CN103898024B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明公开了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，包括菌种样品采集，扩增培养，菌种驯化，菌种纯化，菌种鉴定。本发明的特点是：利用本发明所述的方法能够定向，稳定的筛选，分离，培养出可处理废气的菌种，培养出的菌种在处理大气量、复杂组分有机废气方面具有显著的除臭效果，投入成本低。

Description

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
技术领域
本发明涉及微生物菌种培养技术领域，具体是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。
背景技术。
石化恶臭废气排放主要来源之一是石化废水处理过程中的释放，释放量约占石化生产排放总量的30%以上。这类废气具有气量大、成分复杂、毒性大等特点，且呈恶臭味，给周边环境及操作人员的身体健康造成危害。
石化废水系统挥发性混合有机废气的主要成分是挥发酚、苯系物等。目前对石化废水系统挥发性混合有机废气采取的常见处理方法主要有吸收法、吸附法、燃烧法等。吸收法和吸附法都需要对吸收剂和吸附剂进行再生，这会增加了工艺的复杂性和设备的投资额，还使运行操作变得复杂。燃烧法会由于燃烧温度过高，可能会产生一氧化氮污染并且能耗大。与常规的有机废气处理技术相比，生物法处理技术主要优点有:（1）去除率高（2）工艺设备简单（3）初期投资、操作和维护费用低。（4）环保，安全性能高，无二次污染。生物法处理反应条件温和，常温、常压和中性条件。（5）能耗少，能耗约1.8-2.5kw·h/1000m3，与其它处理技术相比能耗低很多。综上所述，生物法处理有机废气技术具有非常突出的有点，尤其在处理大气量、成分复杂的有机类废气时更显示出其优越性。
生物法处理石化废水系统挥发性混合有机废气采用的菌种为好氧性菌种，碳源选择苯酚和二甲苯，这样可以获得降解苯酚和二甲苯的优势菌种，从而提高处理效率。
考虑到采用固体培养时会减少菌落对苯酚和二甲苯的吸收，故在筛选菌落时我们采用液体、固体、液体交替选择培养。
发明内容
为解决现有技术中废气处理方法投资费用高，易产生二次污染物的不足，本发明提供一种石化废水系统挥发性混合有机废气菌种的培养方法，该方法可有效地培养出以石化废水系统挥发性混合有机废气为碳源的微生物菌种。
所述的处理石化废水系统挥发性混合有机废气菌种的培养方法，包括以下步骤：
（1）样品采集：用无菌取样瓶采集石化污水厂的底泥，放入恒温箱中待用，温度为28℃～35℃；
（2）扩增培养：在好氧条件下，向底泥中加入10g/L的葡萄糖进行恒稳培养，温度为28℃～35℃，培养时间为2～3天；
（3）菌种驯化：取底泥分装到装有液体富集培养基的锥形瓶中，然后分别加入苯酚、二甲苯，苯酚、二甲苯的加入量分别为10mL/L～12mL/L，在28℃～35℃温度下摇床恒温培养驯化，培养时间为3～5天；在驯化的培养液中用接种环提取培养液，接种到固体富集培养基中培养，培养2～3天后，将固体富集培养基上长出的细菌采用影印法将其接种到以苯酚、二甲苯或苯酚和二甲苯的混合为唯一碳源的固体选择培养基上培养，培养3～5天后观察其菌落，挑取不同形态的单菌落在液体选择培养基上培养，再次进行驯化，按上述驯化方法，连续驯化2～3次后接种到固体富集培养基上；
（4）纯化菌种：在驯化好的固体富集培养基上挑取不同形态的单菌落在固体富集培养基上划线纯化，培养温度为28℃～35℃，培养时间2～3天，然后将纯化菌落接至分别以苯酚、二甲苯或苯酚和二甲苯混合为唯一碳源的固体选择培养基内进行恒温培养，培养温度为28℃～35℃，培养时间3～5天，不断地进行选择、富集培养，最终将纯化的菌落移接到斜面培养基中，从所分离的可以处理石化废水系统挥发性混合有机废气的菌种中，把其中的每一个菌种都采用相同的方法，平行接种于含有废气的固体培养基中，如果平行接种的菌落都能在废气中存活并处理废气，则为可选用的菌种之一，否则淘汰。
所述的液体富集培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5-2.5g、MgSO4·7H2O3-4g、牛肉膏3-4g、(NH4)2SO41-2g、NaH2PO4·3H2O1-2g、尿素0.2-0.3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g、葡萄糖15-16g，调PH值为7.0。
所述的固体富集培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5-2.5g、MgSO4·7H2O3-4g、牛肉膏3-4g、(NH4)2SO41-2g、NaH2PO4·3H2O1-2g、尿素0.2-0.3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g、葡萄糖15-16g、琼脂15-16g，调PH值为7.0。
所述的固体选择培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入苯酚或二甲苯或苯酚和二甲苯的混合12mL、MgSO4·7H2O3-4g、K2HPO41.5-2.5g、NaH2PO4·3H2O1-2g、NH4Cl2-3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g、琼脂15-16g、调PH值为7.0。
