CN112553101A - 1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用 - Google Patents

1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112553101A
CN112553101A CN201911056467.7A CN201911056467A CN112553101A CN 112553101 A CN112553101 A CN 112553101A CN 201911056467 A CN201911056467 A CN 201911056467A CN 112553101 A CN112553101 A CN 112553101A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cod
wastewater
veronii
microbial inoculum
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911056467.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘秋
袁烽皓
于基成
陈超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Minzu University
Original Assignee
Dalian Minzu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Minzu University filed Critical Dalian Minzu University
Priority to CN201911056467.7A priority Critical patent/CN112553101A/zh
Publication of CN112553101A publication Critical patent/CN112553101A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于微生物环境保护领域，特别涉及1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用。将1株维罗纳假单胞菌应用于高盐高COD化工废水降解，对于处理较高COD废水具有较高的降解效果。菌剂能够使COD15000mg/L废水的COD降解率达到76.7％，COD25000mg/L废水的COD降解率达到70.7％，COD50000mg/L废水的COD降解率达到51.1％。在处理48h后就能取得明显的降解效果。相比较目前处理此类废水的现有处理方法，维罗纳假单胞菌菌剂具有绿色无污染、COD降解率高、节省处理成本等特点。对于研发此类微生物菌剂应用于废水处理领域具有较好前景。

Description

1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解 菌剂的应用
技术领域
本发明属于微生物环保领域，特别涉及一种高盐高COD化工废水高效降解菌剂的制备方法以及最佳使用方法。
背景技术
我国虽然经济增长迅速，但是由于工业结构的不合理、废水排放法规的不完善近几年以来水污染越来越严重极大的破坏了生态环境。对此，国家对于废水排放处理也越来越重视，化工企业的污水排放将成为监督的重中之重，尤其是化工企业的重氮污水排放问题也是困扰所有化工企业的头号问题，也是在新《环境保护法》实施的大环境中，限制化工企业发展的瓶颈问题，重氮污水排放问题不能得到妥善解决，很多化工企业将面临“肠梗阻”，不得不限产或停产，而过去的偷排、漏排的侥幸心理将会使化工企业陷入万劫不复的地步。酸性高盐重氮化工废水是一类典型的污染危害大、处理难度高的废水。由于它的含盐的质量分数较高(>1％，有的高达10％以上)，且由于化工高盐高COD污水的可生化性极弱，采用常规的好氧生化法难以对化工污水进行高效快速降解，现多采用厌氧微电解方法进行污水处理，工程造价高，且运行成本及操作成本均较高。针对化工行业高盐重氮污水的行业瓶颈问题，因此建立适应性广，新型高效、低成本、低能耗、绿色无污染的高盐高COD污水生物强化处理工艺已势在必行。
发明内容
维罗纳假单胞菌(P.veronii)具有降解芳香族有机物的能力，目前已被用于污染土壤的修复方面，以及作为微生物絮凝剂用于处理燃煤电厂废水中。根据现有报道，还没有将维罗纳假单胞菌用于降解高盐高COD化工废水的研究，本菌剂经过处理高盐高COD化工废水表现出优异的降解能力。对于研发一种微生物菌剂处理重氮化工废水具有较高价值。
本发明采用如下技术方案：1株维罗纳假单胞菌(P.veronii)作为高盐高COD化工废水降解菌剂的制备方法，具体包括如下步骤：
S1.菌株活化
将放于-80℃的1株维罗纳假单胞菌甘油管室温解冻后，接种于LB固体培养基中25℃培养3d以备用。
S2.菌株预处理废水
以高盐高COD化工废水作为唯一营养源，用碳酸钠调节pH值至7.0，配制液体筛选培养基。将维罗纳假单胞菌以10％的接种量接入筛选液体培养基中，25℃、180r/min培养2d。再配制高盐高COD化工废水固体培养基，将培养后的菌液涂布于固体培养基中，25℃培养2d后观察到菌落生长优良，该菌具有降解高盐高COD废水有机物的能力。
S3.菌悬液的制备
将维罗纳假单胞菌按5％接种量接入LB液体培养基中，25℃、180r/min培养2d，得到维罗纳假单胞菌菌液。将培养好的维罗纳假单胞菌菌液进行12000r/min 10min离心，弃上清液后与适量无菌水混匀，制备好后利用显微镜计数，使其活菌数为109CFU/mL。
所述液体筛选培养基(mL/L)：高盐高COD化工废水原液300mL，无菌水700mL。pH调节剂为碳酸钠，调节后pH为7.0。
所述固体筛选培养基(g/L)：在权利要求2所述的基础上，添加18.0g琼脂粉。
所述LB液体培养基(g/L)：蛋白胨10.0g，氯化钠10.0g，酵母浸提粉5.0g，灭菌前pH为7.2.
