CN111548981A - 一种三氯甲烷降解菌的培养方法 - Google Patents

一种三氯甲烷降解菌的培养方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三氯甲烷降解菌的培养方法，所述培养方法包括如下步骤：向反应器中加入含有三氯甲烷的废水和微生物生长所需的营养物质，所述废水中三氯甲烷的浓度为20～100mg/L；向反应器中接种活性污泥，调节反应液的pH为6.0～9.0，液面上通入氧气，使所述反应器内液面上方的压力为0～0.1MPa，搅拌，进行反应，直至培养结束。本发明通过正压表面曝气方式对降解菌进行培养驯化和富集，能够通过筛选出来对三氯甲烷适应性高的降解菌，提升三氯甲烷废水的处理能力。

Description

一种三氯甲烷降解菌的培养方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种三氯甲烷降解菌的培养方法。
背景技术
三氯甲烷是一种无色透明液体，极易挥发，有特殊气味。不溶于水，溶于醇、醚、苯。在工业生产中，可以作为有机合成原料生产氟里昂、染料和药物等，也可用作抗生素、树脂、橡胶的溶剂和萃取剂等。三氯甲烷可作用于人体中枢神经系统，会伤害人体内脏器官，具有一定的致癌性。对水体也会造成污染，已被列入有毒有害水污染物名录。
在工业生产过程中产生的含三氯甲烷的废水需要经过处理，满足排放标准后才能排放到自然环境中。目前对于三氯甲烷废水可采用活性炭或者树脂进行吸附处理，但是吸附后的活性炭或者树脂作为固废还要再次进行处理。这就会造成处理成本高。生物降解法是一种低成本的污水处理方法，通过水中的微生物菌种对污染物进行处理，但是对于三氯甲烷等易发挥的物质，传统的曝气方式条件下，不能为微生物提供三氯甲烷碳源，微生物降解菌难以培养。
因此，亟需提供一种三氯甲烷降解菌的培养方法，以提高降解菌的生长，缩短三氯甲烷降解菌的培养时间，提高降解菌对三氯甲烷废水的处理能力，解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于解决常规污水处理系统内三氯甲烷降解菌难以培养的问题，提供一种三氯甲烷降解菌的培养方法，通过正压表面曝气方式对三氯甲烷降解菌进行培养驯化和富集，可以通过筛选出来对三氯甲烷适应性高的降解菌，提升三氯甲烷废水的处理能力。
为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
本发明提供了一种三氯甲烷降解菌的培养方法，所述方法包括如下步骤：
向反应器中加入含有三氯甲烷的废水和微生物生长所需的营养物质，所述废水中三氯甲烷的浓度为20～100mg/L；
向反应器中接种活性污泥，调节反应液的pH为6.0～9.0，液面上通入氧气，使所述反应器内液面上方的压力为0～0.1MPa，搅拌，进行反应，直至培养结束。
进一步，所述反应器为一密闭反应器。
进一步，控制搅拌时液面产生的旋涡高度在0.5cm以下；使反应器内的废水与液面上方的氧气充分接触，同时避免剧烈搅拌导致废水中的三氯甲烷挥发出来。
进一步，所述反应的过程中，采用碱性溶液吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。
进一步，所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中的一种或几种。
进一步，所述反应的条件为：pH值为6.0～9.0，反应液温度为20℃～30℃。
进一步，所述活性污泥来源于污水厂曝气池。例如，采用含水率为99％的污水厂曝气池污泥。
进一步，向所述废水中添加所述活性污泥的接种量为1～10％(V/V)。
进一步，培养结束时废水中三氯甲烷的浓度降低至0.05mg/L以下。
进一步，所述反应器内设置一敞口储存器，用来盛放所述碱性溶液。
进一步，所述敞口储存器与所述反应器的内腔流体连接，以吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。
进一步，所述反应器设有一氧气通道，所述氧气通道的入口在所述反应器内液面的上方，以通入纯氧。
本发明具体实施例中，所述微生物生长所需的营养物质包括氯化钙、氯化铁、硫酸镁、氯化铵、磷酸氢二钾。
本发明的有益效果在于：
