CN102864109B - 一种用于含三硝基甲苯污水处理的制剂以及使用方法 - Google Patents

一种用于含三硝基甲苯污水处理的制剂以及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种修复含三硝基甲苯污水处理菌剂及其使用方法，它由下述重量百分比原料配制而成：亚硝化菌20％，枯草芽孢杆菌20％，粪产碱杆菌15％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌10％，黑曲霉5％。本发明的菌剂各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，适于工业污水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。

Description

一种用于含三硝基甲苯污水处理的制剂以及使用方法
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种修复含三硝基甲苯污水处理菌剂及其使用方法。
背景技术
TNT(2，4，6三硝基甲苯)是目前产量最高的生产用炸药，近年来弹药车间中TNT的制造、加工和包装已经导致土壤高浓缩的污染，最终将导致地下水的污染。人长期暴露于硝基甲苯会增加患贫血症和肝功能不正常的几率。注射了或吸入三硝基甲苯的动物亦发现会影响血液和肝脏、脾脏发大和其他有关免疫系统的坏影响。亦有证据证明了TNT对男性的生殖功能有不良影响，而TNT也被列为一种可能致癌物。所以很多国家都严格限制三硝基甲苯的排放标准。鉴于三硝基甲苯的高毒性，传统生物方法处理这些污染物的效果较差。
现有技术中对硝基甲苯污染处理的方式主要有：物理方法：吸附法和萃取法；化学法：浓缩焚烧法、紫外照射法、臭氧及组合臭氧氧化法等；然而，物理方法、化学方法处理三硝基甲苯废水，操作复杂，费用贵，治理不彻底，效果令人不堪满意。生物法是利用生物的新陈代谢作用对废水中的污染物进行转化，使之无害化的处理方式。三硝基甲苯类化合物降解菌对三硝基甲苯的彻底降解是十分必需的。许多化工厂已经应用降解性微生物处理三硝基甲苯，并且已经取得了显著的效果。但是还不能完全满足实际的需要，因此，开发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好的修复三硝基甲苯污水的方法迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于三硝基甲苯污水处理的菌剂和利用高效复合菌剂处理污水的方法。
本发明的高效复合微生物菌剂，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，其制备方法简便，方法易行，其操作简便，利于生产。
本发明是采用如下技术方案实现的
一种用于含三硝基甲苯污水处理的制剂，该制剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：
亚硝化菌20％，枯草芽孢杆菌20％，粪产碱杆菌15％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌10％，黑曲霉5％。
上述菌剂中：
所述亚硝化菌优选为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M 2010002(CN101955885公开使用)；
所述枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954(CN1554744)；
所述粪产碱杆菌优选为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC31555(例如参见文献Structural studies of an extracellular polysaccharide(S-130)elaborated byAlcaligenesATCC31555，Carbohydrate Research，1986)；
所述铜绿假单孢菌优选为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442(参见文献Adaptation of Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 to didecyldimethylammoniumbromide induces changes in membrane fatty acid composition and in resistance ofcells，Journal of Applied Microbiology，2001)；
所述酿酒酵母优选为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M 208110(CN101434911公开使用)；
所述红球菌优选为红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906(参见文献Cloningand Characterization of Benzoate Catabolic Genes in the Gram-PositivePolychlorinated Biphenyl DegraderRhodococcus sp.Strain RHAl，J.Bacteriol.November2001)；
所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267(CN101215532)；
所述黑曲霉优选为黑曲霉(Aspergillus nige)CCTCC No：M206034(CN1924000)。
本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)以及美国模式培养物集存库(ATCC)、、中国典型培养物保藏中心(CCTCC)购买得到。
其中各菌种发酵液制备步骤是：
1、各种菌种的单独扩大培养：
A、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的培养：将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0×108个/克。
B、红球菌的培养：将红球菌菌种接种在营养肉汤培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到2.0-5.0×108个/克。
C、酿酒酵母或黑曲霉的培养：酿酒酵母或黑曲霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克。
D、铜绿假单孢菌培养或粪产碱杆菌：铜绿假单孢菌或粪产碱杆菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：NH4Cl 1.0g，CH3COONa 3.5g，MgCl2 0.1g，CaCl2 0.1g，KH2PO4 0.6g，K2HPO4 0.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。
E、亚硝化菌的培养：亚硝化菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：2％葡萄糖(w/v)，1.5％牛肉膏(w/v)，1.5％蛋白胨(w/v)，0.058％硫酸镁(w/v)，0.025％硫酸锰(w/v)，0.22％乙酸钠(w/v)，0.2％磷酸氢二钾(w/v)，溶剂为水；
将以上亚硝化菌、枯草芽孢杆菌、粪产碱杆菌、铜绿假单孢菌、酿酒酵母、红球菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉，所培养的菌液按照质量比例混合得到液体菌剂；
F、取上述液体菌剂与载体搅拌混合，优选以硅藻土(40-80目)为载体，按照菌剂：载体为34∶1的重量比混合。干燥：将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30％；检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得固体制剂。
