專利名稱：復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水治理領(lǐng)域，尤其涉及一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法。
背景技術(shù)：
近幾十年來，隨著工業(yè)、生活廢水的排放和農(nóng)業(yè)中污水灌溉措施的應用，大量有毒的有機化學物質(zhì)被釋放到環(huán)境中。生態(tài)環(huán)境污染問題已經(jīng)成為經(jīng)濟發(fā)展的制約因素，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由于對病蟲害的防治而大量使用化學農(nóng)藥造成農(nóng)藥殘留污染；工業(yè)上大量未經(jīng)處理的化學工業(yè)廢水的排放造成江河湖泊嚴重的環(huán)境污染，對我們生存的環(huán)境造成嚴峻的威脅。污染環(huán)境的生物降解的研究與應用顯得日益迫切而重要。這些有機污染物主要包括酚類、鹵代有機物、多環(huán)芳香族、硝基化合物等，其中芳烴類化合物是主要的有機污染物，它主要包括苯酚和多環(huán)芳烴。芳烴類化合物廣泛存在于大氣、土壤和水體中，是環(huán)境污染物的主要有害成分，具有慢性毒性和致癌、致畸、致突變的“三致”作用，這些化合物從水體和土壤進入植物體內(nèi)，進而被動物和人體吸收，經(jīng)生物富集作用，嚴重影響生態(tài)環(huán)境和人類健康，已被許多國家列為優(yōu)先控制的環(huán)境污染物。尤其是近幾年，汽車、電子、建筑及冶金工業(yè)的迅猛發(fā)展，促使芳烴類化合物，特別是苯酚的下游產(chǎn)品需求增加，致使苯酚的危害日趨加劇，目前芳烴類化合物已被許多國家列為優(yōu)先控制的環(huán)境污染物。聚酯(PET)是聚對苯二甲酸乙二醇酯的簡稱。由對苯二甲酸和乙二醇經(jīng)過多次縮聚制得，是一種重要的化工產(chǎn)品，除了傳統(tǒng)的聚酯纖維，PET在很多方面都正在取代聚氯乙烯，是礦泉水和各種飲料的主要瓶裝材料。聚酯廢水中的有機污染物成分包括苯酚類，鄰苯二甲酸酯類，氧雜環(huán)化合物以及炔類，醇類和長鏈脂肪族化合物，是一種較難處理的化工廢水。生物強化技術(shù)是通過向自然菌群中投加一種或多種高效微生物，以強化對目標去除物的降解，在產(chǎn)生突發(fā)或連續(xù)的高負荷沖擊下保持系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種技術(shù)。近幾年來，對聚酯廢水的生物強化處理雖有所應用，然而專門針對聚酯廢水處理用的微生物菌劑種類較少， 也還存在很多問題，其中主要存在的問題是針對性不強，以致對聚酯廢水的強化效果并不顯著。此外，常用的治理方法通常是活性污泥法，存在菌體易流失、微生物濃度低、降解速度慢及產(chǎn)生大量污泥造成二次污染等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種穩(wěn)定性高、降解效果好的復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，包括如下步驟a、硅藻土預處理將硅藻土投入到蒸餾水中，攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至 7. O 7. 2后，蒸餾水漂洗、干燥；
b、將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將步驟a中預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，菌液溫度25 35°C，PH值為7. O 7. 2，悶曝，固定菌種48 120h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種；C、將步驟b中制得的硅藻土固定化的復合菌種填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化24 72h，蒸餾水洗去殘余培養(yǎng)液；而后通入聚酯廢水， 進行曝氣生化處理。硅藻土是由古代單細胞低等植物硅藻遺體堆積后，經(jīng)過成巖作用而形成的一種具有多孔性的生物娃質(zhì)巖。它由娃藻的壁殼組成，壁殼上擁有大量多級、有序排列的微孔。這種獨特的微孔結(jié)構(gòu)，決定了其可用于作為固定細胞的載體。優(yōu)選的，所述復合菌劑是通過如下步驟制得的I)、一級種子液制備將苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，再分別對應加入500 600ml/L的苯酚、 600 800ml/L的混合長鏈烷烴和300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基PH 值至7. 2，搖床培養(yǎng)20 24h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為 1:1: I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；2)、二級種子液發(fā)酵培養(yǎng)將步驟I)所制得的各菌種一級種子液分別按各發(fā)酵罐體積10 15%的接種量接入各發(fā)酵罐，各發(fā)酵罐所用無菌LB液體培養(yǎng)基同步驟1)，再分別向各發(fā)酵罐中對應加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發(fā)酵罐狀態(tài)為25 35°C，150 200rpm，通入無菌空氣，通氣量為發(fā)酵罐體積的O. 