CN105174495B - 生物质载体固定化细菌处理氯代有机物废水的方法 - Google Patents

生物质载体固定化细菌处理氯代有机物废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物质载体固定化细菌处理氯代有机物废水的方法。菌种来自地表下层9‑11cm处土壤，液态PDA培养基条件下扩大培养3‑5天得到菌悬液A；液态选择培养基培养7‑10天得到木腐真菌菌悬液；固态选择培养基中进行分离，培养3‑5天得纯木腐真菌菌种；将萃取过滤后的氯代有机物废水及稻壳混合后高温蒸汽灭菌，接种纯菌种后采震荡培养5‑7天后得到固定化微生物；加入萃取后的氯代有机物废水中，反应时间2‑3天得到净化废水。稻壳在此体系中，不仅作为生物载体，同时也为微生物提供了碳源，节省了工业废水单独投加碳源的成本。且木腐真菌类，适合以稻壳为碳源。

Description

生物质载体固定化细菌处理氯代有机物废水的方法
技术领域
本发明涉及生物科学技术领域，具体涉及一种生物质载体固定化细菌处理废水的方法。
背景技术
污水生物处理技术已成为当前污水处理领域的主导技术，它作为一种经济合理、有效的水污染控制工程手段，在改善水体环境质量、防止水体污染方面发挥着重要的作用。
目前，微生物的固定化方法主要有表面吸附固定法、交联固定法、包埋固定法等几种。交联固定法是对载体进行表面改性，增加载体表面活性基团，利用两个或两个以上的功能团，直接与微生物表面基团进行交联反应，形成共价键固定化微生物的方法。该方法化学反应激烈，对微生物活性影响较大，所用交联剂大多价格昂贵，因此，限制了此法的应用。包埋固定法是用高分子水凝胶材料形成网络、微囊等使微生物固定化或利用水溶单体聚合形成凝胶时将微生物包埋在其内。该方法操作简单，对微生物活性影响较小，但其固定化微生物因网络结构的阻碍而不利于传质，且水凝胶耐冲击性不佳、寿命短则是包埋法遇到的难题，而且由于其载体的价格及处理费用较为昂贵，应用也受到了限制。表面吸附固定法是指微生物吸附在载体表面而固定的方法，目前污水处理中的生物膜法是其代表性的例子。该方法操作简单，对微生物活性影响较小，但其固定的微生物量有限，达不到理想的处理效果。迄至今日，仍未找到较理想的微生物固定化载体或方法。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对工业及生活废水的常规污染物，提供一种工艺简单、成本低廉、能耗低、适用于工业化生产的能有效地处理废水的一种方法。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
生物质载体固定化细菌处理氯代有机物废水的方法，包括以下步骤：
1)菌种来自地表下层9-11cm处土壤，先在20-30℃、pH中性、液态PDA培养基条件下扩大培养3-5天得到菌悬液A；
2)将菌悬液A在20-30℃、pH中性条件下，液态选择培养基培养7-10天得到木腐真菌菌悬液B；
3)将木腐真菌菌悬液B采用平板划线法接种于固态选择培养基中进行分离，在20-30℃、pH中性条件下，用固体培养培养3-5天得纯木腐真菌菌种；
4)将萃取过滤后的氯代有机物废水及稻壳混合后高温蒸汽灭菌，接种纯菌种后采用半透膜密封后放入振荡箱中震荡培养5-7天后得到固定化微生物；
5)将所得固定化微生物加入萃取后的氯代有机物废水中，曝气且在20-30℃下反应时间2-3天得到净化废水。
按上述方案，重复步骤2)和步骤3)进一步纯化菌种。
按上述方案，步骤1)所述的液态PDA培养基是新鲜马铃薯200-250g/L(H2O)、蔗糖15-25g/L(H2O)、尿素10-15g/L(H2O)。
按上述方案，步骤2)所述的液态选择培养基是(NH4)2SO45-10g/L(H2O)、K2HPO42-4g/L(H2O)、NaH2PO42-4g/L(H2O)、MgSO4.7H2O0.1-0.2g/L(H2O)、三氯甲烷废水200mL/L(H2O)、共基质稻壳1-2(m)％/L(H2O)、苯菌灵10-20mg/L(H2O)、链霉素硫酸盐400-600mg/L(H2O)、邻苯基苯酚0.005-0.008(m)％/L(H2O)、吐温-800.5mL/L(H2O)。
按上述方案，步骤3)所述的固体选择培养基是(NH4)2SO45-10g/L(H2O)、K2HPO42-4g/L(H2O)、NaH2PO42-4g/L(H2O)、MgSO4·7H2O0.1-0.2g/L(H2O)、三氯甲烷废水200mL/L(H2O)、共基质稻壳1-2(m)％/L(H2O)、苯菌灵10-20mg/L(H2O)、链霉素硫酸盐400-600mg/L(H2O)、邻苯基苯酚钠0.005-0.008/(m)％/L(H2O)、吐温-800.5mL/L(H2O)、琼脂15g/L(H2O)。
按上述方案，步骤4)采用萃取剂为高沸点定制油，沸点高于260℃，40℃时的运动粘度为25-35mm2/s。
按上述方案，步骤4)萃取过滤后的氯代有机物废水中氯代有机物的含量在0.123～0.150mg/L。
按上述方案，步骤4)所述的稻壳目数为50-200目，比表面积为0.6-0.9/m2g-1，总孔体积0.1-0.4/cm3g-1。
