CN101768564A - 一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用 - Google Patents

一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN101768564A
CN101768564A CN201010110533A CN201010110533A CN101768564A CN 101768564 A CN101768564 A CN 101768564A CN 201010110533 A CN201010110533 A CN 201010110533A CN 201010110533 A CN201010110533 A CN 201010110533A CN 101768564 A CN101768564 A CN 101768564A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phenol
concentration
bacterium
degrading
waste water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010110533A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101768564B (zh
Inventor
杨玉楠
孙晖
胡训杰
王丽丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN2010101105337A priority Critical patent/CN101768564B/zh
Publication of CN101768564A publication Critical patent/CN101768564A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101768564B publication Critical patent/CN101768564B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用，属于废水、污水处理技术领域，本发明以污水或污泥中嗜盐菌为菌源，采用梯度驯化的方法筛选对苯酚有较强降解能力且能适应较高盐浓度的可在含盐5-6％，酚浓度为100-500mg/L的含酚废水中以苯酚为唯一碳源良好生长的高效降酚嗜盐菌，该菌系在高盐高酚的环境下，降酚性能相比传统的活性污泥法优势明显。将该菌种应用于废水降酚处理，确定最佳的水力停留时间、最佳投菌量及批处理时间；并通过正交实验对运行条件进行优化。高效降酚嗜盐菌的筛选有很高应用价值，可为采油废水中苯酚的去除以及石化行业中含盐量较高的含酚废水的工业化处理提供参考。

Description

一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及可在高盐浓度下高效降解苯酚的高效降解苯酚嗜盐菌复合菌系。
背景技术
酚是一种重要的化工原料，同时也是一种原生质毒物，对一切生活个体都有毒杀作用，能使蛋白质凝固，对人类的危害非常严重。长期饮用被酚污染的水可引起慢性积累性中毒，饮用水中即使含酚浓度只有0.002mg/L，也会影响人体健康；酚浓度仅为0.02mg/L时，用氯消毒即可产生氯酚臭味。酚对水生生物、农作物都有一定的毒害，水中含酚0.1-0.2mg/L时，鱼肉即有臭味不能食用；浓度增加到1mg/L，会影响鱼类产卵和回游，或产生“回避”行为；浓度增加到6.5-9.3mg/L时，鱼类就会大量死亡。含酚浓度高于100mg/L的废水直接灌田，会引起农作物的减产甚至枯死。酚对皮肤和粘膜有强烈的腐蚀作用，人口服致死量为2-15g。人体摄入一定量酚时，会出现急性中毒症状，长期饮用被酚污染的水，会引起头晕、出疹、搔痒、贫血及各种神经系统症状，苯的代谢产物主要在肝内氧化、代谢，从而对人的肝脏造成毒害。
苯酚作为最简单、同时也是最典型的酚类化合物，其毒性往往高于许多多元酚。应用苯酚的工业主要有炸药、肥料、油漆、橡胶、石棉制品、木材防腐、塑料、树脂、纺织、制药、石油、皮革、造纸、消毒剂等。上述这些工业生产部门所排出的废水中均含苯酚，尤其是焦化厂、煤气厂、炼油厂、石油工厂等产生大量的含酚废水，对人类危害十分严重。
目前对含酚废水的处理方法一般分为物化法、化学法和生化法三类。物化法包括萃取法、吸附法、液膜法、蒸汽脱酚法等，化学法包括缩聚法、氧化法等。这两类方法一般都有特殊的使用条件，且成本高，因此推广普及的潜力不大。生化法由于具有高效、节能、无二次污染等优点，被认为是最具发展前景的一种净化废水的方法。采用生化法处理含酚废水的前提是筛选到对苯酚有良好降解效果的微生物，由于一些行业排出的含酚废水中除含有酚类化合物外还含有很高的盐浓度，如化工行业生产硝基苯酚产生的废水，在这种高盐环境下，只要盐浓度＞3000mg/L微生物的活性就会受到抑制，因此研究在高盐环境下对苯酚有良好降解能力的微生物对于开展高盐浓度含酚废水的处理有着重要的意义和广阔的应用前景，而目前此类研究很少。
发明内容
本发明以采油废水或污泥中嗜盐菌为菌源，采用梯度驯化的方法筛选对苯酚有较强降解能力且能适应较高盐浓度的菌种，并将该菌种应用于废水降酚处理，确定最佳的水力停留时间、最佳投菌量及批处理时间；并通过正交实验对运行条件进行优化。高效降酚嗜盐菌的筛选有很高应用价值，可为采油废水中苯酚的去除以及石化行业中含盐量较高的含酚废水的工业化处理提供参考。
本发明提供的高效降酚嗜盐菌制备方法如下：
(1)制备高效降酚嗜盐菌菌源；
(2)将上述冷藏保存的嗜盐菌菌源以2接种环/100mL培养基的接种量接种到嗜盐菌富集液体培养基中，置于全温振荡器中于37℃、150rpm的条件下富集培养72h。
