CN102774963A - 一种处理含酚废水的方法 - Google Patents

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魏刚
刘艳霞
陈晓华
乔宁
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Abstract

一种处理含酚废水的方法，其特征在于包括如下步骤：土壤、去离子水混合，搅拌静置得到上层清液为土壤浸出液；有氧方式驯化：取土壤浸出液置于富集培养基中，25-32℃，120-170r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊；将初级培养物接种至初始无机盐培养基中继续培养；在初始无机盐培养基初始苯酚浓度的基础上，每次提高苯酚浓度50mg/L，得到新鲜无机盐培养基；将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，逐步提高苯酚浓度至终浓度800-1000mg/L，连续传代培养得到培养液；将培养液与浓度为苯酚废水体积混合，在温度25-32℃，120-170r/min，用硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6-8的条件下，处理15小时以上。本发明原料易得，操作简便，可完全降解1000mg/L以下浓度的苯酚废水。

Description

一种处理含酚废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理含酚废水的方法。
背景技术
苯酚在工业上的用途广泛，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。苯酚是外科最早使用的一种消毒防腐药，苯酚为原浆毒，0.1％-1％溶液有抑菌作用；1％-2％溶液有杀菌和杀真菌作用；5％溶液可在48小时内杀死炭疽芽孢。苯酚是含酚废水的主要污染物，同时也是“三致”(致癌、致畸、致突变)污染物。未经处理的含酚废水，污染水源，毒死鱼虾，危害庄稼，严重危害人类和动物的健康与生存环境，因此苯酚被列入国家环保总局1989年通过的“水中优先控制污染物黑名单”中，同时也是美国环保署列出的129种优先控制物之一。
目前对含酚污染的处理方法主要有微生物降解、萃取、活性炭吸附、化学氧化等。化学药剂或吸附剂的成本较高，很可能产生二次污染，而且因为溶剂损失或者高耗能等问题而不经济。采用微生物降解含酚废水不会产生二次污染，成本较低，但是目前生物处理技术只局限于处理低浓度(5-500mg/L)的含酚废水，而高浓度含酚废水因为污染物浓度高、可生化性差等特点，制约了这一技术在实际中的应用。
目前，在含酚废水处理领域已有很多专利得到公布。专利200810030880.1公开了一种活性高，使用寿命长的降解苯酚的固定化粪产碱杆菌及其降解苯酚废水的方法，对于高浓度苯酚废水处理效果较好，但是该法可能存在固定化载体制备工艺复杂，且金属氧化物载体生物相容性差，不能用来处理酸性废水的问题；专利200710064363.1公开了一种降解酚类有机物的方法及其专用菌群，利用甲烷氧化菌于其他微生物的协同代谢作用降解酚类有机物，但是条件苛刻，需要在密闭的一定比例的甲烷与空气的混合气体中培养；专利200910073100.6公布了一种降解邻甲基苯酚菌种肠杆菌属的筛选方法，但仅适用于碱性或中性废水的处理，且处理工艺较为复杂；专利200610125308.4公布了一种降解邻硝基酚的产碱杆菌菌株及制备方法，首次分离到邻硝基酚的产碱杆菌降解菌，处理浓度不高，7h内降解0.2mM的邻硝基酚，降解率达99％，可能存在适应性差的问题；专利200610023535.6公布了一种能降解氯酚的厌氧菌的筛选方法，该法操作较为复杂；专利201010257819.8公布了一株降解2-氯苯酚的光合细菌沼泽红假单胞菌的制备方法，该菌对氧存在条件敏感度较低，可能存在降解不彻底的问题。
发明内容
本发明目的针对目前生物处理技术只局限于处理低浓度(5-500mg/L)的含酚废水，而高浓度含酚废水因为污染物浓度高、可生化性差等特点。
一种处理含酚废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶8-1∶12混合，搅拌15-20min，静置30-90s，上层清液为土壤浸出液；
(2)驯化过程：驯化方式为有氧方式；
取1ml土壤浸出液置于100mL富集培养基中，25-32℃，120-170r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊即得到初级培养物；所述的富集培养基配方为胰蛋白胨5-7g/L，酵母浸出粉2.5-5g/L，NaCl 8-12g/L，苯酚100-400mg/L，其余为去离子水；
以体积比2％的接种量将初级培养物接种至100mL初始无机盐培养基中继续培养；所述的无机盐培养基配方为(NH4)2SO4 1.5-2.5g/L，MgSO4·7H2O0.1-0.3g/L，NaH2PO4 0.3-0.8g/L，K2HPO4 0.3-0.8g/L，NaCl 0.1-0.3g/L，CaCl2 0.02-0.1g/L，初始苯酚浓度50-200mg/L，其余为去离子水，用硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6-8；
在初始无机盐培养基初始苯酚浓度的基础上，每次提高苯酚浓度50mg/L，得到新鲜无机盐培养基；
以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，逐步提高苯酚浓度至终浓度800-1000mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续传代培养得到培养液；
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，将培养液与浓度为200-1000mg/L的苯酚废水体积比为1∶20-1∶5混合，在温度25-32℃，120-170r/min，用硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6-8的条件下，处理15小时以上。
本发明方法原料易得，操作简便，对高、低浓度的苯酚废水处理效果都较好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：
实施例1：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶9混合，搅拌20min，静置30s，上层清液为土壤浸出液。
(2)驯化过程：驯化方式为有氧方式。取1ml土壤浸出液置于100mL配方为胰蛋白胨5g/L，酵母浸出粉(上海如吉生物科技发展有限公司，CAS：8013-01-2)2.5g/L，NaCl 10g/L，苯酚100mg/L，其余为去离子水的富集培养基中，30℃，150r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊。以体积比2％的接种量将初级培养物接种至100mL配方为(NH4)2SO4 2g/L，MgSO4·7H2O 0.2g/L，NaH2PO4 0.5g/L，K2HPO4 0.5g/L，NaCl 0.2g/L，CaCl2 0.02g/L，初始苯酚浓度50mg/L，其余为去离子水，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至7的无机盐培养基中继续培养。以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，提高培养瓶中苯酚浓度至100mg/L培养，然后以体积比5％的接种量将苯酚浓度为100mg/L的培养瓶中的培养物接种至苯酚浓度为150mg/L的新鲜无机盐培养基中继续培养，依次往复……，每次提高苯酚浓度50mg/L，逐步提高苯酚浓度至最终浓度1000mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续几轮传代培养。
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，在培养液与苯酚废水体积比为1∶20，温度28℃，转速150r/min，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至7的条件下，处理600mg/L浓度的苯酚废水，42h对苯酚的降解率达到100％。
