CN105543150B

CN105543150B - 苯胺类污染水体的生物修复制剂

Info

Publication number: CN105543150B
Application number: CN201610095155.7A
Authority: CN
Inventors: 孙小春
Original assignee: Hangzhou Fuyang Gaobo Information Technology Service Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Rushan environmental protection Biotechnology Co., Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: CN105543150A

Abstract

本发明涉及一种苯胺类污染水体的生物修复制剂，它由复合菌剂和辅料组成，所述复合菌剂由恶臭假单胞菌、假丝酵母菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌、亚硝化菌、黄绿木霉、硝化菌制备。本发明各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，投加在废水处理系统中，对苯胺类难降解化合物有良好的降解效果，适于工业污水处理，提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放。

Description

苯胺类污染水体的生物修复制剂

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种苯胺类污染水体的生物修复制剂。

背景技术

苯胺是芳香胺类最有代表性的物质，是一种具有芳香气味的无色油状液体，广泛应用于国防、印染、塑料、油漆、农药和医药工业等，同时也是严重污染环境和危害人体健康的有害物质，是一种“致癌、致畸、致突变”的三致物质。由于苯胺具有长期残留性、生物蓄积性、致癌性等特点，被美国EPA列为优先控制的129种污染物，也被列入“中国环境优先污染物黑名单”中，在工业排水中要求严格控制。处理苯胺废水的传统方法主要有物理、化学、生物等方法。

传统的处理方法：

物理法：(1)吸附法。吸附法是采用吸附材料处理苯胺废水的方法，具有可回收利用苯胺、吸附剂可重复利用等特点。陶红等以天然岩石矿物为原料，经过较简单的工艺过程合成的13X沸石分子筛用于吸附水中苯胺的实验研究．结果表明13X分子筛处理含苯胺废水，不仅吸附效果好，而且再生能力强，为实际处理含苯胺废水提供了可行性依据；(2)萃取法。萃取法是采用与水互不相溶但能溶解污染物的萃取剂，使其与废水充分混合接触后，利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物的一种废水净化方法。冯旭东等在考察有机溶剂和络合剂P204生物降解性的基础上，对苯胺和间氯苯胺稀溶液进行了溶剂萃取和络合萃取的研究，萃残液的BOD、COD表明，选择合适的萃取剂进行萃取，其萃残液无需进一步稀释就可进行生物处理，论证了萃取置换法治理难降解有机废水的潜力。

化学法：(1)光催化氧化法。光催化氧化技术只需光、催化剂和空气，处理成本相对较低。柯强等H以钛酸丁酯为原料、以膨润土为载体，用酸性溶胶法合成TiO纳米复合物，并利用该复合物作催化剂，在HO存在下进行光催化降解苯胺溶液。结果表明，该催化剂在UV／HO系统中对苯胺溶液有很好的光催化降解效果，其效果优于纯TiO。(2)超临界水氧化法。超临界水氧化技术(SCWO)以超临界水为反应介质，空气、氧气或过氧化氢等为氧化剂，通过高温高压下的自由基反应，将苯胺等有机物氧化为二氧化碳、水和氮气以及盐类等无毒的小分子化合物。王景昌等用一套简便实用的超临界水氧化实验装置，对超临界水氧化法处理含苯胺的染料废水进行了实验研究，考察了反应时间、温度、压力和初始浓度等工艺参数对苯胺降解率的影响。(3)二氧化氯氧化法。二氧化氯是由汉费莱•戴维于1811年发现的一种强氧化剂。于德爽等根据某公司染料废水处理的生产性实验研究，提出了采用二氧化氯氧化去除染料废水中苯胺类物质的方法。结果表明：当污水中苯胺质量浓度≥50mg／L时，容易引起活性污泥中毒：当污水中苯胺质量浓度≤50mg／L时，采用二氧化氯氧化法可以使出水苯胺质量浓度降至<2mg／L，去除率达到95％左右。(4)超声波降解法。超声技术是利用声空化能量加速和控制化学反应提高反应速率的一种新技术，具有去除效率高、反应时间短、提高废水的可生化性、设施简单、占地面积小等优点。傅敏等以苯胺溶液为研究对象，考察了超声时间、苯胺溶液浓度、pH、氧化剂HO的投加量等因素对其超声降解率的影响．结果表明：超声时间越长，苯胺降解率越高；苯胺初始浓度与其降解率基本成线性关系；随着pH的增大．降解率先增高后降低。在pH=7．3附近降解率最高；(5)电化学降解法。电化学降解是通过阳极反应直接降解有机物，或通过阳极反应产生羟基自由基、臭氧类的氧化剂降解有机物，这种降解途径使有机物分解更加彻底，不易产生毒害中间产物，更符合环境保护的要求。王玉玲等研究了以SiO2／Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性。

苯胺类化合物污染的水体治理较为困难，国内研究较少，至今为止，绝大多数采用物理、化学方法加以处理，但这些方法处理费用偏高，技术要求较为严格，在实际应用上难以推广。

生物处理方法是治理苯胺类化合物污染水体的有效方法。它是利用微生物的作用，使苯胺类化合物得到分解。由于生物处理方法比物理、化学方法成本低得多，又无二次污染，且微生物又具有较强的可变异性及适应性，因此它已成为处理苯胺类化合物污染水体的理想方法。由于苯胺废水的毒性强．生物降解性差，现有的生化处理系统难以有效去除污染。但随着高效苯胺降解菌的筛选分离，生物处理方法具有很大的潜力。苯胺类化合物受微生物作用而降解有几个共同的步骤，即微生物细胞与化学物质的相互作用过程．并最终代谢为简单的化合物。