(3)富集培养后的嗜盐菌在苯酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中初步驯化48h。具体如下：
(a)首先以10％(v/v)接种量将富集后的嗜盐菌加到装有100mL含酚无机盐液体培养基的250mL锥形瓶中，此含酚无机盐液体培养基的苯酚浓度为100mg/L，在150rpm的转速下，连续振荡培养24h；
(b)然后从中取10％的培养液转接到新鲜的同一酚浓度的无机盐液体培养基中，在相同条件下继续培养24h。
这样，在苯酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中共驯化了48h。
所述的含酚无机盐液体培养基：KH2PO4 0.5g，K2HPO4 0.5g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.2g，NaCl 60g，NH4NO3 0.1g，MnSO4·H2O微量，FeCl2(质量分数10％)微量，苯酚变量(0.1-0.5g)，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6。121℃高压蒸汽灭菌20min。
(4)初步驯化后的嗜盐菌在苯酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中进行第二次驯化96h。具体如下：
(a)从初步驯化一次转接后振荡培养的酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中取10％培养液作为接种液，转接到100mL酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中，在相同的温度和转速下振荡培养48h后，
(b)同样取10％培养液转接到新鲜的同一酚浓度和相同体积的含酚无机盐液体培养液中，在相同条件下继续培养48h。
(5)第二次驯化后的嗜盐菌在苯酚浓度为500mg/L的含酚无机盐液体培养基中进行第三次驯化96h。具体如下：
从第二次驯化转接后振荡培养的酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中取10％作为接种液，转接到酚浓度为500mg/L的含酚无机盐液体培养基中，振荡培养48h，再以同样的方法振荡培养48h，一共96h，最后驯化筛选得到的可在6％盐浓度环境下良好生长的复合菌系。
本发明还提供一种所述高效降酚嗜盐菌的应用，采用该菌系对不同酚浓度的含酚废水进行降酚处理，投菌量为：苯酚浓度100mg/L的废水投菌量1.2～1.5g湿菌体/100mL废水，苯酚浓度300-500mg/L的废水投菌量2.0g湿菌体/100mL废水。
所述的含酚废水的pH值6.0～8.0，温度30～47℃2，溶解氧DO2.0～3.0mg/L。
尤其是对于含酚废水的pH值7.0，温度37℃，溶解氧DO2.93mg/L时，降酚效果最好，所需时间最短。高效降酚嗜盐菌在含盐5-6％，酚浓度为500mg/L的含酚废水水力停留时间为4-6h时，苯酚去除率达到99％以上。
本发明的优点在于：
(1)驯化得到了可在含盐5-6％，酚浓度为100-500mg/L的含酚废水中以苯酚为唯一碳源良好生长的高效降酚嗜盐菌，该菌系在高盐高酚的环境下，降酚性能相比传统的活性污泥法优势明显。
(2)出水达标排放所需的时间随废水中苯酚初始浓度的升高而延长，酚浓度为100-500mg/L的废水水力停留时间为4-6h。
(3)水力停留时间为4-6h时，实验室内处理盐浓度为5-6％、酚浓度为100-500mg/L的废水达标排放所需最佳投菌量范围为0.5-2.0g湿菌体/100mL废水；实际工程应用中，为保证处理系统中的污泥浓度，处理酚浓度为100-500mg/L的废水达标排放所需的最佳投菌量范围为1.5-2.0g湿菌体/100mL废水；处理采油废水时，若作为工程菌投加以强化处理系统对苯酚和芳香烃等组分的降解能力，应用时可采用投菌量为0.5-0.6g湿菌体/100mL废水。
(5)本发明的高效降酚嗜盐菌对于高盐含酚废水中苯酚降解的最优运行条件为温度35-40℃，pH值6.0-8.0，DO2.0-3.0mg/L，降酚效果最佳。
(6)本发明的高效降酚嗜盐菌进行降酚时，废水的处理效果达到99％以上除酚。
附图说明
图1为本发明提供的高效降酚嗜盐菌制备方法流程图；
图2为不同酚浓度下苯酚的去除率变化曲线；
图3为不同酚浓度废水苯酚去除率-投菌量变化曲线；
图4为酚浓度100mg/L废水苯酚去除率-批处理运行时间变化曲线；
图5为酚浓度300mg/L废水苯酚去除率-批处理运行时间变化曲线；
图6为酚浓度500mg/L废水苯酚去除率-批处理运行时间变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
本发明提供的高效降酚嗜盐菌的制备方法流程如图1所示，具体如下：
(1)制备高效降酚嗜盐菌菌源。
取距油田采油废水排放口500～1000米处的废水或污泥作为菌源，以NaCl含量为10-100g/L的牛肉膏蛋白胨培养基中梯度培养驯化，筛选出生长良好的嗜盐菌。并以NaCl含量为60g/L的培养基筛选得到的嗜盐菌作为筛选高效降酚嗜盐菌的菌源。将该高效降酚嗜盐菌菌源冷藏保存。
所述的牛肉膏蛋白胨培养基中含有牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 60g，苯酚变量0.1-0.5g，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6，121℃高压蒸汽灭菌20min。
