CN110396479A - 一个耐酸菌群及其处理Fenton酸性出水的应用 - Google Patents

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Abstract

一个耐酸菌群及其处理Fenton酸性出水的应用，涉及酸性废水生物处理。所述一个耐酸菌群从皮革污水处理厂活性污泥中筛选获得，所述一个耐酸菌群由Geotrichum cucujoidarum NS‑2和Phialemoniopsis curvata NS‑3组成；所述GeotrichumcucujoidarumNS‑2为酵母菌，菌落灰白色，与培养基粘连紧密，部分菌丝伸入培养基内部。所述PhialemoniopsiscurvataNS‑3为霉菌，菌落为灰白色，部分菌丝伸入培养基内部。一个耐酸菌群在Fenton酸性出水深度处理中应用。

Description

一个耐酸菌群及其处理Fenton酸性出水的应用
技术领域
本发明涉及酸性废水生物处理，尤其是涉及一个耐酸菌群及其处理Fenton酸性出水的应用。
背景技术
Fenton属于高级氧化技术的一种，产生的羟基自由基能以极高速度氧化大多数有机污染物，但是Fenton技术在污水治理领域没有得到广泛应用，主要限制因素包括：强酸性反应条件、高剂量过氧化氢投加、过氧化氢利用率低、产生大量含铁污泥、处理费用高(Bello M.M,Raman A.A.A,Asghar A.A review on approaches for addressing thelimitations of Fenton oxidation for recalcitrant wastewater treatment[J].Process Safety and Environmental Protection,2019(126):119-140.)。Fenton氧化过程会产生一些有机酸中间产物，比如乙酸、草酸，导致反应体系pH下降，同时这些有机酸中间产物不能被Fenton有效氧化，造成过氧化氢利用率降低(KavithaV.,PalaniveluK.Therole of ferrous ion in Fenton and photo-Fenton processes for the degradationof phenol[J].Chemosphere,2004(55),1235-1243.)。近些年，通过多种技术手段实现Fenton在初始中性pH条件下的有效氧化，包括纳米颗粒催化光Fenton、铁离子络合剂Fenton等(Subramanian G,Madras G.Introducing saccharic acid as an efficientiron chelate to enhancephoto-Fenton degradation of organic contaminants[J].Water Research,2016(104):168-177；王彦斌，赵红颖，赵国华，等.基于铁化合物的异相Fenton催化氧化技术[J].化工进展，2013(25):1246-1259.)，产生的酸性Fenton出水通常采用加碱调节pH值后进行生物氧化处理。加碱调节pH值不仅消耗大量化学药剂，同时增加运行费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一个耐酸菌群及其处理Fenton酸性出水的应用。
所述一个耐酸菌群由Geotrichum cucujoidarum NS-2和Phialemoniopsiscurvata NS-3组成；所述一个耐酸菌群从皮革污水处理厂活性污泥中筛选获得；
所述Geotrichum cucujoidarumNS-2已于2019年5月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国武汉武汉大学，邮编：430072，保藏中心保藏编号为CCTCC NO：M2019410；所述Phialemoniopsis curvataNS-3已于2019年5月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国武汉武汉大学，邮编：430072，保藏中心保藏编号为CCTCC NO：M2019411。
所述GeotrichumcucujoidarumNS-2为酵母菌，菌落灰白色，与培养基粘连紧密，部分菌丝伸入培养基内部。
所述PhialemoniopsiscurvataNS-3为霉菌，菌落为灰白色，部分菌丝伸入培养基内部。
所述一个耐酸菌群在pH值2～10范围内均可生长；可承受500mg·L-1 H2O2的影响；属于中温菌，当温度降至12℃，活性显著下降；对乙酸、草酸等简单有机酸有很高的去除率。