按上述方案，步骤4)所述的震荡培养条件为20-30℃，pH中性，震荡频率在20-30-60r/min。
按上述方案，步骤4)所述固定化微生物为白色，圆形或椭圆形，粒径5mm-15mm。
本发明通过生物质载体固定化微生物深度处理工艺，去除水中COD、氨氮。在微生物培养成功、工艺调试正常后，工业废水就可以进入系统进行处理，其处理效果小于常规的生物方法，处理成本低，是一种较经济的污染处理措施。
本发明的目的是使用本方法处理工业废水，使处理后的废水中COD的浓度能满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准100mg/L以下。
本发明的有益效果在于：
选用稻壳作为载体，取材方便，资源化利用，经济实惠，来源广泛，具有较高的工业推广价值。
采用稻壳固定化单一高效降解菌种，在废水处理中，发展多种生物共生的固定化体系，并通过固定化的方式，使微生物之间更高效的协同处理污染严重、毒性大的工业废水。
稻壳在此体系中，不仅作为生物载体，同时也为微生物提供了碳源，节省了工业废水单独投加碳源的成本。木腐真菌类，适合以稻壳为碳源。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
生物质载体固定化细菌的制备过程如下：
1)菌种来自地表下层9-11cm处土壤，先在20-30℃、pH中性、液态PDA培养基条件下扩大培养3-5天得到菌悬液A；液态PDA培养基是新鲜马铃薯200-250g/L(H2O)、蔗糖15-25g/L(H2O)、尿素10-15g/L(H2O)。
2)将菌悬液A在20-30℃、pH中性条件下，液态选择培养基培养7-10天得到木腐真菌菌悬液；液态选择培养基是(NH4)2SO45-10g/L(H2O)、K2HPO42-4g/L(H2O)、NaH2PO42-4g/L(H2O)、MgSO4.7H2O0.1-0.2g/L(H2O)、三氯甲烷废水200mL/L(H2O)、共基质稻壳1-2(m)％/L(H2O)、苯菌灵10-20mg/L(H2O)、链霉素硫酸盐400-600mg/L(H2O)、邻苯基苯酚0.005-0.008(m)％/L(H2O)、吐温-800.5mL/L(H2O)。
3)将木腐真菌菌悬液采用平板划线法接种于固态选择培养基中进行分离，在20-30℃、pH中性条件下，用固体培养培养3-5天得纯木腐真菌菌种；固体选择培养基是(NH4)2SO45-10g/L(H2O)、K2HPO42-4g/L(H2O)、NaH2PO42-4g/L(H2O)、MgSO4·7H2O0.1-0.2g/L(H2O)、三氯甲烷废水200mL/L(H2O)、共基质稻壳1-2(m)％/L(H2O)、苯菌灵10-20mg/L(H2O)、链霉素硫酸盐400-600mg/L(H2O)、邻苯基苯酚钠0.005-0.008/(m)％/L(H2O)、吐温-800.5mL/L(H2O)、琼脂15g/L(H2O)。
4)将萃取过滤后的氯代有机物废水及稻壳混合后高温蒸汽灭菌，接种纯菌种后采用半透膜密封后放入振荡箱中震荡培养5-7天后得到固定化微生物。采用萃取剂为高沸点定制油，沸点高于260℃，40℃时的运动粘度为25-35mm2/s。萃取过滤后的氯代有机物废水中氯代有机物的含量在0.123～0.150mg/L。其中，稻壳目数为50-200目，比表面积为0.6-0.9/m2g-1，总孔体积0.1-0.4/cm3g-1。震荡培养条件为20-30℃，pH中性，震荡频率在20-30-60r/min。所得固定化微生物为白色，圆形或椭圆形，粒径5mm-15mm。备用。
实施例1
取某冷却剂生产厂家生产过程中设备冲洗后废水100ml(主要含有氯代有机污染物)，水质为COD为6650mg/L，加入50ml萃取剂定制油，用力猛烈上下摇晃，静止分层后，取出水相液体90ml，向其中加入2-5个固定化颗粒，保持温度30℃，pH中性，持续曝气，反应3天后，取上清液测定COD为36mg/L，COD去除率为99.45％。
实施例2
取冷却剂生产厂家生产废水100ml(主要含有氯代有机污染物)，稀释一定倍数后水质为COD为11610mg/L，调节pH，加入50ml萃取剂，摇晃、静止分层后，取出水相液体80ml，向其中加入2-5个固定化颗粒，保持温度25℃，pH中性，持续曝气，反应3天后，取上清液测定COD为95mg/L，COD去除率为99.18％。
实施例3
所处理设备冲洗后废水同实施例1。
取废水100ml，加入50ml萃取剂定制油，用力猛烈上下摇晃，静止分层后，此时水相中的COD浓度为6450mg/L，取出水相液体80ml，向其中加入2-5个固定化颗粒，保持温度25℃，pH中性，持续曝气，反应3天后，取上清液测定COD为46mg/L，COD去除率为99.29％。
实施例4
所处理冷却剂生产厂家生产废水同实施例2。
取废水100ml，稀释一定倍数后水质为COD为8780mg/L，加入50ml萃取剂定制油，用力猛烈上下摇晃，静止分层后，取出水相液体80ml，向其中加入2-5个固定化颗粒，保持温度30℃，pH中性，持续曝气，反应3天后，取上清液测定COD为39mg/L，COD去除率为99.56％。