(2)将上述冷藏保存的高效降酚嗜盐菌菌源以2接种环/100mL培养基的接种量接种到嗜盐菌富集液体培养基中，置于全温振荡器中于37℃、150rpm的条件下富集培养72h。
所述的嗜盐菌富集液体培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 60g，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值6.9-7.2。121℃高压蒸汽灭菌20min。
(3)富集后的嗜盐菌在苯酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中初步驯化48h。具体如下：
(a)以10％(v/v)接种量将富集后的嗜盐菌加到装有100mL含酚无机盐液体培养基的250mL锥形瓶中，此含酚无机盐液体培养基的苯酚浓度为100mg/L，在150rpm的转速下，连续振荡培养24h；
(b)然后从中取10％的培养液转接到新鲜的同一酚浓度的无机盐液体培养基中，在相同条件下继续培养24h。
所述的含酚无机盐液体培养基：KH2PO4 0.5g，K2HPO4 0.5g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.2g，NaCl 60g，NH4NO3 0.1g，MnSO4·H2O微量，FeCl2(质量分数10％)微量，苯酚变量(0.1-0.5g)，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6。121℃高压蒸汽灭菌20min。
(4)初步驯化后的嗜盐菌在苯酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中进行第二次驯化96h。具体如下：
(a)从初步驯化转接后振荡培养的酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中取10％培养液作为接种液，转接到100mL酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中，在相同的温度和转速下振荡培养48h；
(b)同样取步骤(i)中培养的10％培养液转接到新鲜的100mL酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养液中，在相同条件下继续培养48h。
所述的温度和转速分别为37℃、150rpm。
(5)第二次驯化后的嗜盐菌在苯酚浓度为500mg/L的含酚无机盐液体培养基中进行第三次驯化96h。具体如下：
从第二次驯化转接后振荡培养的酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中取10％作为接种液，转接到100mL酚浓度为500mg/L的含酚无机盐液体培养基中，振荡培养48h，再以同样的方法振荡培养48h，一共96h，最后驯化筛选得到的可在6％盐浓度环境下良好生长的复合菌系。
在本发明中，上述的驯化过程共进行3个周期，分别对应苯酚的浓度为100mg/L、300mg/L、500mg/L的含酚无机盐液体培养基，共培养240个小时，同时在驯化的每个阶段之后，取适量培养液涂布于相应酚浓度的含酚含盐平板培养基上，在37℃下培养一定时间，观察平板上微生物的生长情况，以验证微生物的存在。
所述的含酚含盐平板培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 60g，琼脂15-20g，苯酚变量(0.1-0.5g)，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6。121℃高压蒸汽灭菌20min。
通过含酚含盐平板培养基上菌落的生长情况看出，随着苯酚浓度的升高，培养相同时间后菌落数逐渐减少。对于含酚无机盐液体培养基，在苯酚浓度为100mg/L时，菌种接入24h后便出现混浊；而在酚浓度为300mg/L、500mg/L的条件下需要培养48h才出现混浊。这说明随着无机盐液体培养基中苯酚浓度的升高，微生物的生长速度减缓。因此，为保证后2个阶段微生物充分生长，将后2个阶段的驯化时间延长为96h。
在实际工程中，即使对于酚含量很高的焦化、煤气等行业的化工废水，废水中酚的浓度一般限制在300mg/L，高浓度的含酚废水在处理前首先考虑酚的回收或进行稀释处理[62]。据此，将驯化苯酚浓度最高定到500mg/L，高效降酚嗜盐菌菌种可完全达到各种石油化工行业的工业降酚的应用要求。驯化得到的降酚嗜盐菌经富集培养后于4℃下保存待用。
应用本发明方法得到的高效降酚嗜盐菌对含酚废水进行处理，本发明中采用的含酚废水是指人工配制的含酚废水，盐浓度为6.0％，调节pH值为7.0。该含酚废水以苯酚为唯一碳源，同时含有高效降酚嗜盐菌生长所需的各种微量元素。
(一)通过对不同酚浓度下苯酚的降解效果对比试验，确定含酚废水处理达标排放所需要的水力停留时间。
以2.5g湿菌体/100mL废水的投菌量将高效降酚嗜盐菌分别加入苯酚浓度为100mg/L、300mg/L、500mg/L的盐浓度为6.0％的含酚废水中，在37℃、150rpm条件下振荡培养，每隔2h取样测定废水中苯酚含量，绘制各浓度下苯酚去除率随时间的变化曲线。同时设不投菌的对照实验，以校正实验过程中因苯酚挥发引起的酚损失。
盐浓度为6.0％的不同酚浓度废水的苯酚降解情况见表1，苯酚去除率变化曲线如图2所示。
表1不同的酚起始浓度下苯酚的降解情况
Figure GSA00000030740500061
结合表1和图2可以看出，当废水中苯酚的初始浓度小于300mg/L时，投加菌种处理4h后去除率即可达99％以上；苯酚初始浓度为500mg/L时，处理6h后去除率可达到99％以上。《污水综合排放标准》(GB8978-1996)明确规定执行二级标准排放的污水中挥发酚含量不得超过0.5mg/L。由此可见，随着废水中苯酚初始浓度的升高，出水达标排放所需的时间延长。在工程应用中，当原水中酚含量低于500mg/L时，水力停留时间可视实际情况定为4-6h。