采用维罗纳假单胞菌菌剂接入废水处理时的优选接种量为10％。
本发明同时请求保护上述1株维罗纳假单胞菌(P.veronii)作为高盐高COD化工废水降解菌剂的制备方法。将上述方法制备的菌剂加入的不同浓度化工废水中处理，共处理4d，对于废水COD处理时间达到48h时就能表现出较好的降解能力。
附图说明
图1为菌剂对COD(15000mg/L)废水的COD降解率；
图2为菌剂对COD(25000mg/L)废水的COD降解率；
图3为菌剂对COD(50000mg/L)废水的COD降解率；
图4.不同菌剂接种量对COD为15000mg/L废水降解；
图5.不同pH对COD为15000mg/L废水降解；
图6.不同温度对COD为15000mg/L废水降解；
图7.残差的正态概率分布图；
图8.接种量与pH对于COD去除率影响的曲面图；
图9.接种量与温度对于COD去除率影响的曲面图；
图10.pH与温度对于COD去除率影响的曲面图。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从化学公司购买。
下述实施例中，维罗纳假单胞菌。该菌株均市售可得。本发明的维罗纳假单胞菌(Pseudomonas veronii)购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为BNCC209751。
下述实施例中各表格所示数据如下：
表1.重氮化工废水的基本特征表；
表2.响应面设计表；
表3.响应面二次模型方差分析表；
表4.响应面预测最佳方案及验证实验表。
下述实施例1中，菌剂处理高盐化工废水的设计的具体方法为：
将制备好的菌剂以10％接种量分别接入装有用碳酸钠调节pH至7.0的30％浓度(Cl-为16500mg/L,COD为15000mg/L)、50％浓度(Cl-为27500mg/L,COD为25000mg/L)、100％浓度(Cl-为55000mg/L,COD为50000mg/L)的废水的250ml玻璃三角瓶中，接入菌剂占量10mL，废水占量90mL。25℃、180r/min处理共4d。
具体实施如下：
1.菌株活化
配置LB固体培养基，制作成斜面以及平板，于-80℃冰箱中取出实验维罗纳假单胞菌的甘油管自然解冻，用竹签在斜面上划线，25℃培养，3～7d培养结束后，均放在4℃冰箱中保存备用。
2.菌株扩培
将活化后的实验菌株用竹签挑取，按接种量5％接种于LB液体培养基中，25℃恒温摇床培养48h，得到维罗纳假单胞菌液；
3.菌悬液的制备
将菌液12000r/min离心10min，用无菌水将其混匀，配置成分布均匀的菌悬液，显微镜活菌计数，使其活菌数为109CFU/mL。
4.菌剂处理不同COD浓度废水
(1)以10％接种量将菌剂分别接入装有30％浓度废水(Cl-为16500mg/L,COD为15000mg/L)、50％浓度废水(Cl-为27500mg/L,COD为25000mg/L)、100％浓度废水(Cl-为55000mg/L,COD为50000mg/L)的废水的250ml玻璃三角瓶中，25℃、180r/min处理共4d。每天采集水样利用重铬酸钾盐法(HJ828-2017)测定COD含量。
由表1可知，重氮化工废水的有机物含量、盐度较高，且可生化性极低。对于维罗纳假单胞菌能够有效降解此废水COD，说明维罗纳假单胞菌具有较强耐受极端环境的能力。
表1.重氮化工废水的基本特征
Figure BDA0002256677420000041
(2)测定COD方法
测定COD方法根据重铬酸钾盐法(HJ828-2017)测定，采集10ml废水处理液于12000r/min离心10min，将离心后的10ml处理液与适量硫酸汞掩蔽剂混合后再加入5ml重铬酸钾标准液，在硫酸银催化剂的作用下蒸馏硝化2h，用适量去离子水洗涤后用已知浓度的硫酸亚铁铵在试亚铁灵指示剂的作用下滴定至红棕色，根据计算公式计算COD含量。
C＝((V样滴-V空滴)×C硫氨×800)÷V试样
C：化学需氧量(COD)mg/L；
V样滴：试样滴定体积mL；
V空滴：空白样滴定体积mL；
C硫氨：硫酸亚铁铵浓度mol/L；
V样：加入的试样体积mL。
(2)实验结果
如图1所示，为维罗纳假单胞菌菌剂处理COD浓度为15000mg/L、Cl-浓度为16500mg/L的废水，处理时间4d。随着处理时间的增加，对于COD的降解率也越来越高。24h后，废水COD降解率达到56.6％；48h后，废水的COD降解率提高到76.7％，之后两天虽然能够继续降解有机物，但是降解的效果不明显。
如图2所示，为维罗纳假单胞菌菌剂处理COD浓度为25000mg/L、Cl-浓度为27500mg/L的废水。处理24h后，对于COD浓度为25000mg/L的废水降解率为37.6％，当处理时间达到96h时，COD降解率达到最高且为70.7％。
如图3所示，维罗纳假单胞菌菌剂处理COD浓度为50000mg/L、Cl-浓度为55000mg/L的废水。当处理时间为48h是，达到最佳降解率为51.1％，继续处理废水的COD降解率开始下降。猜测原因可能是废水的浓度过高，处理时间过长后导致菌体大量死亡致使废水COD升高。
实施例2
本实施例为研究维罗纳假单胞菌菌剂处理高盐高COD废水的最佳方法，以单因素实验研究菌剂接种量、pH值与温度对于处理Cl-浓度16500mg/L、COD为15000mg/L废水降解的影响。实验初始条件为pH为7、温度25℃、接种量为10％。
(1)接种量单因素实验：
分别设置接种量为10％、20％、30％、40％以及50％，pH与温度保持不变，180r/min处理废水24h后测定废水COD降解率。实验结果如图4所示，随着接种量的提高废水的COD降解率逐渐提高，当到达30％接种量是，废水的COD降解率为79％，当接种量再提高时虽然能提高废水降解效果但是并不明显，考虑处理成本问题，所以选择30％接种量为单因素最佳接种量。
