CN109430174B - 一种利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其包括以下步骤：1)检测待处理污染物中表面活性剂的含量，并调节待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内，得到目标待处理污染物；2)将所述目标待处理污染物与黑水虻饲料混合，然后，引入黑水虻幼虫进行培养，待黑水虻长成预蛹前进行分离，得到黑水虻和料渣。本发明采用黑水虻的生物分解转化作用对环境中的表面活性剂进行降解，其降解率可达100％，降解效率较高，降解成本低，且降解过程中不产生废弃物，基本实现了零排放，安全可靠，具有较好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及污染物处理技术领域，特别涉及一种利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法。
背景技术
表面活性剂能显著改变(降低)液体表面张力或两相间界面张力，其分子中含有亲水的极性基团(如羟基、硫酸根、硫磺基)和憎水或亲油、亲气的非极性基团(如羟基)，其种类很多，一般分为阴离子型(如烷基苯磺酸盐)、阳离子型(如盐酸十八胺等)、非离子型(如甘油硬脂酸酯)和两性表面活性剂，除用于家庭生活洗涤外，在工农业生产中常用作润湿剂、乳化剂、分散剂、气泡剂等。但含有表面活性剂的废水直接排放至自然环境中，不仅危害水生环境，杀死环境中微生物，抑制其它有毒物质的降解，同时还会导致水中溶解氧的减少，尤其含氮、磷的表面活性剂会造成水体富营养化。而当进入污水处理厂污水中的表面活性剂达到一定浓度时，会影响曝气、沉淀、污泥硝化等诸多过程。且土壤中吸附能力很弱的表面活性剂，会向下迁移，导致地下水污染。
目前，通常使用化学表面活性剂进行环境修复，但用于环境修复的表面活性剂也不可避免地残留于环境中，进而造成二次环境污染，使得表面活性剂的降解效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，以解决现有表面活性剂降解效率低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，包括以下步骤：
1)检测待处理污染物中表面活性剂的含量，并调节待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内，得到目标待处理污染物；
2)将所述目标待处理污染物与黑水虻饲料混合，然后，引入黑水虻幼虫进行培养，待黑水虻长成预蛹前进行分离，得到黑水虻和料渣。
可选地，所述步骤2)后，还包括：
3)检测所述料渣中表面活性剂的含量，若所述料渣中表面活性剂的含量达到规定范围，则将所述料渣制成有机肥；若所述料渣中表面活性剂的含量达不到规定范围，则再次向所述料渣中引入黑水虻幼虫进行培养，直至所述料渣中表面活性剂的含量达到规定范围。
可选地，所述步骤1)中所述调节待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内，包括：将所述待处理污染物稀释，使待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内。
可选地，所述步骤1)中所述待处理污染物为含有表面活性剂的家庭生活洗涤废水、生活废弃物、工农业废水和废渣中的一种或多种。
可选地，所述步骤1)中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂；所述阴离子表面活性剂包括烷基磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、硫酸酯盐中的一种或多种；所述阳离子表面活性剂包括伯仲叔胺盐、季铵盐、咪唑啉中的一种或多种；所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型、多元醇型中的一种或多种。
可选地，所述步骤1)中所述目标待处理污染物中表面活性剂的含量小于等于2g/L。
可选地，所述步骤2)中所述引入黑水虻幼虫进行培养，包括：
将所述目标待处理污染物与黑水虻饲料混合后的混合物铺平，厚度为小于8cm，然后，引入黑水虻幼虫，并在27～32℃下培养10～20天，其中，所述混合物的含水量为55％～75％。
可选地，所述步骤2)中所述黑水虻幼虫由黑水虻虫卵经豆粕、麦麸、鸡饲料中的一种或几种活化而来，且所述黑水虻幼虫的大小为1～3日龄幼虫。
可选地，所述步骤2)中所述黑水虻饲料为豆粕、麦麸、农作物秸秆粉、餐厨垃圾、禽畜粪便中的一种或多种。
可选地，所述步骤3)中所述料渣中表面活性剂的含量的规定范围为小于0.5mg/L。
相对于现有技术，本发明所述的利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法具有以下优势：
1、本发明采用黑水虻的生物分解转化作用对环境中的表面活性剂进行降解，其降解率可达100％，降解效率较高，降解成本低，且降解过程中不产生废弃物，基本实现了零排放，安全可靠，具有较好的推广应用价值。
2、本发明采用黑水虻对环境中的表面活性剂进行降解，其处理效果不受污染物形态及表面活性剂种类、含量高低限制，适用范围广，且对于较难处理的家庭生活废水、生活废弃物、工农业废渣中的表面活性剂均具有很好的分解效果。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
以某日用品生产厂废水为研究对象，利用黑水虻幼虫对其进行表面活性剂降解，具体降解方法包括以下步骤：
1)检测该日用品生产厂废水中表面活性剂的含量，经检测该日用品生产厂废水中表面活性剂总含量为2500mg/L，因其表面活性剂总含量超出2g/L的规定范围，因此，需将该日用品生产厂废水进行稀释，本实施例中将日用品生产厂废水稀释后，一方面可降低分解次数，另一方面，可提高黑水虻幼虫的存活几率，进而有利于提高表面活性剂的降解效率；