(二)不同投菌量下苯酚的降解效果研究
分别以0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g湿菌体/100mL废水的投菌量将本发明提供的高效降酚嗜盐菌投加到苯酚浓度为100mg/L、盐浓度为6.0％的含酚废水中，在37℃、150rpm条件下振荡培养6h后取出测定废水中苯酚含量。另外再分别以0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、1.5、2.0g湿菌体/100mL废水，0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g湿菌体/100mL废水的投菌量将本发明提供的高效降酚嗜盐菌投加到苯酚浓度为300mg/L和500mg/L(该浓度与表2中不一致，最好将数值修改一致)的盐浓度为6.0％的含酚废水中，按照上述操作，测定废水中苯酚含量，绘制各浓度下苯酚去除率随投菌量的变化曲线。同时设不投菌的对照实验，以校正实验过程中因苯酚挥发引起的酚损失。
在废水的生物处理中，微生物，尤其是工程菌的投加量是影响工程造价和运行成本的一个重要因素。为确定降酚嗜盐菌在应用时的最佳投菌量，进行了不同酚浓度下投菌量对于苯酚降解效果的影响研究，实验结果见表2，不同酚浓度下苯酚去除率随投菌量的变化曲线如图3所示。
表2不同投菌量下苯酚的降解情况
Figure GSA00000030740500071
附注1：“-”表示未检测该投菌量下废水中苯酚含量。
由以上实验结果可以看出，为使废水在处理相同时间后能够达标排放，废水中苯酚的初始浓度越高，所需的投菌量越大。在水力停留时间为6h的前提下，对于酚含量为100mg/L的废水，投菌量为0.5g湿菌体/100mL废水时即可达标排放；对于酚含量为300mg/L和500mg/L的废水，投菌量为2.0g湿菌体/100mL废水时才可达标排放。
此外，对于苯酚含量相同的废水，在相同处理时间(6h)内，投菌量越大，苯酚的去除率越高，而当投菌量增大到一定值后，继续增大投菌量，去除率变化不再明显，具体为：酚浓度为100mg/L的废水中投菌量大于0.1g湿菌体/100mL废水、酚浓度为300mg/L的废水中投菌量大于1.0g湿菌体/100mL废水、酚浓度为500mg/L的废水中投菌量大于2.0g湿菌体/100mL废水时，苯酚去除率的升高趋于平缓。
在实际工程应用中，为达到相同的处理效果，增大投菌量可以缩短处理时间，但是投菌量的增大会带来投入及运行费用的增加。活性污泥法处理系统正常运行时的污泥浓度(MLVSS)一般控制在1500-2500mg/L之间。根据等生物量原则换算，本实验中投菌量为2.0g湿菌体/100mL废水时，其投加的生物量相当于污泥浓度为1969mg/L，满足要求；投菌量为0.5g湿菌体/100mL废水时，系统中的生物量低于活性污泥法的污泥浓度范围，但此投菌量已可保证酚浓度为100mg/L的废水处理后达标排放，考虑到实际工程中适宜的污泥浓度关系到污泥负荷、构筑物的体积等诸多因素，对于酚浓度为100mg/L的废水，在实际应用中投菌量可取污泥浓度的下限，即相当于1.5g湿菌体/100mL废水。
综合考虑经济因素并保证出水能够达标排放，实际工程中当水力停留时间为6h时，各酚浓度废水下的最佳投菌量可参考以下数值：苯酚浓度约100mg/L的废水投菌量约1.5g湿菌体/100mL废水，苯酚浓度约300-500mg/L的废水投菌量约2.0g湿菌体/100mL废水。对于采油废水，降酚嗜盐菌多作为工程菌投加以强化处理系统对苯酚和芳香烃等组分的降解能力，加之废水中苯酚含量较低，应用时可采用投菌量为0.5g湿菌体/100mL废水。
(三)不同苯酚浓度对批处理运行效果的影响
将冷藏保存的驯化好的高效降酚嗜盐菌接入降酚嗜盐菌富集液体培养基中，于37℃、150rpm的转速下富集培养48h取出，离心得到湿菌体进行不同苯酚浓度对批处理运行效果的影响研究。各酚浓度下的投菌量如下：苯酚含量100mg/L的废水投菌0.5g湿菌体/100mL废水，苯酚含量300mg/L的废水投菌2.0g湿菌体/100mL废水，苯酚含量500mg/L的废水2.0g湿菌体/100mL废水。
所述的降酚嗜盐菌富集液体培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 60g，苯酚变量(0.1-0.5g)，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6。121℃高压蒸汽灭菌20min。
按照上述投菌量将降酚嗜盐菌分别加入不同酚浓度的含盐6.0％的废水中，在37℃C、150rpm条件下振荡培养6h后取出，将处理后的废水用冷冻离心机在4500rpm的转速下离心5min，取上清液测定水中苯酚含量。离心后的湿菌体称重后，按照相应投菌量加入适量新鲜废水进行下一个批处理实验，共进行十个批次。同时以活性污泥法处理相同酚浓度的含盐6.0％的含酚废水作为对比，活性污泥投加量按照等生物量原则计算，保证加入的活性污泥中的生物量与加入降酚嗜盐菌的生物量相同。另设不投菌的对照实验，以校正实验过程中因苯酚挥发引起的酚损失。
所述的对照活性污泥取自某污水处理厂曝气池的回流污泥，混合液挥发性悬浮固体浓度为MLVSS为1872.4mg/L。
为考察降酚嗜盐菌处理含酚废水的效果，与活性污泥法做对比进行了不同酚浓度下含酚废水批处理实验，实验结果见表3。
表3不同苯酚浓度下含酚废水的批处理效果
Figure GSA00000030740500091
不同酚浓度含酚废水的苯酚去除率随批处理运行时间的变化曲线如图4-6所示。
