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治理电镀废水的复合功能菌、其培养方法及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明利用脱硫杆菌CB1.168(Desulfobacter sp.CB1.168)、脱硫弧菌CB1.268(Desulfovibrio spp.CB1.268)、阴沟肠杆菌CB1.129(Enterobacter cloace sp.CB1.129)、脱硫肠状菌CB1.139(Desulfotomaculum spp.CB1.139)和芽孢杆菌CB1.149(Bacillussp.CB1.149等复合功能菌，据其氧化还原、吸附、絮凝、酶促等不同的生理特性进行合理的组合，治理电镀废水取得满意的效果。复合功能菌较之单株菌对废水的处理效果显著提高，能有效地去除电镀废水中的铬、镍、铜、锌、镉、铅、锡等金属离子。该复合功能菌使用价格低廉的工业培养基培养，生长状况良好。用该复合功能菌处理后的水质质量好，无二次污染，工艺流程简单，节约能源，经济性能好，运行成本低。

Description

治理电镀废水的复合功能菌、其培养方法及使用方法
本发明属于微生物治理电镀废水的功能菌种和新组合。
电镀废水中存在大量的Cr6+，Cr3+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+，pb2+，Sn2+等金属离子，这些金属离子对人体和环境危害极大，对其进行处理，是环境保护中不容忽视的重要课题。
多年来，对电镀废水的处理，大多采用化学法，如离子交换法，沉淀法，电解法，氧化—还原法，表面活性剂法，铁氧体法，活性炭吸附法，气浮法等等。六十年代初，人们开始了对微生物法处理电镀废水的研究。罗曼恩柯(Romanenks)等曾用脱色杆菌(Bac.Dechromticans)厌氧处理含铬废水，3天内每克干生物量可将2.1克K2CrO4中的Cr6+还原为Cr3+。H.C.谢尔波克雷诺夫等用脱色杆菌KC-11菌株(AeromonasDechromaticans KC-11)，以天燃气或乙烷作碳源，净化500ml铬液(24.0mg Cr6+/L)，其净化效率与活性污泥一样，且可缩短净化时间，降低费用1.1-1.5倍。马格斯(A.M.MargueS)等，报导了用铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)可使培养基中的铬大量减少。依革(Y.Sag.)等研究了干燥的生枝动胶菌(Zooglea ramigera)在pH2、25℃条件下，对Cr6+的吸附率最高达20％。罗姆(De.Rome)和戈地(Godd)用少根根霉(Rhizopus arrhizus)，枝孢(Cladosporium resinae)，意大利青霉(Penicillium italicum)吸附铜离子，其中少根根霉干菌吸附率可达到1.71％。巴哈达地(Baharduddin)报道了从河流底泥中分离到对Mo6+有还原和吸附作用的菌株阴沟肠杆菌(Enterbacter cloace)，经固定化后用于矿山废水的小型化处理，效果明显优于化学法。占立特(Jennett)等提出了一种用活的小球藻淀粉核(Chlorella pyrenoidosa)细胞处理电镀含Cd2+废水的工艺，来自培养池的活细胞悬液与调节好pH值的废水快速混合后，经砂滤池滤掉菌体，金属污染物即被除去。孙国玉等用铬酸盐还原菌81001号菌株加活性污泥处理电镀含铬废水有一定的效果。但这些研究仅限于单一菌株对单一金属废水的处理，而且，仅限于实验室批试的研究。
鉴于上述在技术和研究方面存在的不足，本发明首次采用五种菌株，通过不同的组合比例，处理镀种、浓度不同的电镀废水，获得满意的结果。一次净化即可达到排放标准，不造成二次污染，能耗小，运行费低，投资成本大大低于现行理化法。
本发明根据微生物的特征和电镀废水的特点，提出了以多种微生物组合处理电镀废水的新观点。详细地研究了脱硫杆菌CGMCC CB1.168(Desulfobacter sp.)、脱硫弧菌CGMCC CB1.268 (Desulfovibrio spp.)、阴沟肠杆菌CGMCC CB1.129(Enterobacter cloace sp.)、脱硫肠状菌CGMCC CB1.139(Desulfotomaculum spp.)和芽孢杆菌CGMCCCB1.149(Bacillus sp.)的组合，拮抗和互补功能，对金属的抗性，净化电镀废水的条件，动力学和净化机制。并筛选了在生产上使用的廉价生长培养基。
脱硫杆菌CGMCC CB1.168(Desulfobacter sp.)
大小：0.8-1.5×1.8-6um。形状：杆状。特性：以周生鞭毛运动，无荚膜，革兰氏阴性菌，不形成孢子。生理特性：产生吲哚，有赖氨酸和鸟氨酸脱羧酶存在。迅速发酵蔗糖，不利用藻朊酸盐，不分解果胶酸盐，不产生脂肪酸。生长条件：pH6.5-7.5，温度25-35℃。
脱硫弧菌CGMCC CB1.268(Desulfovibrio spp.)