注，上述步骤中菌种扩大培养及制备固体制剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到108个/克，以及按照常规制备微生物固体制剂的方法制备。
本发明的复合菌剂将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效微生物制剂，能够加速微生物对污染水的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行。其含有多种对难降解污染物有优良降解能力的微生物，各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快，投加在废水处理系统中，对难降解的三硝基甲苯有良好的降解效果。适于工业污水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。
具体实施方式
实施例1：
一种用于含三硝基甲苯污水处理的制剂，该制剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：
亚硝化菌20％，枯草芽孢杆菌20％，粪产碱杆菌15％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌10％，黑曲霉5％。
上述菌剂中：
所述亚硝化菌优选为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002；
所述枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954；
所述粪产碱杆菌优选为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC 31555；
所述铜绿假单孢菌优选为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 15442；
所述酿酒酵母优选为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110；
所述红球菌优选为红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906；
所述巨大芽孢杆菌优选为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267；
所述黑曲霉优选为黑曲霉(Aspergillus nige)CCTCC No：M206034。
本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)以及
美国模式培养物集存库(ATCC)、中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)购买得到。
其中各菌种发酵液制备步骤是：
1、各种菌种的单独扩大培养；
A、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的培养：将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌试管种首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到2.0-4.0×108个/克。
B、红球菌的培养：将红球菌菌种分别接种在营养肉汤培养基(参照微生物学试验课本)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到2.0-5.0×108个/克。
C、酿酒酵母或黑曲霉的培养：酿酒酵母或黑曲霉首先接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克。
D、铜绿假单孢菌培养或粪产碱杆菌：铜绿假单孢菌或粪产碱杆菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：NH4Cl 1.0g，CH3COONa 3.5g，MgCl2 0.1g，CaCl2 0.1g，KH2PO4 0.6g，K2HPO4 0.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。
E、亚硝化菌的培养：亚硝化菌首先在培养基上，28-30℃，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养等至产品中活菌数达到1.0-5.0×108个/克，所述培养基成分为：2％葡萄糖(w/v)，1.5％牛肉膏(w/v)，1.5％蛋白胨(w/v)，0.058％硫酸镁(w/v)，0.025％硫酸锰(w/v)，0.22％乙酸钠(w/v)，0.2％磷酸氢二钾(w/v)，溶剂为水；
将以上亚硝化菌、枯草芽孢杆菌、粪产碱杆菌、铜绿假单孢菌、酿酒酵母、红球菌、巨大芽孢杆菌、黑曲霉，所培养的菌液按照质量比例混合得到液体菌剂；
F、取上述液体菌剂与载体搅拌混合，优选以硅藻土(40-80目)为载体，按照菌剂：载体为3-4∶1的重量比混合。干燥：将混合好物料进行干燥，干燥温度为20-50℃，干燥后含水量为20-30％；检验、包装：按质量标准检验，成品按重量进行包装，即得固体制剂。
注，上述步骤中菌种扩大培养及制备固体制剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根掘常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到108个/克，以及按照常规制备微生物固体制剂的方法制备。
实施例2
本发明微生物固体制剂的使用方法：将固体制剂投入到三硝基甲苯的污染水体中，其中固体制剂和水体的重量比例为1∶1000，其中三硝基甲苯的污染水体为人工配制，三硝基甲苯初始浓度为36.65mg/L，然后常温下振荡培养24小时后，三硝基甲苯的浓度下降至0.0mg/L，降解率即可达到100％。
实施例3
采用实施例1制备的固体菌剂处理某高含三硝基甲苯的工业废水，按每立方米污水每次投加实施例1制得的制剂15克，每天投加1次，连续投加两周后，检测的处理效果如下表：
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于含三硝基甲苯污水处理的制剂，该制剂的活性成分包括下列重量百分比的原料：亚硝化菌20％，枯草芽孢杆菌20％，粪产碱杆菌15％，铜绿假单孢菌10％，酿酒酵母10％，红球菌10％，巨大芽孢杆菌10％，黑曲霉5％；
所述亚硝化菌为亚硝化菌(Nitrosomonas europaea)CCTCC No：M2010002；
所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CGMCC No：0954；
所述粪产碱杆菌为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)ATCC31555；
所述铜绿假单孢菌为铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC15442；
所述酿酒酵母为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CCTCC No：M208110；
所述红球菌为红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15906；
所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)CGMCC No：2267；
所述黑曲霉为黑曲霉(Aspergillus nige)CCTCC No：M206034。
2.权利要求1所述菌剂在含三硝基甲苯污水处理中的应用。
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