由上述实验结果可以看出，对于任一浓度的含酚废水，批处理开始后随着运行时间的延长，苯酚去除率不断增大，运行一定时间后，去除率趋于稳定，出水达标排放。苯酚初始浓度越高，达到稳定去除率所需的时间越长。这是由于降酚嗜盐菌在富集过程中，会优先利用降酚嗜盐菌富集液体培养基中的蛋白胨等容易被利用的碳源，而从富集液体培养基进入到以苯酚为唯一碳源的含酚废水中后，存在一个适应环境的活化过程。在这个转变为以苯酚作为唯一碳源生长的过程中需要合成降解苯酚的酶及某些中间代谢产物，而高浓度苯酚的存在可能会对这些物质的合成与代谢产生抑制作用，从而使达到稳定降解效果的时间延长。
由图4、图5、图6可见，苯酚浓度为100mg/L、300mg/L的废水在运行4个批次后去除率达99％以上，运行5个批次后，出水可达标排放；苯酚浓度为500mg/L的废水在运行6个批次后去除率达到99％以上，运行8个批次后，出水达标排放。作为对照的活性污泥处理系统，虽然经过多个批次的运行与驯化，苯酚去除率达到稳定所需要的时间仍然明显长于投加降酚嗜盐菌的处理系统：苯酚浓度为100mg/L的废水在运行10个批次后去除率虽达到99％以上，但出水中苯酚含量仍超出GB8978-1996规范标准，无法达标排放；苯酚浓度为300mg/L的废水在运行10个批次后去除率未达到99％；苯酚浓度为500mg/L的废水，10个运行批次后苯酚去除率仅为65％，与投加降酚嗜盐菌的处理系统相比仍然相差30％以上，可见在这种含盐量较高的环境下，本实验驯化得到的降酚嗜盐菌对高盐高酚废水中的苯酚有着更高的去除效率。
(四)苯酚降解运行条件的优化
采用正交实验方法，考察温度、pH、振荡器转速(水中溶解氧，DO)3种因素对于苯酚降解效率的影响。实验在全温振荡器中进行，选取苯酚含量为500mg/L的含盐6.0％的废水进行实验，投菌量为2.0g湿菌体/100mL废水，处理时间定为4h。同时设不投菌的对照实验，以校正实验过程中因苯酚挥发引起的酚损失。各因素对应水平见表4。
表4正交实验L9(33)各因素、水平对应表
Figure GSA00000030740500101
在含酚废水的处理过程中，运行条件对于苯酚的降解效率的影响不容忽视。为确定苯酚降解的最佳运行条件，采用正交实验方法对含酚废水处理的环境条件进行了分析，为使运行条件对于苯酚降解效果的影响差别显著，将处理时间定为4h。实验结果见表5。
表5正交实验结果
Figure GSA00000030740500102
Figure GSA00000030740500111
通过对上述正交实验结果的分析可以看出：影响含酚废水处理效果的环境因素主次顺序依次为pH值、温度、水中溶解氧DO(转速)。最佳pH值为7.0，由于中性偏碱性属于细菌最适生长的pH值范围，因此可初步判断本实验驯化得到的高效降酚嗜盐菌属于细菌。最适宜温度为37℃，这可能是由于37℃为降酚嗜盐菌驯化时所采用的温度，降酚嗜盐菌对于该温度的适应性较好，而温度的3个水平间所反映出来指标差异相对不大，说明该菌系对于温度的适应性较广，这对于温度较高的采油废水及某些特殊行业的含酚废水的处理是十分必要的。3种因素中对于含酚废水处理效果影响相对最小的为水中DO，这是由于所采用的3个全温振荡器转速水平均能保证水中有较充足的溶解氧，分别为2.80mg/L(120rpm)、2.83mg/L(150rpm)和2.93mg/L(150rpm)，正交实验的结果说明水中过量的溶解氧对于处理效果的提升并无明显帮助。
根据正交实验数据的统计分析，实验室内含酚废水处理时的最优环境条件为A1B2C3，即温度37℃，pH值为7.0，DO 2.93mg/L。此条件在实际工程运行中，尤其是处理水温较高的采油废水或含酚废水时比较容易实现，不需要增加额外的运行费用。
上述试验过程中对于苯酚浓度的测定采用4-氨基安替比林直接光度法(GB7490-87)。
本发明中通过测定湿菌体的重量确定接种生物量。测定步骤如下：
1)将250mL离心管置于微波炉中，中低火力下灭菌8min，取出待用。实验操作在无菌操作台中进行。
2)将空离心管在电子天平上称重，记录读数。
3)加入菌液，将离心管在冰冻离心机中以4500rpm的转速离心5min，在无菌操作台中倒去上清液，用滤纸吸干离心管壁及盖上的液滴后，于电子天平上称重，记录读数。离心后的读数与空离心管读数的差即为菌液中的湿菌体重量，单位记作g湿菌体。

Claims (6)

1.高效降酚嗜盐菌的制备方法，其特征在于：采用驯化方法得到，具体步骤如下：
步骤一、制备高效降酚嗜盐菌菌源；
取距油田采油废水排放口500～1000米处的污水或污泥作为菌源，以NaCl含量为10-100g/L的牛肉膏蛋白胨培养基中梯度培养驯化，筛选出生长良好的嗜盐菌，并以NaCl含量为60g/L的牛肉膏蛋白胨培养基筛选得到的嗜盐菌作为筛选高效降酚嗜盐菌的菌源，该高效降酚嗜盐菌菌源冷藏保存；
步骤二、将冷藏保存的嗜盐菌菌源以2接种环/100mL培养基的接种量接种到嗜盐菌富集液体培养基中，置于全温振荡器中于37℃、150rpm的条件下富集培养72h；
步骤三、富集培养后的嗜盐菌在苯酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中初步驯化48h；具体为：
(a)首先以10％(v/v)接种量将富集后的嗜盐菌加到装有100mL含酚无机盐液体培养基的250mL锥形瓶中，此含酚无机盐液体培养基的苯酚浓度为100mg/L，在150rpm的转速下，连续振荡培养24h；
(b)然后从中取10％的培养液转接到新鲜的同一酚浓度的无机盐液体培养基中，在相同条件下继续培养24h；
步骤四、初步驯化后的嗜盐菌在苯酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中进行第二次驯化96h；具体为：
(a)从一次转接后振荡培养的酚浓度为100mg/L的含酚无机盐液体培养基中取10％培养液作为接种液，转接到100mL酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中，在相同的温度和转速下振荡培养48h后，
(b)同样取10％培养液转接到新鲜的同一酚浓度和相同体积的含酚无机盐液体培养液中，在相同条件下继续培养48h；
步骤五、第二次驯化后的嗜盐菌在苯酚浓度为500mg/L的含酚无机盐液体培养基中进行第三次驯化96h，具体为：从第二次驯化转接后振荡培养的酚浓度为300mg/L的含酚无机盐液体培养基中取10％作为接种液，转接到酚浓度为500mg/L的含酚无机盐液体培养基中，振荡培养48h，再以同样的方法振荡培养48h，一共96h，最后驯化筛选得到的可在6％盐浓度环境下良好生长的复合菌系。
2.根据权利要求1所述的高效降酚嗜盐菌的制备方法，其特征在于：所述的牛肉膏蛋白胨培养基中含有牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 60g，苯酚变量0.1-0.5g，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6，121℃高压蒸汽灭菌20min。
3.根据权利要求1所述的高效降酚嗜盐菌的制备方法，其特征在于：所述的含酚无机盐液体培养基：KH2PO40.5g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl20.2g，NaCl 60g，NH4NO30.1g，MnSO4·H2O 0.5g，FeCl2(质量分数10％)0.1g，苯酚变量0.1-0.5g，去离子水1000mL，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节pH值7.2-7.6，121℃高压蒸汽灭菌20min。
4.一种权利要求1所述的高效降酚嗜盐菌的应用，其特征在于：各酚浓度含酚废水下的投菌量为：苯酚浓度100mg/L的废水投菌量1.2～1.5g湿菌体/100mL废水，苯酚浓度300-500mg/L的废水投菌量2.0g湿菌体/100mL废水。
5.根据权利要求3所述的高效降酚嗜盐菌的应用，其特征在于：所述的含酚废水的pH值6.0～8.0，温度35～40℃，溶解氧DO2.0～3.0mg/L。
6.根据权利要求4或5所述的高效降酚嗜盐菌的应用，其特征在于：高效降酚嗜盐菌在含盐6％，酚浓度为500mg/L的含酚废水水力停留时间为4-6h时，苯酚去除率达到99％以上。
CN2010101105337A 2010-02-09 2010-02-09 一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用 Expired - Fee Related CN101768564B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101105337A CN101768564B (zh) 2010-02-09 2010-02-09 一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101105337A CN101768564B (zh) 2010-02-09 2010-02-09 一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101768564A true CN101768564A (zh) 2010-07-07
CN101768564B CN101768564B (zh) 2013-04-10

Family

ID=42501665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101105337A Expired - Fee Related CN101768564B (zh) 2010-02-09 2010-02-09 一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101768564B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102491534A (zh) * 2011-12-14 2012-06-13 天津市环境保护科学研究院 一种采用在线投菌装置处理废水的方法
CN102774963A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 北京化工大学 一种处理含酚废水的方法
CN102786181A (zh) * 2012-03-23 2012-11-21 昆明金泽实业有限公司 生物强化cdro集成技术在含酚废水处理上的运用研究
CN103898024A (zh) * 2014-04-03 2014-07-02 普罗生物技术（上海）有限公司 一种处理石化废水系统挥发性混合有机废气菌种的培养方法
CN103923834A (zh) * 2013-12-27 2014-07-16 新疆德蓝股份有限公司 一种适应嗜盐菌耐盐菌快速富集培养的方法
CN104150608A (zh) * 2014-07-31 2014-11-19 湖南永清水务有限公司 一种高盐废水生化处理工艺
CN104560798A (zh) * 2014-12-23 2015-04-29 桑德集团有限公司 一种降解含酚的嗜盐菌菌剂的制备方法
CN104609535A (zh) * 2013-11-05 2015-05-13 中蓝连海设计研究院 一种利用癸二酸废水进行耐盐活性污泥自培养的方法
CN105084558A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 中蓝连海设计研究院 一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法
CN105219685A (zh) * 2015-11-10 2016-01-06 武汉大学 一种脱酚嗜盐菌及其应用
CN105585114A (zh) * 2015-12-29 2016-05-18 华东理工大学 一种处理高盐含酚废水的活性污泥及应用
CN111479783A (zh) * 2017-12-19 2020-07-31 科思创德国股份有限公司 减少废水中有机化合物的量的连续方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1916160A (zh) * 2006-09-04 2007-02-21 哈尔滨工业大学 一种快速高效筛选嗜盐菌的方法
CN101475285A (zh) * 2009-01-19 2009-07-08 辽宁天意实业股份有限公司 天然气田污水及固体污染物综合处理工艺方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102774963A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 北京化工大学 一种处理含酚废水的方法
CN102491534B (zh) * 2011-12-14 2013-08-07 天津市环境保护科学研究院 一种采用在线投菌装置处理废水的方法
CN102491534A (zh) * 2011-12-14 2012-06-13 天津市环境保护科学研究院 一种采用在线投菌装置处理废水的方法
CN102786181A (zh) * 2012-03-23 2012-11-21 昆明金泽实业有限公司 生物强化cdro集成技术在含酚废水处理上的运用研究
CN104609535A (zh) * 2013-11-05 2015-05-13 中蓝连海设计研究院 一种利用癸二酸废水进行耐盐活性污泥自培养的方法
CN104609535B (zh) * 2013-11-05 2016-05-25 中蓝连海设计研究院 一种利用癸二酸废水进行耐盐活性污泥自培养的方法
CN103923834A (zh) * 2013-12-27 2014-07-16 新疆德蓝股份有限公司 一种适应嗜盐菌耐盐菌快速富集培养的方法
CN103898024A (zh) * 2014-04-03 2014-07-02 普罗生物技术（上海）有限公司 一种处理石化废水系统挥发性混合有机废气菌种的培养方法
CN103898024B (zh) * 2014-04-03 2016-05-18 普罗生物技术（上海）有限公司 一种处理石化废水系统挥发性混合有机废气菌种的培养方法
CN104150608B (zh) * 2014-07-31 2016-03-09 湖南永清水务有限公司 一种高盐废水生化处理工艺
CN104150608A (zh) * 2014-07-31 2014-11-19 湖南永清水务有限公司 一种高盐废水生化处理工艺
CN104560798A (zh) * 2014-12-23 2015-04-29 桑德集团有限公司 一种降解含酚的嗜盐菌菌剂的制备方法
CN105084558A (zh) * 2015-09-11 2015-11-25 中蓝连海设计研究院 一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法
CN105219685A (zh) * 2015-11-10 2016-01-06 武汉大学 一种脱酚嗜盐菌及其应用
CN105219685B (zh) * 2015-11-10 2018-11-13 武汉大学 一种脱酚嗜盐菌及其应用
CN105585114A (zh) * 2015-12-29 2016-05-18 华东理工大学 一种处理高盐含酚废水的活性污泥及应用
CN105585114B (zh) * 2015-12-29 2018-01-05 华东理工大学 一种处理高盐含酚废水的活性污泥及应用
CN111479783A (zh) * 2017-12-19 2020-07-31 科思创德国股份有限公司 减少废水中有机化合物的量的连续方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101768564B (zh) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101768564B (zh) 一种高效降酚嗜盐菌的制备及其应用
Schnurer et al. Microbiological handbook for biogas plants
Dareioti et al. Effect of hydraulic retention time (HRT) on the anaerobic co-digestion of agro-industrial wastes in a two-stage CSTR system
Braun Anaerobic digestion: a multi-faceted process for energy, environmental management and rural development
Zhang et al. Behavior of solid carbon sources for biological denitrification in groundwater remediation
Guerrero et al. Treatment of saline wastewaters from fish meal factories in an anaerobic filter under extreme ammonia concentrations