大小：0.5-0.8×2-4.2um。形状：弧形杆菌。特性：极生单鞭毛，作无规则渐近式运动，无芽孢和荚膜。革兰氏阴性菌。生理特征：不完全氧化乳酸盐到乙酸盐，能利用可溶性淀粉、葡萄糖、蔗糖、H2+CO2、乙醇、甲酸盐等为唯一碳源。生长条件：最佳pH7，最适温度30℃。
阴沟肠杆菌CGMCC CB1.129(Enterobacter eloace sp.)
大小：1.1-1.5×2.0-6.0um。形状：杆状。特性：以周生鞭毛运动，有荚膜。生理特性：能利用柠檬酸盐和醋酸盐作为唯一碳源，对明胶液化缓慢。生长条件：厌氧生长，pH6-8，温度20-40℃。
脱硫肠状菌CGMCC CB1.139(Desulfotomaculum spp.)
大小：0.3-1.5×3.0-6.0um。形状：直或微弯的杆菌。特性：周生鞭毛运动，产孢子，革兰氏阴性菌。生理特性：利用乳酸盐、丙酮酸盐、葡萄糖和乙醇。生长条件：厌氧生长，pH6-7.5，温度30℃-37℃。
芽孢杆菌CGMCC CB1.149(Bacillus sp.)
大小：0.3-2.2×1.2-7.0um。形状：杆菌。特性：侧生鞭毛运动，产生孢子，革兰氏阳性菌。生理特性：在营养洋菜上菌落薄，在葡萄糖洋莱上量多。发酵葡萄糖。生长条件：厌氧生长旺盛，pH6-7，温度25℃-35℃。
根据废水中金属种类、组成、含量的不同，配制不同的菌液比例处理电镀废水，废水中铬等金属含量在1-3000mg/L范围内，CGMCCCB1.168，CGMCC CB1.268，CGMCC CB1.129，CGMCC CB1.139和CGMCC  CB1.149的组成比为1-30∶2-20∶1-15∶0.5-27∶1-34。对电镀废水中重金属离子净化率在99％以上。
复合功能菌的培养方法是：厌氧培养，温度15-45℃，pH4-9，培养时间10-24h。
复合功能菌的使用方法是：在25-40℃，pH5.0-7.5，作用滞留时间少于5h。
实例1
某小型电镀厂，日排放高浓度铬废水1吨，Cr6+浓度1000-3000mg/L，经由CGMCC CB1.168∶CGMCC CB1.268∶CGMCC CB1.129∶CGMCCCB1.139∶CGMCC CB1.149＝1∶12∶10∶5∶1的复合功能菌处理，由环保法定监测单位取样监测。
监测结果如下：
    日期   进水     出水
1994.12.12   Cr6+(mg/L)总Cr(mg/L)pH   1329.181342.163.23     0.030.127.21
1994.12.13   Cr6+(mg/L)总Cr(mg/L)pH   2658.362848.523.62     0.310.537.43
1994.12.22   Cr6+(mg/L)总Cr(mg/L)pH   1188.451329.202.93    未检出0.137.86
实例2
某大型电镀厂，日排放电镀废水67-175吨，镀种多，废水成分复杂，含总Cr2.59-864.36mg/L，Cr6+2.17-693.74mg/L，Cd2+1.00-15.54mg/L，Cu2+10.00-15.26mg/L，Zn2+8.30-43.85mg/L，Ni2+10.00-12.95mg/L。
根据以上废水水质特性，工程中采用了CGMCC CB1.168∶CGMCCCB1.268∶CGMCC CB1.129∶CGMCC CB1.139∶CGMCC CB1.149＝10∶3∶1∶5∶2的复合功能菌，并在工艺上设计了新型实用的生物反应器，反应温度25℃-37℃，保证了重金属废水被高效稳定可靠地治理。经环保法定监测站随机取样监测。
出水监测结果如下：
总Cr  低于0.72mg/L
Cr6+ 低于0.09mg/L
Ni2+ 低于0.25mg/L
Cu2+ 低于0.72mg/L
Zn2+ 低于0.92mg/L
Cd2+ 低于0.10mg/L
Pb2+ 低于0.01mg/L
出水的BOD，COD，SS，pH，色度等指标均低于国家GB8978-88污水综合排放标准。

Claims (3)

1.治理电镀废水的CGMCC′CB复合功能菌，其特征是：由脱硫杆菌CGMCC CB1.168(Desulfobacter sp.)、脱硫弧菌CGMCC CB1.268(Desulfovibrio  spp.)、阴沟肠杆菌CGMCC CB1.129(Entero-bactercloace sp.)、脱硫肠状菌CGMCC CB1.139(Desulfotomaculum spp.)和芽孢杆菌CGMCC CB1.149(Bacillus sp.)细菌组成，其菌株的组成比为1-30∶2-20∶1-15∶0.5-27∶1-34。
2.按照权利要求1所述的治理电镀废水的复合功能菌的培养方法是：厌氧培养，温度25-37℃，pH6.0-7.5，培养时间10-24小时。
3.按照权利要求1所述的治理电镀废水的复合功能菌的使用方法是：温度25-40℃，pH5.0-7.5，作用滞留时间小于5小时。
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