8 I倍/min，壓力為O. I O. 15Mpa，發(fā)酵30 36h，制得各菌種的二級種子液；3)、將步驟2)制得的各菌種的二級種子液分別于4°C和5000r/min條件下離心 lOmin，傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2 3 次；再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。優(yōu)選的，所述苯酚降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)，所述長鏈烷烴降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785 (《微生物學雜志》2005年第6期)，所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I (《應用與環(huán)境生物學報》，2004,10 (5) :643 646)。優(yōu)選的，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水的活性污泥中選育得到的。優(yōu)選的，所述步驟a中的硅藻土預處理還包括如下步驟將干燥后的硅藻土加入聚乙烯亞胺溶液中，攪拌，靜置5 6天，蒸餾水漂洗，45 50°C干燥，即可；所述硅藻土與聚乙烯亞胺的摩爾比為I : 0.2 0.5。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果I、本發(fā)明采用的復合菌劑是通過優(yōu)化組配出的復合菌劑，其對聚酯廢水中的各種難降解有機物具有高效降解能力，通過不同菌種間的協(xié)同作用，保證聚酯廢水處理后能達到國家一級排放標準。2、采用硅藻土做為載體，載體內(nèi)復合菌種濃度高，不易流失，進一步提高了該復合菌劑的降解效率；尤其將硅藻土于聚乙烯亞胺混合處理后，使得硅藻土表面具有了強正離子特性，在中性溶液中，其微粒在景點相互作用與氫鍵的協(xié)同下，會對聚酯廢水中的苯酚及長鏈烷烴產(chǎn)生強烈的捕集作用，使得其上固定的復合菌劑發(fā)揮出更好的降解效果。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細描述。以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。以下各實施例采用的復合菌劑是通過如下步驟制得的I)、一級種子液制備將苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，再分別對應加入500 600ml/L的苯酚、 600 800ml/L的混合長鏈烷烴和300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基PH 值至7. 2，搖床培養(yǎng)20 24h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為 1:1: I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；2)、二級種子液發(fā)酵培養(yǎng)將步驟I)所制得的各菌種一級種子液分別按各發(fā)酵罐體積10 15%的接種量接入各發(fā)酵罐，各發(fā)酵罐所用無菌LB液體培養(yǎng)基同步驟1)，再分別向各發(fā)酵罐中對應加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發(fā)酵罐狀態(tài)為25 35°C，150 200rpm，通入無菌空氣，通氣量為發(fā)酵罐體積的O. 8 I倍/min，壓力為O. I O. 15Mpa，發(fā)酵30 36h，制得各菌種的二級種子液；3)、將步驟2)制得的各菌種的二級種子液分別于4°C和5000r/min條件下離心 lOmin，傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2 3 次；再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。其中，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水的活性污泥中選育得到的假單胞菌屬 (Pseudomonas sp.),所述長鏈燒經(jīng)降解菌為 Pseudomonas aeruginosa 1785,所述鄰苯二甲酸降解菌為 Comomonas acidovorans Fy-I。實施例I一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，包括如下步驟a、硅藻土預處理將硅藻土投入到蒸餾水中，攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至 7. O后，蒸餾水漂洗、干燥；b、將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將步驟a中預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，菌液溫度25°C，PH值為7. O,悶曝，固定菌種120h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種；C、將步驟b中制得的硅藻土固定化的復合菌種填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化72h，蒸餾水洗去殘余培養(yǎng)液；而后通入聚酯廢水，進行曝氣生化處理。通入某棉廠聚酯廢水(進水口 COD平均值為1578mg/L，進水口苯酚濃度為70mg/ L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為85mg/L、長鏈烷烴濃度為150mg/L)，廢水溫度30°C，PH7. 0， 按供每噸聚酯廢水通入IOOm3的空氣進行曝氣生化處理。出水口 COD為120mg/L，出水口苯酚濃度為0. 7mg/L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為0. 8mg/L、長鏈烷烴濃度為I. 2mg/L, COD去除率達92. 4%。出水水質(zhì)達到國家一級排放標準。實施例2