(2)pH单因素实验：
分别设置pH为5、6、7、8以及9，接种量与温度保持不变，180r/min处理废水24h后测定废水COD降解率。实验结果如图5所示，当pH值为7-8时，废水降解率达到58-59％。所以选择pH为8作为最佳单因素pH值。
(3)温度单因素实验：
分别设置温度为15、20、25、30，pH与接种量保持不变，180r/min处理废水24h后测定废水COD降解率。实验结果如图6所示，当温度为25℃时，废水降解率达到最大值，所以选择25℃作为最佳处理温度。
实施例3
利用响应面软件对得到的单因素实验结果进行进一步优化，从而设计出最佳菌剂处理废水的方案。响应面实验组设计如表2所示，3因素3水平，共17组。根据响应面表给出的设计进行实验，最终得到相关COD降解率值。
关于相应二次模型方差分析表如表3所示，响应面回归方程为：COD去除率＝+80.06+2.58*A+0.44*B+0.39*C-1.50*A*B+0.50*A*C+0.78*B*C-9.69*A^2-14.82*B^2-12.52*C^2。表中，P值为0.1105，失拟项为不显著，模型显著。说明设计得到的响应面实验结果具有可靠性。如图7所示，进一步对结果进行残差概率分布进行分析呈现线性密集分布表示结果可行度较高。通过分析3因素对于废水COD降解率的影响的曲面图，结果如图8-10所示，各曲面图呈现坡度较大，3因素是影响COD降解的重要因子，通过调控可提高废水COD降解率。
最终得到响应面给出的最佳方案具体如表4所示，以接种量为29.15％、pH为7.87、温度为25.16℃为实验条件对响应面结果进行验证，实验结果显示，在此条件下处理废水降解预期降解率为75.54％，实际降解率为76.49％，表明响应面的最佳实验方案具有可靠性。
表2.响应面设计表
Figure BDA0002256677420000061
表3.响应面二次模型方差分析表
Figure BDA0002256677420000062
表4.响应面预测最佳方案及验证实验表
Figure BDA0002256677420000071
以上应用结果表明，维罗纳假单胞菌作为菌剂处理一定浓度的高盐高COD化工废水时，能够保持较高的COD降解能力，且处理时间较短。作为一种应用于废水处理的微生物菌剂具有较高的研发价值。并且通过单因素实验以及响应面软件对菌剂最佳使用方式进行优化，确定了在接种量为29.15％、pH为7.87、温度为25.16℃为条件下处理Cl-浓度16500mg/L、COD15000mg/L废水时，COD降解明显提高，最高可达76.49。最佳菌剂使用方式，不仅节省了处理时间而且还有效提高废水COD降解率。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1.菌株活化
将放于-80℃的1株维罗纳假单胞菌甘油管室温解冻后，接种于LB固体培养基中25℃培养3d以备用；
S2.菌株预处理废水
以高盐高COD化工废水作为唯一营养源，用碳酸钠调节pH值至7.0，配制液体筛选培养基；将维罗纳假单胞菌以10％的接种量接入筛选液体培养基中，25℃、180r/min培养2d；再配制高盐高COD化工废水固体培养基，将培养后的菌液涂布于固体培养基中，25℃培养2d后观察到菌落生长优良，该菌具有降解高盐高COD废水有机物的能力；
S3.菌悬液的制备
将维罗纳假单胞菌按5％接种量接入LB液体培养基中，25℃、180r/min培养2d，得到维罗纳假单胞菌菌液，将培养好的维罗纳假单胞菌菌液进行12000r/min 10min离心，弃上清液后与适量无菌水混匀，制备好后利用显微镜计数，使其活菌数为109CFU/mL。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液体筛选培养基(mL/L)：高盐高COD化工废水原液300mL，无菌水700mL，pH调节剂为碳酸钠，调节后pH为7.0。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固体筛选培养基(g/L)：在权利要求2所述的液体筛选培养基的基础上，添加18.0g琼脂粉。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述LB液体培养基(g/L)：蛋白胨10.0g，氯化钠10.0g，酵母浸提粉5.0g，灭菌前pH为7.2。
5.权利要求1所述方法制备的1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，采用维罗纳假单胞菌菌剂处理高盐高COD化工废水的最佳条件为：接种量为29.15％、pH为7.87、温度为25.16℃为条件下处理COD15000mg/L废水。
CN201911056467.7A 2019-10-31 2019-10-31 1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用 Pending CN112553101A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911056467.7A CN112553101A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911056467.7A CN112553101A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112553101A true CN112553101A (zh) 2021-03-26

Family