所述的液体选择培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入苯酚或二甲苯或苯酚和二甲苯的混合12mL，MgSO4·7H2O3-4g、K2HPO41.5-2.5g、NaH2PO4·3H2O1-2g、NH4Cl2-3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.0030.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g，调PH值为7.0。
所述的斜面培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5-2.5g、MgSO4·7H2O3-4g、牛肉膏1-2g、(NH4)2SO41-2g、NaH2PO4·3H2O1-2g、葡萄糖6-7g、琼脂15-16g，调PH值为7.0。
本发明的特点是：利用本发明所述的方法能够定向，稳定的筛选，分离，培养出可处理废气的菌种，培养出的菌种在处理大气量、复杂组分有机废气方面具有显著的除臭效果，投入成本低。
具体实施方式
实施例：
1、样品采集：用无菌取样瓶采集石化生产厂的底泥，作标记送回实验室，放入28℃～35℃恒温箱中1小时后待用。
2、扩增培养：用曝气装置对采集的底泥进行充氧，向底泥中加入10g/L的葡萄糖进行恒稳培养，温度为28℃～35℃，培养时间为2～3天。
3、菌种驯化：取1mL底泥分装到装有100ML液体富集培养基的锥形瓶中，然后分别加入苯酚、二甲苯，苯酚、二甲苯的加入量为10mL/L～12mL/L，在28℃～35℃温度下的摇床恒温培养驯化，培养是将为3～5天。在驯化的培养液中用接种环提取培养液，接种到固体富集培养基中培养，培养2～3天后，将固体富集培养基上长出的细菌采用影印法将其接种到以苯酚、二甲苯、苯酚和二甲苯的混合为唯一碳源的固体选择培养基上培养，培养3～5天后后观察其菌落，挑取不同形态的单菌落在液体选择培养基上培养，再次进行驯化，按上述驯化方法，连续驯化2～3次后接种到固体富集培养基上。
4、纯化菌种：在驯化好的固体富集培养基上挑取不同形态的单菌落在固体富集培养基上划线纯化，培养温度为28℃～35℃，培养时间2～3天，然后将纯化菌落接至分别以甲苯、二甲苯、苯酚和二甲苯混合为唯一碳源的固体选择培养基内进行恒温培养，培养温度为28℃～35℃，培养时间3～5天，不断地进行选择、富集培养，最终将纯化的菌落移接到斜面培养基中，并且每天观察细菌对废气的处理情况，从所分离的可以处理石化废水系统挥发性混合有机废气的菌种中，把其中的每一个菌种都采用相同的方法，平行接种于含有废气的固体培养基中，如果平行接种的菌落都能在废气中存活并处理废气，则为可选用的菌种之一，否则淘汰。
5、菌种鉴定：用脂肪酸鉴定系统鉴定纯化出的菌落，鉴定方法是依据MIDI脂肪酸鉴定系统提供的萃取、鉴定方法，得到的菌种应用于处理石化废水系统挥发性混合有机废气。
所述的液体富集培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5g、MgSO4·7H2O3.0g、牛肉膏3g、(NH4)2SO41g、NaH2PO4·3H2O1.0g、尿素0.2g、FeSO4·7H2O0.002g、MnSO4·7H2O0.003g、ZnSO4·7H2O0.003g、CoSO4·7H2O0.001g、葡萄糖15g，调PH值为7.0。
所述的固体富集培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5g、MgSO4·7H2O3.0g、牛肉膏3g、(NH4)2SO41g、NaH2PO4·3H2O1.0g、尿素0.2g、FeSO4·7H2O0.002g、MnSO4·7H2O0.003g、ZnSO4·7H2O0.003g、CoSO4·7H2O0.001g、葡萄糖15g、琼脂15g，调PH值为7.0。
所述的固体选择培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入苯酚或二甲苯或苯酚和二甲苯的混合12mL、MgSO4·7H2O3.0g、K2HPO41.5g、NaH2PO4·3H2O1.0g、NH4Cl2g、FeSO4·7H2O0.002g、MnSO4·7H2O0.003g、ZnSO4·7H2O0.003g、CoSO4·7H2O0.001g、琼脂15g、调PH值为7.0。
所述的液体选择培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入苯酚或二甲苯或苯酚和二甲苯的混合12mL，MgSO4·7H2O3.0g、K2HPO41.5g、NaH2PO4·3H2O1.0g、NH4Cl2g、FeSO4·7H2O0.002g、MnSO4·7H2O0.003g、ZnSO4·7H2O0.003g、CoSO4·7H2O0.001g，调PH值为7.0。
所述的斜面培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5g、MgSO4·7H2O3.0g、牛肉膏1g、(NH4)2SO41g、NaH2PO4·3H2O1.0g、葡萄糖6g、琼脂15g，调PH值为7.0。