一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，包括如下步驟a、硅藻土預處理將硅藻土投入到蒸餾水中，攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至 7. O后，蒸餾水漂洗、干燥；將干燥后的硅藻土加入聚乙烯亞胺溶液中，攪拌，靜置5天，蒸餾水漂洗，45°C干燥，即可；所述硅藻土與聚乙烯亞胺的摩爾比為I : 0.5;b、將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將步驟a中預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，菌液溫度25°C，PH值為7. O,悶曝，固定菌種120h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種；C、將步驟b中制得的硅藻土固定化的復合菌種填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化72h，蒸餾水洗去殘余培養(yǎng)液；而后通入聚酯廢水，進行曝氣生化處理。通入某棉廠聚酯廢水(進水口 COD平均值為1578mg/L，進水口苯酚濃度為70mg/ L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為85mg/L、長鏈烷烴濃度為150mg/L)，廢水溫度30°C，PH7. 0， 按供每噸聚酯廢水通入IOOm3的空氣進行曝氣生化處理。出水口 COD為38mg/L，出水口苯酚濃度為O. 3mg/L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為O. 3mg/L、長鏈烷烴濃度為O. 5mg/L, COD去除率達97. 6%。出水水質(zhì)達到國家一級排放標準。實施例3一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，包括如下步驟a、硅藻土預處理將硅藻土投入到蒸餾水中，攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至 7. 2后，蒸餾水漂洗、干燥；將干燥后的硅藻土加入聚乙烯亞胺溶液中，攪拌，靜置6天，蒸餾水漂洗，50°C干燥，即可；所述硅藻土與聚乙烯亞胺的摩爾比為I : 0.2;b、將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將步驟a中預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，菌液溫度35°C，PH值為7. 2，悶曝，固定菌種48h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種；C、將步驟b中制得的硅藻土固定化的復合菌種填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化24h，蒸餾水洗去殘余培養(yǎng)液；而后通入聚酯廢水，進行曝氣生化處理。通入某棉廠聚酯廢水(進水口 COD平均值為1578mg/L，進水口苯酚濃度為70mg/ L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為85mg/L、長鏈烷烴濃度為150mg/L)，廢水溫度35°C，PH7. 2， 按供每噸聚酯廢水通入IOOm3的空氣進行曝氣生化處理。出水口 COD為79mg/L，出水口苯酚濃度為O. 5mg/L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為O. 6mg/L、長鏈烷烴濃度為O. 7mg/L, COD去除率達95%。出水水質(zhì)達到國家一級排放標準。實施例4—種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，包括如下步驟a、硅藻土預處理將硅藻土投入到蒸餾水中，攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至 7. I后，蒸餾水漂洗、干燥；將干燥后的硅藻土加入聚乙烯亞胺溶液中，攪拌，靜置5天，蒸餾水漂洗，48°C干燥，即可；所述硅藻土與聚乙烯亞胺的摩爾比為I : 0.4;b、將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將步驟a中預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，菌液溫度30°C，PH值為7. O,悶曝，固定菌種72h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種；C、將步驟b中制得的硅藻土固定化的復合菌種填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化48h，蒸餾水洗去殘余培養(yǎng)液；而后通入聚酯廢水，進行曝氣生化處理。