实施例2：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶8混合，搅拌15min，静置40s，上层清液为土壤浸出液。
(2)驯化过程：驯化方式为有氧方式。取1ml土壤浸出液置于100mL配方为胰蛋白胨6g/L，酵母浸出粉(上海如吉生物科技发展有限公司，CAS：8013-01-2)4g/L，NaCl 10g/L，苯酚400mg/L，其余为去离子水的富集培养基中，25℃，120r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊。以体积比2％的接种量将初级培养物接种至100mL配方为(NH4)2SO4 2.5g/L，MgSO4·7H2O 0.3g/L，NaH2PO4 0.8g/L，K2HPO4 0.7g/L，NaCl 0.1g/L，CaCl2 0.1g/L，初始苯酚浓度100mg/L，其余为去离子水，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至8的无机盐培养基中继续培养。以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，提高培养瓶中苯酚浓度至150mg/L培养，然后以体积比5％的接种量将苯酚浓度为150mg/L的培养瓶中的培养物接种至苯酚浓度为200mg/L的新鲜无机盐培养基中继续培养，依次往复……，每次提高苯酚浓度50mg/L，逐步提高苯酚浓度至最终浓度900mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续几轮传代培养。
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，在培养液与苯酚废水体积比为1∶10，温度27℃，转速130r/min，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至8的条件下处理800mg/L浓度的苯酚废水，65h对苯酚的降解率达到100％。
实施例3：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶10混合，搅拌17min，静置50s，上层清液为土壤浸出液。
(2)驯化细菌：驯化方式为有氧方式。取1ml土壤浸出液置于100mL配方为胰蛋白胨5g/L，酵母浸出粉(上海如吉生物科技发展有限公司，CAS：8013-01-2)7g/L，NaCl 7g/L，苯酚300mg/L，其余为去离子水的富集培养基中，32℃，170r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊。以体积比2％的接种量将初级培养物接种至100mL配方为(NH4)2SO4 1.5g/L，MgSO4·7H2O 0.1g/L，NaH2PO4 0.3g/L，K2HPO4 0.3g/L，NaCl 0.3g/L，CaCl2 0.05g/L，初始苯酚浓度150mg/L，其余为去离子水，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6的无机盐培养基中继续培养。以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，提高培养瓶中苯酚浓度至200mg/L培养，然后以体积比5％的接种量将苯酚浓度为200mg/L的培养瓶中的培养物接种至苯酚浓度为250mg/L的新鲜无机盐培养基中继续培养，依次往复……，每次提高苯酚浓度50mg/L，逐步提高苯酚浓度至最终浓度800mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续几轮传代培养。
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，在培养液与苯酚废水体积比为3∶20，温度30℃，转速160r/min，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6的条件下处理200mg/L浓度的苯酚，15h对苯酚的降解率达到100％。
实施例4：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶11混合，搅拌19min，静置80s，上层清液为土壤浸出液。
(2)驯化过程：驯化方式为有氧方式。取1ml土壤浸出液置于100mL配方为胰蛋白胨5g/L，酵母浸出粉(上海如吉生物科技发展有限公司，CAS：8013-01-2)2.5g/L，NaCl 10g/L，苯酚350mg/L，其余为去离子水的富集培养基中，28℃，130r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊。以2％的接种量将初级培养物接种至100mL配方为(NH4)2SO4 1.7g/L，MgSO4·7H2O 0.15g/L，NaH2PO4 0.4g/L，K2HPO4 0.4g/L，NaCl 0.2g/L，CaCl2 0.04g/L，初始苯酚浓度200mg/L，其余为去离子水，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6.5的无机盐培养基中继续培养。以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，提高苯酚浓度至250mg/L培养，然后以体积比5％的接种量将苯酚浓度为250mg/L的培养瓶中的培养物接种至苯酚浓度为300mg/L的新鲜无机盐培养基中培养，依次往复……，每次提高苯酚浓度50mg/L，逐步提高苯酚浓度至最终浓度850mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续几轮传代培养。
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，在培养液与苯酚废水体积比为1∶5，温度31℃，转速140r/min，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6.5的条件下处理400mg/L浓度的苯酚，29h对苯酚的降解率达到100％。
实施例5：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶12混合，搅拌16min，静置50s，上层清液为土壤浸出液。
(2)驯化过程：驯化方式为有氧方式。取1ml土壤浸出液置于100mL配方为胰蛋白胨4g/L，酵母浸出粉(上海如吉生物科技发展有限公司，CAS：8013-01-2)2.5g/L，NaCl 9g/L，苯酚200mg/L，其余为去离子水的富集培养基中，26℃，140r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊。以体积比2％的接种量将初级培养物接种至100mL配方为(NH4)2SO4 2.2g/L，MgSO4·7H2O0.12g/L，NaH2PO4 0.35g/L，K2HPO4 0.35g/L，NaCl 0.22g/L，CaCl2 0.01g/L，初始苯酚浓度50mg/L，其余为去离子水，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至7.7的无机盐培养基中继续培养。以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，提高培养瓶中苯酚浓度至100mg/L培养，然后以体积比5％的接种量将苯酚浓度为100mg/L的培养瓶中的培养物接种至苯酚浓度为150mg/L的新鲜无机盐培养基中培养，依次往复……，每次提高苯酚浓度50mg/L，逐步提高苯酚浓度至最终浓度800mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续几轮传代培养。
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，在培养液与苯酚废水体积比为1∶20，温度30℃，转速150r/min，用稀硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至7.7的条件下处理1000mg/L浓度的苯酚，115h对苯酚的降解率达到100％。