本发明通过正压表面曝气方式对降解菌进行培养驯化和富集，在适配的反应器内进行，向反应器内通入氧气，提高传氧速率，保证废水中的微生物菌种有充足的溶解氧；同时液面上保持一定的压力，抑制了废水中三氯甲烷的挥发，为废水中的微生物提供充足的碳源，快速筛选驯化三氯甲烷降解菌，使三氯甲烷降解菌的培养周期大幅缩短。
本发明中，培养三氯甲烷降解菌的反应器内部液面上方保持一定的正压，减少三氯甲烷从废水中挥发出来，污染空气。三氯甲烷降解菌的培养装置内通入纯氧，和空气曝气相比增强了氧气向污水中传递的速率。控制三氯甲烷降解菌的反应器内搅拌液面旋涡高度，即保证了反应器内液体的充分混合，又避免剧烈的搅动，降低废水中三氯甲烷的挥发。
本发明的培养方法是在适配的反应器内进行的。所采用的三氯甲烷降解菌的反应器内构造特殊，有益于保持三氯甲烷在水中维持高的浓度，为降解菌的培养驯化提供充足的营养物质，使降解菌的数量快速增长；同时，可以通过高浓度三氯甲烷筛选出来对三氯甲烷适应性更高的降解菌，提升三氯甲烷废水的处理能力。培养三氯甲烷降解菌的反应器内放置碱性液体存储器(敞口储存器)，用来吸收反应生成的二氧化碳，不仅避免了通入的氧气被稀释，还可以避免二氧化碳浓度逐渐升高后导致氧气难以通入到反应器中的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的三氯甲烷降解菌的培养方法中的反应器结构示意图。
图2为本发明中的传统曝气方式反应器结构示意图。
图中的标号分别为：
1、反应器；
2、压力表；
3、液面；
4、氧气通道；
5、敞口储存器；
6、通气孔；
7、磁力搅拌子；
11、空气泵；
12、微孔曝气头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种三氯甲烷降解菌的培养方法，所述方法包括如下步骤：
向密闭的反应器中加入含有三氯甲烷的废水和微生物生长所需的营养物质，所述废水中三氯甲烷的浓度为20～100mg/L；
向反应器中接种活性污泥，调节反应液的pH为6.0～9.0，液面上通入氧气，使所述反应器内液面上方的压力为0～0.1MPa，搅拌，进行反应，直至培养结束。
控制搅拌时液面产生的旋涡高度在0.5cm以下，使反应器内的废水与液面上方的氧气充分接触，同时避免剧烈搅拌导致废水中的三氯甲烷挥发出来。
所述反应的过程中，采用碱性溶液吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中的一种或几种。
所述反应的条件为：pH值为6.0～9.0，反应液温度为20℃～30℃。
所述活性污泥来源于污水厂曝气池。
废水中三氯甲烷的浓度降低至0.05mg/L以下时为培养结束。
实施例2
本实施例提供一种三氯甲烷降解菌的培养方法，所述方法包括如下步骤：
向反应器中加入含有三氯甲烷的废水和微生物生长所需的营养物质，所述废水中三氯甲烷的浓度为20～100mg/L；
向反应器中接种活性污泥，调节反应液的pH为6.0～9.0，液面上通入氧气，使所述反应器内液面上方的压力为0～0.1MPa，搅拌，进行反应，直至培养结束。
控制搅拌时液面产生的旋涡高度在0.5cm以下，使反应器内的废水与液面上方的氧气充分接触，同时避免剧烈搅拌导致废水中的三氯甲烷挥发出来。
所述反应的过程中，采用碱性溶液吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中的一种或几种。
所述反应的条件为：pH值为6.0～9.0，反应液温度为20℃～30℃。
所述活性污泥来源于污水厂曝气池。
废水中三氯甲烷的浓度降低至0.05mg/L以下时为培养结束。
所述反应器为一密闭反应器，所述密闭反应器内设置一敞口储存器，用来盛放所述碱性溶液。
所述敞口储存器与所述反应器的内腔流体连接，以吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。
所述反应器设有一氧气通道，所述氧气通道的入口在所述反应器内液面的上方，以通入纯氧。
实施例3
本实施例提供一种三氯甲烷降解菌的培养方法，所述方法包括如下步骤：