2)将步骤1)中1000g稀释后的日用品生产厂废水与豆粕混合均匀，得到600g物料(干重)，调整其含水量至60％～70％，并将其平铺于养殖盒中，平铺厚度为6cm，然后，向养殖盒中引入6g黑水虻幼虫，在28℃下培养13天，培养过程中，若含水量低于60％～70％，则可采用家庭生活废水和具有表面活性剂残留的废水等进行调整，若含水量高于60％～70％，则可补充禽畜粪便、豆粕等含水量较少的有机物，从而使养殖盒中的物料含水量保持在60％～70％范围内，待黑水虻长成预蛹前用筛网进行分离，得到黑水虻和料渣，其中，黑水虻幼虫由黑水虻虫卵经质量比为2∶1的豆粕和麦麸活化而来，且黑水虻幼虫的大小为3日龄幼虫；
3)对步骤2)中的料渣进行表面活性剂含量的检测，经检测，料渣中未检测到表面活性剂残留，符合国家标准《污水综合排放标准》中料渣的表面活性剂含量小于0.5mg/L的规定，该料渣可用于制作高效有机肥，而分离得到的310g黑水虻幼虫，可用于下游附加值产品的开发。
实施例2
以家庭生活废水为研究对象，利用黑水虻幼虫对其进行表面活性剂降解，具体降解方法包括以下步骤：
1)检测该家庭生活废水中表面活性剂的含量，经检测该家庭生活废水中表面活性剂总含量为19mg/L，其中，该家庭生活废水中十二烷基硫酸钠浓度5.3mg/L，α-烯基磺酸盐浓度4.9mg/L，硬脂酸浓度3.6mg/L，十六烷基三甲基溴化铵浓度2.9mg/L，十二烷基磺酸钠浓度2.3mg/L；
2)将步骤1)中370mL家庭生活废水与共计1000g的豆粕和麦麸混合均匀，调整其含水量为65％，并将其平铺于养殖盒中，平铺厚度为6cm，然后，向养殖盒中引入6g黑水虻幼虫，在28℃下培养12天，培养过程中，若含水量低于65％，则可采用家庭生活废水和具有表面活性剂残留的废水等进行调整，若含水量高于65％，则可补充禽畜粪便、豆粕等含水量较少的有机物，从而使养殖盒中的物料含水量保持在65％，待黑水虻长成预蛹前用筛网进行分离，得到黑水虻和料渣，其中，黑水虻幼虫由黑水虻虫卵经质量比为2∶1的豆粕和麦麸活化而来，且黑水虻幼虫的大小为3日龄幼虫；
3)对步骤2)中的料渣进行表面活性剂含量的检测，经检测，料渣中未检测到表面活性剂残留，符合国家标准《污水综合排放标准》中料渣的表面活性剂含量小于0.5mg/L的规定，该料渣可用于制作高效有机肥，而分离得到的290g黑水虻幼虫，可用于下游附加值产品的开发。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）检测待处理污染物中表面活性剂的含量，并调节待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内，得到目标待处理污染物；
2）将所述目标待处理污染物与黑水虻饲料混合，然后，引入黑水虻幼虫进行培养，待黑水虻长成预蛹前进行分离，得到黑水虻和料渣，其中，所述黑水虻幼虫的大小为3日龄幼虫；
所述步骤2）后，还包括：
3）检测所述料渣中表面活性剂的含量，若所述料渣中表面活性剂的含量达到规定范围，则将所述料渣制成有机肥；若所述料渣中表面活性剂的含量达不到规定范围，则再次向所述料渣中引入黑水虻幼虫进行培养，直至所述料渣中表面活性剂的含量达到规定范围；
所述步骤1）中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂；所述阴离子表面活性剂包括烷基磺酸盐、琥珀酸酯磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、硫酸酯盐中的一种或多种；所述阳离子表面活性剂包括伯仲叔胺盐、季铵盐、咪唑啉中的一种或多种；所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型、多元醇型中的一种或多种；
所述步骤1）中所述目标待处理污染物中表面活性剂的含量小于等于2g/L；
所述步骤3）中所述料渣中表面活性剂的含量的规定范围为小于0.5mg/L。
2.根据权利要求1所述的利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其特征在于，所述步骤1）中所述调节待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内，包括：将所述待处理污染物稀释，使待处理污染物中表面活性剂的含量至规定范围内。
3.根据权利要求1所述的利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其特征在于，所述步骤1）中所述待处理污染物为含有表面活性剂的家庭生活洗涤废水、生活废弃物、工农业废水和废渣中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其特征在于，所述步骤2）中所述引入黑水虻幼虫进行培养，包括：
将所述目标待处理污染物与黑水虻饲料混合后的混合物铺平，厚度为小于8cm，然后，引入黑水虻幼虫，并在27~32℃下培养10~20天，其中，所述混合物的含水量为55%~75%。
5.根据权利要求1所述的利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其特征在于，所述步骤2）中所述黑水虻幼虫由黑水虻虫卵经豆粕、麦麸、鸡饲料中的一种或几种活化而来。
6.根据权利要求1或4所述的利用黑水虻幼虫降解环境中表面活性剂的方法，其特征在于，所述步骤2）中所述黑水虻饲料为豆粕、麦麸、农作物秸秆粉、餐厨垃圾、禽畜粪便中的一种或多种。
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