ID=75030279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911056467.7A Pending CN112553101A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112553101A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102994431A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 天津理工大学 一种用于修复石油污染的盐碱土壤的微生物菌剂及制备
CN106946351A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 浙江工业大学 一种自发电微电流有机物降解装置及其应用
CN110257307A (zh) * 2019-07-29 2019-09-20 江苏蓝必盛化工环保股份有限公司 一种高效脱氮菌剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102994431A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 天津理工大学 一种用于修复石油污染的盐碱土壤的微生物菌剂及制备
CN106946351A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 浙江工业大学 一种自发电微电流有机物降解装置及其应用
CN110257307A (zh) * 2019-07-29 2019-09-20 江苏蓝必盛化工环保股份有限公司 一种高效脱氮菌剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HISHAM HAFEZ等: "Comparative assessment of decoupling of biomass and hydraulic retention times in hydrogen production bioreactors", INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, vol. 34, no. 18, pages 7603 - 7611, XP026564588, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.07.060 *
温海婷等: "中长链脂肪酸为碳源的Pseudomonas veronii 和 Pseudomonas alcaliphila反硝化途径亚硝酸盐累积特性", 环境科学学报, vol. 39, no. 6, pages 1723 - 1730 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107400650B (zh) 一种变形假单胞菌及其应用
CN110791444B (zh) 一种施氏假单胞菌、采用该施氏假单胞菌制得的复合菌剂及该复合菌剂的应用
CN109486699B (zh) 一株耐盐好氧反硝化菌及应用
CN114890555B (zh) 一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂及其制备方法与应用
CN108892247B (zh) 一种处理pvb树脂生产废水用复合菌剂的制备方法及pvb树脂生产废水的处理方法
CN110563132A (zh) 一种好氧颗粒污泥培养方法
CN113234626A (zh) 一种具有异养硝化-好氧反硝化功能的菌株及其应用
CN111733113A (zh) 一种cod降解菌种及其应用
CN111117913A (zh) 一种耐高盐高cod废水降解菌菌株、培养方法、菌液及应用
CN114395505A (zh) 一种低温反硝化菌及其应用
JP7055304B2 (ja) ラクトバチルス・パラファラギニス株ｇｂｗ－ｈｂ１９０３およびその応用
CN107162214B (zh) 一种复合微生物耦合微米零价铁脱氮除磷的污水处理方法
CN117660242A (zh) 一种降解磺胺类抗生素的苏云金芽孢杆菌菌株及其应用
CN110157637B (zh) 肠杆菌z1和克雷伯氏杆菌z2复合菌剂去除高氮污染废水及应用
CN113215023A (zh) 一种蜡状芽孢杆菌及应用
CN110791461B (zh) 一种醋酸钙不动杆菌及其应用
CN108865920A (zh) 一株耐镉、铅离子的有机物降解菌及其应用
CN109055259B (zh) 假单胞菌xd-3及其应用以及微生物絮凝剂
CN116836847A (zh) 异养硝化-好氧反硝化菌及其应用
CN114751520B (zh) 一种利用真菌微藻共生系统处理氨糖加工废水的方法
CN112553101A (zh) 1株维罗纳假单胞菌P.veronii作为高盐高COD化工废水降解菌剂的应用
CN108102943B (zh) 一种脱氮微生物及其应用
Eusébio et al. Microflora evaluation of two agro-industrial effluents treated by the JACTO jet-loop type reactor system
CN112391320B (zh) 一种可显著提高高密度沉淀池沉降性能的菌种及其应用
CN110951647B (zh) 一株嗜冷芽孢杆菌gbw-hb1901及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination