，理論上都是可以應用特殊菌種進行生物強化的。

▷問題4：城鎮污水處理廠硝化菌的投加量一般在多少？

答：投加量一般是參考兩個數據，一是進水氨氮濃度，城鎮污水處理廠一般在30-50mg/L，出水控制在5mg/L以下；二是停留時間，城鎮污水廠一般用硝化菌不多，用量大概在十萬分之一，建議在前期用三次，可以保證效果好一點。

▷問題5：想問硝化細菌抑制劑里面 N-serve是什么呢？

答：是一個很復雜的化合物2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。

▷問題6：硝化反硝化過程中需要補充的堿度，用碳酸鈉和氫氧化鈉哪個效果好一點，區別大不大？

答：用碳酸鈉的效果會更好，但是價格會貴一些。

▷問題7：硝化菌耐毒性沖擊性如何？反硝化菌負荷在多少？

答：硝化菌耐毒性沖擊性通常情況不是很好，因為它是自養菌，有毒有害多了對其影響蠻大的。單獨的反硝化菌負荷很難說，要看池中菌的量。

▷問題8：請問我們的AO運行中，好氧池pH6.2，COD600mg/L，氨氮140 mg/L，調整pH多少合適？加片堿在好氧池可以嗎？

答：pH一般調整為7.0-7.5就可以了，加片堿是可以的。

▷問題9：您的產品是固態的嗎？需要活化嗎？

答：硝化菌是液態的，反硝化菌是固態的。

▷問題10：看到案例中有不少特種廢水，水量有限，想問下菌種制備成本和特定微生物應用于工程解決問題從制備到效果需要多長時間？

答：一般的菌株都可以很快的大規模制備。制備成本依據菌株有異，芽孢類菌株成本會比較低，硝化菌是化能自養型，成本會相對高些；此外，如果需要特殊保藏，成本也會高。

通常情況下菌株引入進去，一個星期左右就可看到效果。

▷問題11：特定生物菌投入之后，來水沒有沖擊的情況下，存在自然衰減的過程嗎？看到您舉例的石化廢水處理案例，出水先明顯下降，然后隨時間有逐步波動上升的趨勢。

答：這個與菌株有關系。有些菌可以在這一環境中長期存在，衰減很少或沒有衰減，如硝化菌。其他菌會隨時間延長衰減，這時需要補充一些進去，這與菌株本身特點有關，因為在活性污泥系統中引入這些菌株會與土著微生物發生競爭。

▷問題12：硝化的速度，反硝化的速度，是否有數據，就是單克細菌一小時降解氨氮或者硝酸鹽多少克？

答：硝化速率最好的能做到800mgNH4+-N/(L·h)，反硝化速率比較難測，目前還不能提供準確數據。

▷問題13：我看現在很多文獻中寫道硝化菌對起始濃度也有要求，吳博士是怎么看的？

答：氨氮濃度越高對硝化菌有一定抑制作用，雖然它有去除氨氮的作用。

▷問題14：想請問你們的成熟產品能否適應各種廢水水質，對不同水質適應周期多久？

答：菌劑對不同水質都會有一個短暫的適應期，一般情況下，硝化菌三天就能夠起作用，但一般會保證7天內一定能起作用。

▷問題15：測過表面活性劑對硝化菌的影響嗎，硝化菌的抑制劑還有哪一些？

答：表面活性劑這個沒有測過，抑制劑也有很多種，可自行查詢一下。

▷問題16：除了提到的乙炔外，有哪些常見的影響硝化菌和亞硝化菌的毒性物質？

答：常見的一些對革蘭氏陰性菌的抗生素、重金屬（Cu等其他）也較為敏感。

▷問題17：反硝化菌在缺氧區停留多長時間效果最好？

答：硝酸鹽量、菌種濃度都會影響停留時間，一般硝酸鹽量多，停留時間要長一些。

▷問題18：想請問硝化菌和反硝化菌的世代周期有多長？

答：硝化菌因為是化能自養菌，繁殖比較慢，世代周期比較長，通常繁殖一代是10h甚至到幾十個小時，這也是成本高的一個原因。反硝化菌是一個大類，包括很多種菌，能將硝酸鹽轉化成氮氣的都是，世代周期會比較短，繁殖較快，現在市面上常見的，世代周期基本在幾十分鐘。

▷問題19：回流直接回到厭氧池，反硝化菌能充分作用嗎？

答：回流到厭氧肯定不行，因為反硝化要在缺氧環境中進行。

▷問題20：氨氮的起始濃度多高就會到硝化作用產生抑制？

答：不同菌種對氨氮的起始濃度抑制反應不同。通常情況下，氨濃度超過100mg/L都會對硝化菌產生抑制。

▷問題21：現在工業廢水中高濃度氨氮很常見，高濃水的預處理方式有哪幾種？經過厭氧后進好氧的氨氮濃度不能超過多少？

答：高氨氮預處理目前了解到有三種方式，一是通過后端回流，二是吹脫，三是鳥糞石，鈣、鎂、磷化學沉淀。

在實驗條件下，2000mg/L的氨氮進入好氧系統也是可以的；實際運行中，1500mg/L以內都是沒有問題的，硝化可以正常進行。

▷問題22：在污水處理過程中，反硝化比較容易加強，投加反硝化菌和一般加強相比，有多大差異？

答：這一差異取決于很多方面。如果前期運行比較好，強化空間較小；如果前期運行不好，強化效果會十分明顯。

▷問題23：細菌投加到普通生化系統一般維持多長時間菌種就衰減完了？

答：按照經驗，以硝化細菌為例，前期系統建立起來，后期基本一兩個月補充一次；有些項目后期很少補充，運行也不錯。這個與強化的菌株也有關系，如果菌株能夠很好的適應污水處理系統，正常維持一個月，后期補充一點是完全可以做到的。