苯胺类化合物降解菌对苯胺类化合物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工业废水中的苯胺类化合物，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，我国相当一部分工业污染企业宁可受罚也不愿意投资治理废水，即使有污水处理装置运行也极不正常。因此，开发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好的污水处理技术迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种苯胺类污染水体的生物修复制剂。

本发明的生物制剂，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：

苯胺类污染水体的生物修复制剂，该制剂包括下述原料：复合菌剂和辅料，所述复合菌剂由恶臭假单胞菌、假丝酵母菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌、亚硝化菌、黄绿木霉、硝化菌制备。

所述辅料可为固体辅料和/或液体辅料。所述固体辅料为矿物材料、生物材料和/或高分子化合物；所述矿物材料可为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石、草炭土和硅藻土中的至少一种；所述生物材料为各类作物的秸秆、松壳、稻草、花生壳、玉米粉、豆粉、淀粉、草炭和动物的粪便中的至少一种；所述高分子化合物为聚乙烯醇和/或聚二醇。所述液体辅料可为有机溶剂、植物油、矿物油或水；所述有机溶剂为癸烷和/或十二烷。所述粘土具体可为凹凸棒粘土。所述凹凸棒粘土是一种以凹凸棒石为主要成分的粘土矿物，主要化学成分是水合镁铝硅酸盐，含有K、Na、Ca、Fe、Al、Mg、Mn、Ti等元素，具有独特的分散能力和吸附能力。

经过验证，最终选择辅料由下述原料组成：硅藻土、草炭土。

优选地，所述辅料由硅藻土、草炭土按照重量比3：1混合而成；

所述复合菌剂和辅料按照2：5的重量比混合制备生物修复制剂；

所述复合菌剂的制备方法如下：将恶臭假单胞菌、假丝酵母菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌、亚硝化菌、黄绿木霉、硝化菌分别培养至浓度为1×10⁸个/ml的菌液，然后按照5：2：3：1：4：3：2的体积比混合，即得；

优选地：

所述恶臭假单胞菌为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）CCTCC 203021（CN1513980公开使用）；

所述假丝酵母菌为假丝酵母菌（Candida utilis）ATCC No.22023;

所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述溶纸梭菌为（Clostridium papyrosolvens）ATCC 700395；

所述亚硝化菌为亚硝化菌（Nitrosomonas europaea）CCTCC No：M 2010002（CN101955885）；

所述黄绿木霉为黄绿木霉（Trichoderma aureoviride）ACCC32248;

所述硝化菌为(Nitrobacter sp.)CCTCC 2010001(CN101955885)

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。

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，按一定量投加到废水处理系统中，加速微生物对污染物的降解，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，对苯胺类污染水体有良好的降解效果，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：

所述辅料由硅藻土、草炭土按照重量比3：1混合而成；

所述假丝酵母菌为假丝酵母菌（Candida utilis）ATCC No.22023;

所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述溶纸梭菌为（Clostridium papyrosolvens）ATCC 700395；

所述黄绿木霉为黄绿木霉（Trichoderma aureoviride）ACCC32248;

所述硝化菌为(Nitrobacter sp.)CCTCC 2010001(CN101955885)

实施例2

实施例1制备获得的生物修复制剂的使用方法：将生物修复制剂投入到苯胺的污染水体中，其中生物修复制剂和水体的重量比例为1:700，其中苯胺的污染水体为人工配制，苯胺初始浓度为50 mg/L，然后常温下振荡培养24小时后，苯胺的浓度下降至0.01mg/L，降解率达到99.9％。

实施例3

采用实施例1制备的生物修复制剂处理某化工厂工业污水，污水中COD浓度为670mg/L，二硝基甲苯＋三硝基甲苯的浓度为179mg/L，苯胺浓度为70mg/L，按每立方米污水每次投加实施例1制得的制剂20克，每天投加1次，连续投加10天后，检测的处理效果如下表：出水COD浓度为12mg/L，硝基苯类浓度为1mg/L以下，苯胺类浓度为0.01mg/L。具体结果见表1：

表1

	处理前（mg/L）	处理后（mg/L）	去除率
				COD	670	12	98％
二硝基甲苯＋三硝基甲苯	179	1	99％
				苯胺	70	0.01	100％

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

1.苯胺类污染水体的生物修复制剂，其特征在于，所述制剂包括复合菌剂和辅料，

所述复合菌剂和辅料按照2：5的重量比混合，所述复合菌剂按照如下方法制备而得：将恶臭假单胞菌、假丝酵母菌、解淀粉芽孢杆菌、溶纸梭菌、亚硝化菌、黄绿木霉、硝化菌分别培养至浓度为1×10⁸个/ml的菌液，然后按照5：2：3：1：4：3：2的体积比混合，所述辅料由硅藻土和草炭土按照重量比3：1混合而成;

所述恶臭假单胞菌为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）CCTCC No：203021；

所述假丝酵母菌为假丝酵母菌（Candida utilis）ATCC 22023;

所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述溶纸梭菌为（Clostridium papyrosolvens）ATCC 700395；

所述亚硝化菌为亚硝化菌（Nitrosomonas europaea）CCTCC No：M 2010002；

所述黄绿木霉为黄绿木霉（Trichoderma aureoviride）ACCC 32248;

所述硝化菌为(Nitrobacter sp.)CCTCC No：2010001。

2.权利要求1所述制剂用于苯胺类污染修复的应用。