Claims (10)

1.生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)菌种来自地表下层9-11cm处土壤，先在20-30℃、pH中性、液态PDA培养基条件下扩大培养3-5天得到菌悬液A；
2)将菌悬液A在20-30℃、pH中性条件下，液态选择培养基培养7-10天得到木腐真菌菌悬液B；
3)将木腐真菌菌悬液B采用平板划线法接种于固态选择培养基中进行分离，在20-30℃、pH中性条件下，用固态选择培养基培养3-5天得纯木腐真菌菌种；
4)将萃取过滤后的氯代有机物废水及稻壳混合后高温蒸汽灭菌，接种纯菌种后采用半透膜密封后放入振荡箱中振荡培养5-7天后得到固定化微生物；
5)将所得固定化微生物加入萃取后的氯代有机物废水中，曝气且在20-30℃下反应2-3天得到净化废水。
2.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于还包括以下步骤：
重复步骤2)和步骤3)进一步纯化菌种。
3.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤1)所述的液态PDA培养基是新鲜马铃薯200-250g/L(H2O)、蔗糖15-25g/L(H2O)、尿素10-15g/L(H2O)。
4.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤2)所述的液态选择培养基是(NH4)2SO45-10g/L(H2O)、K2HPO42-4g/L(H2O)、NaH2PO42-4g/L(H2O)、MgSO4·7H2O0.1-0.2g/L(H2O)、三氯甲烷废水200mL/L(H2O)、共基质稻壳1-2(m)％/L(H2O)、苯菌灵10-20mg/L(H2O)、链霉素硫酸盐400-600mg/L(H2O)、邻苯基苯酚0.005-0.008(m)％/L(H2O)、吐温-800.5mL/L(H2O)。
5.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤3)所述的固态选择培养基是(NH4)2SO45-10g/L(H2O)、K2HPO42-4g/L(H2O)、NaH2PO42-4g/L(H2O)、MgSO4·7H2O0.1-0.2g/L(H2O)、三氯甲烷废水200mL/L(H2O)、共基质稻壳1-2(m)％/L(H2O)、苯菌灵10-20mg/L(H2O)、链霉素硫酸盐400-600mg/L(H2O)、邻苯基苯酚钠0.005-0.008(m)％/L(H2O)、吐温-800.5mL/L(H2O)、琼脂15g/L(H2O)。
6.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤4)采用萃取剂为高沸点定制油，沸点高于260℃，40℃时的运动粘度为25-35mm2/s。
7.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤4)萃取过滤后的氯代有机物废水中氯代有机物的含量在0.123～0.150mg/L。
8.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤4)所述的稻壳目数为50-200目，比表面积为0.6-0.9m2g-1，总孔体积0.1-0.4cm3g-1。
9.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤4)所述的振荡培养条件为20-30℃，pH中性，振荡频率在20-60r/min。
10.如权利要求1所述生物质载体固定化真菌处理氯代有机物废水的方法，其特征在于步骤4)所述固定化微生物为白色，圆形，粒径5mm-15mm。
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