按上述实施方式获得三种处理石化废水系统挥发性混合有机废气效果较好的菌种，分别为1号菌黄杆菌；2号菌蜡样芽孢杆菌；3号菌施氏假单胞菌。这三种菌种在好氧条件下都能以苯酚和二甲苯为碳源的培养基（其成分包括微量元素、氮源）中生长繁殖，具有降解石化废水系统挥发性混合有机废气的能力。
获得的这三种菌种，驯化后在培养基中存活的比例为：A菌落占41%，B菌落占33%，C菌落占20%，D菌落占6%。
这3种菌都能在30℃条件下生长良好，45℃以上生长不佳。将三种混合菌配制成复合菌悬液，在28℃～35℃温度下的摇床进行培养增菌，培养2天，然后将复合菌悬液直接注入液体培养箱中，采用生物填料塔处理石化废水系统挥发性混合有机废气，实验结果表明复合菌种处理石化废水系统挥发性混合有机废气得到了较好的效果，处理结果如下：
如表1所示，当苯酚浓度在280mg/m3以内时，降解效率能达到96%，说明此菌种对苯酚的降解效果很好。
表1
如表2所示，当二甲苯浓度在500mg/m3内，降解效率能达到为99%，说明此菌种对二甲苯的降解效果很好。
表2
如表3所示，当非甲烷总烃浓度在800mg/m3内，降解效率能达到为94%，说明此菌种对非甲烷总烃的降解效果很好。
表3
上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (1)

1.一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，其特征在于，包括以下步骤：
(1)样品采集：用无菌取样瓶采集石化污水厂的底泥，放入恒温箱中待用，温度为28℃～35℃；
(2)扩增培养：在好氧条件下，向底泥中加入10g/L的葡萄糖进行恒稳培养，温度为28℃～35℃，培养时间为2～3天；
(3)菌种驯化：取底泥分装到装有液体富集培养基的锥形瓶中，然后分别加入苯酚、二甲苯，苯酚、二甲苯的加入量分别为10mL/L～12mL/L，在28℃～35℃温度下摇床恒温培养驯化，培养时间为3～5天；在驯化的培养液中用接种环提取培养液，接种到固体富集培养基中培养，培养2～3天后，将固体富集培养基上长出的细菌采用影印法将其接种到以苯酚、二甲苯或苯酚和二甲苯的混合为唯一碳源的固体选择培养基上培养，培养3～5天后观察其菌落，挑取不同形态的单菌落在液体选择培养基上培养，再次进行驯化，按上述驯化方法，连续驯化2～3次后接种到固体富集培养基上；
(4)纯化菌种：在驯化好的固体富集培养基上挑取不同形态的单菌落在固体富集培养基上划线纯化，培养温度为28℃～35℃，培养时间2～3天，然后将纯化菌落接至分别以苯酚、二甲苯或苯酚和二甲苯混合为唯一碳源的固体选择培养基内进行恒温培养，培养温度为28℃～35℃，培养时间3～5天，不断地进行选择、富集培养，最终将纯化的菌落移接到斜面培养基中，从所分离的可以处理石化废水系统挥发性混合有机废气的菌种中，把其中的每一个菌种都采用相同的方法，平行接种于含有废气的固体培养基中，如果平行接种的菌落都能在废气中存活并处理废气，则为可选用的菌种之一，否则淘汰；
上述各步骤中：
所述的液体富集培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5-2.5g、MgSO4·7H2O3-4g、牛肉膏3-4g、(NH4)2SO41-2g、NaH2PO4·3H2O1-2g、尿素0.2-0.3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g、葡萄糖15-16g，调PH值为7.0；
所述的固体富集培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5-2.5g、MgSO4·7H2O3.0-4.0g、牛肉膏3-4g、(NH4)2SO41-2g、NaH2PO4·3H2O1-2g、尿素0.2-0.3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g、葡萄糖15-16g、琼脂15-16g，调PH值为7.0；
所述的固体选择培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入苯酚或二甲苯或苯酚和二甲苯的混合12mL、MgSO4·7H2O3-4g、K2HPO41.5-2.5g、NaH2PO4·3H2O1-2g、NH4Cl2-3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g、琼脂15-16g、调PH值为7.0；
所述的液体选择培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入苯酚或二甲苯或苯酚和二甲苯的混合12mL，MgSO4·7H2O3.0-4.0g、K2HPO41.5-2.5g、NaH2PO4·3H2O1-2g、NH4Cl2-3g、FeSO4·7H2O0.002-0.003g、MnSO4·7H2O0.003-0.004g、ZnSO4·7H2O0.003-0.004g、CoSO4·7H2O0.001-0.002g，调PH值为7.0；
所述的斜面培养基的配置比例为：1000mL培养基中加入K2HPO41.5-2.5g、MgSO4·7H2O3-4g、牛肉膏1-2g、(NH4)2SO41-2g、NaH2PO4·3H2O1-2g、葡萄糖6-7g、琼脂15-16g，调PH值为7.0。
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