参见图1，搭建11cm*11cm*11cm，有效体积1.2L的方形有机玻璃密闭反应器1，在反应器内加入1.0L三氯甲烷废水，废水中三氯甲烷浓度为40mg/L，加入10g含水率为99％的污水厂曝气池污泥，加入30mg氯化钙，加入0.1mg的氯化铁，加入10mg硫酸镁，5mg氯化铵，300mg磷酸氢二钾，调节反应器内溶液PH为7.5，通过氧气通道4向反应器1内通入氧气，通过压力表2控制反应器内液面上的压力为0.05Mpa，在敞口储存器5中加入3mL 15％(质量浓度)的氢氧化钠溶液，降解菌培养过程中产生的二氧化碳气体，通过敞口储存器5侧面的通气孔6，与储存的碱性溶液进行反应，吸收二氧化碳。反应器1内的液体采用磁力搅拌器进行搅拌，7为磁力搅拌子，搅拌过程中控制液面3产生的旋涡为0.2cm。将反应器1置于恒温室25±3℃的条件反应12天后，废水中的三氯甲烷浓度降低至0.05mg/L以下。
向实施例2反应结束后的反应器1中加入三氯甲烷，调节三氯甲烷浓度为60mg/L，保持实施例2中的培养条件不变，培养3天后，观察三氯甲烷的降解情况。
结果：培养3天后三氯甲烷的浓度即可降低到0.05mg/L以下。
由此可知，利用本发明的培养方法能够实现对降解菌进行培养驯化和富集，筛选出来对三氯甲烷适应性高的降解菌，提升三氯甲烷废水的处理能力。
对比例1
本实施例提供一种三氯甲烷废水的培养方法，所述方法包括如下步骤：
参考图2，搭建11cm*11cm*11cm，有效体积1.2L的方形有机玻璃反应器，在反应器内加入1.0L三氯甲烷废水，废水中三氯甲烷浓度为30mg/L，加入10g含水率为99％的污水厂曝气池污泥，加入30mg氯化钙，加入0.1mg的氯化铁，加入10mg硫酸镁，5mg氯化铵，300mg磷酸氢二钾，调节反应器内溶液PH为7.5，采用如图2所示的传统曝气方式，使用空气泵11和微孔曝气头12进行曝气，空气流量为0.5L/h。
反应2h后，从反应器内取样测试，溶液中三氯甲烷浓度<2mg/L。
可见，本实施例中，废水中的三氯甲烷通过吹脱的方式从废水中除去，不能为废水中的微生物提供培养驯化的条件，使得三氯甲烷降解菌难以生长，进而对三氯甲烷废水的处理能力较差。
综上所述，利用本发明的方法能够提高降解菌的生长，缩短三氯甲烷降解菌的培养时间，提高降解菌对三氯甲烷废水的处理能力，适用于处理含三氯甲烷的废水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述培养方法包括如下步骤：
向反应器中加入含有三氯甲烷的废水和微生物生长所需的营养物质，所述废水中三氯甲烷的浓度为20～100mg/L；
向反应器中接种活性污泥，调节反应液的pH为6.0～9.0，液面上通入氧气，使所述反应器内液面上方的压力为0～0.1MPa，搅拌，进行反应，直至培养结束。
2.根据权利要求1所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，控制搅拌时液面产生的旋涡高度在0.5cm以下。
3.根据权利要求1所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述反应的过程中，采用碱性溶液吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。
4.根据权利要求3所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述反应的条件为：pH值为6.0～9.0，反应液温度为20℃～30℃。
6.根据权利要求1所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述活性污泥来源于污水厂曝气池。
7.根据权利要求1所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，培养结束时废水中三氯甲烷的浓度降低至0.05mg/L以下。
8.根据权利要求3所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述反应器内设置有一敞口储存器，所述敞口储存器与所述反应器的内腔流体连接；以利用所述敞口储存器内的所述碱性溶液吸收反应过程中产生的二氧化碳气体。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述反应器为一密闭反应器。
10.根据权利要求9所述的三氯甲烷降解菌的培养方法，其特征在于，所述反应器设有一氧气通道，所述氧气通道的入口在所述反应器内液面的上方。
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