所述一个耐酸菌群可在Fenton酸性出水深度处理中应用。
使用一个耐酸菌群的生物膜反应器处理Fenton酸性出水，同时实现pH提升及COD深度去除。实验证明，采用一个耐酸菌群的生物膜反应器处理Fenton酸性出水，水力停留时间3h，能够实现pH值大幅提升，COD去除率80％左右。
本发明采用一个耐酸菌群直接处理Fenton酸性出水，不需要预先加碱中和，经处理后实现pH大幅提升及COD深度去除。本发明为Fenton酸性出水处理提供一种高效且经济的技术手段。
附图说明
图1为筛选的耐酸菌群处理Fenton酸性出水的pH提升验证。在图1中，A为3次微生物转接的pH提升效果，B为接种不同量耐酸微生物对pH提升的影响。
图2为负载耐酸菌群生物膜反应器处理Fenton酸性出水的运行效果。在图2中，(A)为Fenton氧化间苯三酚的出水；(B)为Fenton氧化苯酚的出水。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
一、耐酸菌群的筛选
采用酸性低浓度YM培养基(初始pH 3.0，未加缓冲溶液；按YM培养基组分浓度的1/5量配制，后面称为“1/5YM”)，从皮革污水处理厂活性污泥中筛选耐酸微生物。经过25d筛选，培养基变浑浊，表明微生物大量繁殖，pH值由3.0升至8.1。将筛选菌进行4次转接，均能将1/5YM的pH值由初始强酸性升至偏碱性。为了进一步验证筛选出的耐酸菌群具有提升pH的效果，使用Fenton在初始中性pH条件下氧化间苯三酚的酸性出水进行pH提升验证，间苯三酚Fenton氧化出水在使用前加入N、P以及微量元素溶液。图1中的A显示经过3次转接，耐酸菌群在48～96h将Fenton酸性出水的pH提升至大于7.0。由于耐酸菌群接种量不同，培养基初始pH值存在差异，随着初始pH值的降低，相应的pH提升速率变慢，因此第2次和第3次转接需要96h才能将pH提升至中性。为了说明是微生物降解作用导致pH提升，同样在Fenton氧化间苯三酚的酸性出水中进行接种不同量耐酸菌群的实验，如图1中的B所示，不接种耐酸微生物时，培养基pH值维持在3.18～3.27。随着接种量的增加(初始600nm处吸光度分别为0.025、0.231、0.45)，pH提升速率明显加快，有足够接种量的情况(初始Abs600＝0.231、0.45)，培养基pH提升至中性。当接种量很少时(初始Abs600＝0.025)，培养基pH值基本维持不变。综上所述，筛选出的耐酸菌群具有提升pH功能，考虑到Fenton酸性出水含有一些简单有机酸导致pH值呈酸性，通过微生物降解有机酸实现pH提升。
二、负载耐酸菌群生物膜反应器处理Fenton酸性出水
生物膜反应器为柱状，尺寸为高1000mm、直径60mm，接种2L耐酸菌群发酵液，连续循环3d完成挂膜，随后处理Fenton氧化间苯三酚或苯酚的酸性出水，水力停留时间控制在3h，气水比20︰1。如图2中的A所示，处理Fenton氧化间苯三酚的酸性出水时，进水COD和pH值分别为65mg/L、3.0～3.1，平均COD去除率为79％，出水pH均值为5.69；如图2中的B所示，处理Fenton氧化苯酚的酸性出水时，进水COD和pH值分别为69mg/L、2.9～3.1，平均COD去除率为83％，出水pH均值为5.13。生物膜反应器的出水pH值不能提升至中性，即Fenton氧化间苯三酚或苯酚的初始pH值，经验证是Fenton出水的铁盐水解造成pH值下降。

Claims (4)

1.一个耐酸菌群，其特征在于由Geotrichum cucujoidarum NS-2和Phialemoniopsiscurvata NS-3组成；所述Geotrichum cucujoidarum NS-2已于2019年5月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国武汉武汉大学，邮编：430072，保藏中心保藏编号为CCTCCNO：M 2019410；所述Phialemoniopsis curvata NS-3已于2019年5月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国武汉武汉大学，邮编：430072，保藏中心保藏编号为CCTCC NO：M2019411。
2.如权利要求1所述一个耐酸菌群，其特征在于所述GeotrichumcucujoidarumNS-2为酵母菌，菌落灰白色，与培养基粘连紧密，部分菌丝伸入培养基内部。
3.如权利要求1所述一个耐酸菌群，其特征在于所述PhialemoniopsiscurvataNS-3为霉菌，菌落为灰白色，部分菌丝伸入培养基内部。
4.一个耐酸菌群在Fenton酸性出水深度处理中应用。
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