Grosser The influence of decreased hydraulic retention time on the performance and stability of co-digestion of sewage sludge with grease trap sludge and organic fraction of municipal waste
Manser et al. Semi-continuous mesophilic anaerobic digester performance under variations in solids retention time and feeding frequency
Kim et al. Response surface optimization of substrates for thermophilic anaerobic codigestion of sewage sludge and food waste
Fulazzaky et al. Calculation of optimal gas retention time using a logarithmic equation applied to a bio-trickling filter reactor for formaldehyde removal from synthetic contaminated air
Al Smadi et al. Treatment of Amman slaughterhouse wastewater by anaerobic baffled reactor
Rifi et al. Sequencing batch reactor efficiency to reduce pollutant in olive oil mill wastewater mixed with urban wastewater
Hou et al. Inhibition of anaerobic biological treatment: a review
Pagés-Díaz et al. Co-digestion of bovine slaughterhouse wastes, cow manure, various crops and municipal solid waste at thermophilic conditions: a comparison with specific case running at mesophilic conditions
Costa et al. Biological treatment of organic sulfate-rich wastewaters
Riffat et al. Anaerobic treatment of high‐saline wastewater using halophilic methanogens in laboratory‐scale anaerobic filters
Alqaralleh et al. Anaerobic digestion of simulated-organic fraction of municipal solid waste: effect of alkaline pretreatment
Ugwu et al. Detoxification of cassava wastewater by alkali degradation
kabashi et al. Bio-composting process development by SSF for utilization agro-industrial wastes
Amorim et al. Viability of rapid startup and operation of UASB reactors for the treatment of cassava wastewater in the semi‐arid region of northeastern Brazil
Heydari et al. Considering an up-flow anaerobic sludge blanket for the treatment of spearmint essential oil wastewater and biogas production
Sillapacharoenkul et al. Anaerobic biological treatment of frozen seafood wastewater
Banjade Anaerobic/aerobic digestion for enhanced solids and nitrogen removal
Wang et al. Isolation and degradation characteristics of highly efficient malodorous black water degrading bacteria
Fahruddin et al. Treatment of compost as a source of organic material for bacterial consortium in the removal of sulfate and heavy metal lead (Pb) from acid mine drainage

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130410

Termination date: 20140209