Claims (1)

1.一种处理含酚废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)土壤浸出液的制备：土壤、去离子水按质量比1∶8-1∶12混合，搅拌15-20min，静置30-90s，上层清液为土壤浸出液；
(2)驯化过程：驯化方式为有氧方式；
取1ml土壤浸出液置于100mL富集培养基中，25-32℃，120-170r/min下摇床培养，锥形瓶中培养液变浑浊即得到初级培养物；所述的富集培养基配方为胰蛋白胨5-7g/L，酵母浸出粉2.5-5g/L，NaCl 8-12g/L，苯酚100-400mg/L，其余为去离子水；
以体积比2％的接种量将初级培养物接种至100mL初始无机盐培养基中继续培养；所述的无机盐培养基配方为(NH4)2SO4 1.5-2.5g/L，MgSO4·7H2O 0.1-0.3g/L，NaH2PO4 0.3-0.8g/L，K2HPO4 0.3-0.8g/L，NaCl 0.1-0.3g/L，CaCl2 0.02-0.1g/L，初始苯酚浓度50-200mg/L，其余为去离子水，用硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6-8；
在初始无机盐培养基初始苯酚浓度的基础上，每次提高苯酚浓度50mg/L，得到新鲜无机盐培养基；
以体积比5％的接种量将培养物接种至含新鲜无机盐培养基的培养瓶中，逐步提高苯酚浓度至终浓度800-1000mg/L，在以苯酚为碳源的无机盐培养基内连续传代培养得到培养液；
(3)处理含酚废水：从培养瓶中取培养液，将培养液与浓度为200-1000mg/L的苯酚废水体积比为1∶20-1∶5混合，在温度25-32℃，120-170r/min，用硝酸和氢氧化钠溶液调节pH至6-8的条件下，处理15小时以上。
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