▷問題24：想問苯酚類廢水最高耐受濃度多少？

答：這一菌種是可以將苯酚作為唯一碳源，理論上可以耐受很高的苯酚濃度；但在實際中，苯酚進水濃度不要太高，否則對活性污泥的影響會比較大。

▷問題25：想問生物處理二噁英是否嘗試過，實驗也可。

答：這個沒有嘗試過。

▷問題26：請問武漢石化除油菌從多少的石油類降到多少呢？

答：沒有單獨測過油類，當時該項目是COD超標比較多，最后降到了60mg/L左右。

▷問題27：養殖廢水COD15000mg/L，如果不進行厭氧，只好氧缺氧可以嗎？進行厭氧C/N更低，將來高氨氮不好解決？有沒有合適的工藝？

答：COD高如果不進行厭氧去除是個問題，就目前看厭氧是必須的。

氨氮消除不用碳源，高氨氮倒是不用太擔心；但是總氮脫除是個問題，碳氮比低，前端厭氧將碳去除，大量氨氮轉化為硝酸鹽，如果對總氮有要求，后期再投加碳源成本會比較高。這部分有不少研究，如將部分出廠原水再引入反硝化階段的工藝。

▷問題28：液態的菌劑有效含量多少？里面有多少水，您前面說的10ppm是水貨嗎？

答：剛才提到的是市政污水中硝化菌用量一般推薦10ppm�，F在用于濃度較高的氨氮進水（500-800mg/L），一般推薦用量100mg/L。

▷問題29：不管大家怎么看，微生物在國內市場用的越來越多了，發展也越來越快了。接著問下，10ppm針對池容還是進水量？

答：剛才說的是池容，市政廢水10ppm。如果是高濃度工業廢水，如氨氮大于500mg/L，一般建議量是100ppm。

▷問題30：石化廢水處理中，石油降解菌降解的應該是溶解態或者是乳化油之類的油吧，而且石化廢水好像鹽分也比較高，是不是那些石油降解菌同時也是耐鹽菌？

答：我們使用的是原油，因為原油中含有各種長度的烴類、苯環類物質、石蠟等。

芽孢桿菌一般對鹽度的耐受能力還是可以的，文中介紹的石油降解菌中有一株是芽孢桿菌，其他兩株不是。有些石油降解菌是可以耐一部分鹽度的。

▷問題31：看到應用特點里有講菌劑與載體結合效果更好，那么一般可以作為菌劑載體的有哪些？還是您那邊有特殊的載體提供給游離菌種？

答：菌劑和載體的問題，很多載體都可以，比如組合載體，懸浮載體。我這里暫時不做載體。

▷問題32：為什么有的菌商品是液態的，有的是固態的？

答：硝化菌不能做成固態的，很容易死掉，所以采用液體形式。如果能做固態，一般都會做成固態，因為方便運輸。

▷問題33：在好氧池，硝化菌和好養反硝化菌進行短程硝化怎么樣？

答：可以的，硝化菌-好氧反硝化是可以的。

▷問題34：您的產品是是固態的嗎？需要活化嗎？

答：硝化細菌是液體的，反硝化是固態的。固態的反硝化細菌需要活化。

▷問題35：問一個與創業相關的問題，從實驗室走出來，您說用微小改變世界，并在CCTV2創業英雄匯獲得搶投，拿到投資，您是基于怎樣的理想和目標呢？

答：因為一直在做微生物方面研究，由于水體污染嚴重確實有這一需求，因此想要做一家專業的環境微生物菌種的公司，首先的目標是做到國內頂尖。

▷問題36：能從微生物的生理特性介紹一下耐鹽原理嗎？

答：目前有幾種說法：

一是細菌在體內積累高濃度鉀，對抗鹽度；

二是在體內積累親和性溶質，如某些氨基酸和糖類；

三是鈉離子逆轉運機制，將鈉離子轉出體外。

微水會·結束語

首先再次感謝武漢水之國環保，感謝 @吳定心吳博士的精彩分享和細心答疑，感謝諸位微水會水友的積極參與。

本期微水會中，吳博士先就生物強化概念做了介紹，后針對今天的主要內容做分享。首先對硝化細菌、反硝化細菌的特點（耐受濃度、硝化/反硝化速率、去除效果），應用條件及注意事項做了詳細講解，并結合實際工程案例闡明兩者對氨氮和總氮的去除效果；其次就石油烴降解菌，耐鹽菌，苯酚降解菌分別做了介紹，輔以案例說明，其中苯酚降解菌將苯酚作為唯一碳源是一大亮點；最后就微生物及生物強化法在工業水處理中的應用范圍、應用特點及未來發展趨勢做了總結，指出未來微生物與專有設備結合以及多微生物互做強化實現多目標物質降解將是發展方向。

答疑討論環節，就群友提出的菌種反硝化碳氮比，菌種適用工藝，硝化菌用量，菌種世代周期，菌種耐受性，菌種影響因素，高氨氮廢水處理等諸多問題予以了詳細解答。

在微水會學知識、談理想，最后還有彩蛋奉送...