通入某棉廠聚酯廢水(進水口 COD平均值為1578mg/L，進水口苯酚濃度為70mg/ L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為85mg/L、長鏈烷烴濃度為150mg/L)，廢水溫度30°C，PH7. 0， 按供每噸聚酯廢水通入IOOm3的空氣進行曝氣生化處理。出水口 COD為65mg/L，出水口苯酚濃度為O. 4mg/L、鄰苯二甲酸二丁基酯濃度為O. 4mg/L、長鏈烷烴濃度為O. 6mg/L, COD去除率達95. 9%。出水水質(zhì)達到國家一級排放標準。綜上所述，采用硅藻土做為載體，載體內(nèi)復合菌種濃度高，不易流失，進一步提高了該復合菌劑的降解效率，使得聚酯廢水處理后能達到國家一級排放標準。進一步比較實施例1、2可知，實施例2的COD去除率以及苯酚、鄰苯二甲酸二丁基酯、長鏈烷烴的降解效果有了很大的提高，這是由于將硅藻土于聚乙烯亞胺混合處理后，使得硅藻土表面具有了強正離子特性，在中性溶液中，其微粒在靜電相互作用與氫鍵的協(xié)同下，會對聚酯廢水中的苯酚及長鏈烷烴產(chǎn)生強烈的捕集作用，使得其上固定的復合菌劑發(fā)揮出更好的降解效果。
權(quán)利要求
1.一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，其特征在于，包括如下步驟a、硅藻土預處理將硅藻土投入到蒸餾水中，攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至7.O 7.2后，蒸餾水漂洗、干燥；b、將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將步驟a中預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，菌液溫度 25 35°C，PH值為7. O 7. 2，悶曝，固定菌種48 120h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種；C、將步驟b中制得的硅藻土固定化的復合菌種填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化24 72h，蒸餾水洗去殘余培養(yǎng)液；而后通入聚酯廢水，進行曝氣生化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，其特征在于，所述復合菌劑是通過如下步驟制得的1)、一級種子液制備將苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，再分別對應加入500 600ml/L的苯酚、600 800ml/ L的混合長鏈烷烴和300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基PH值至7. 2，搖床培養(yǎng)20 24h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；2)、二級種子液發(fā)酵培養(yǎng)將步驟I)所制得的各菌種一級種子液分別按各發(fā)酵罐體積 10 15 %的接種量接入各發(fā)酵罐，各發(fā)酵罐所用無菌LB液體培養(yǎng)基同步驟I)，再分別向各發(fā)酵罐中對應加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發(fā)酵罐狀態(tài)為25 35°C，150 200rpm，通入無菌空氣，通氣量為發(fā)酵罐體積的O. 8 I倍/min，壓力為O. I O. 15Mpa，發(fā)酵30 36h，制得各菌種的二級種子液；3)、將步驟2)制得的各菌種的二級種子液分別于4°C和5000r/min條件下離心IOmin, 傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2 3次；再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為 苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，其特征在于，所述苯酹降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonass sp.),所述長鏈燒烴降解菌為 Pseudomonas aeruginosa 1785,所述鄰苯二甲酸降解菌為 Comomonas acidovorans Fy-I
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，其特征在于，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水的活性污泥中選育得到的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法，其特征在于，所述步驟a中的硅藻土預處理還包括如下步驟將干燥后的硅藻土加入聚乙烯亞胺溶液中，攪拌，靜置5 6天，蒸餾水漂洗，45 50°C干燥，即可；所述硅藻土與聚乙烯亞胺的摩爾比為I : O. 2 O. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合菌劑/固定化細胞微生物法治理聚酯廢水的方法。步驟為硅藻土預處理；將復合菌劑進行常規(guī)培養(yǎng)，將預處理后的硅藻土浸泡于菌液中，悶曝，固定菌種48～120h，濾去菌液，得到硅藻土固定化的復合菌種，將其填入塔式生物濾池內(nèi)的圓柱形反應器中，注入新鮮培養(yǎng)基進行活化24～72h，洗去殘余培養(yǎng)液；通入聚酯廢水，曝氣生化處理。本發(fā)明采用硅藻土做為載體，載體內(nèi)復合菌種濃度高，不易流失，進一步提高了該復合菌劑的降解效率；進一步將硅藻土于聚乙烯亞胺混合處理后，硅藻土表面具有了強正離子特性，使得其上固定的復合菌劑發(fā)揮出更好的降解效果。
文檔編號C02F101/34GK102583781SQ201210069299
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者崔盼盼, 易明 申請人:金碩(上海)生物科技有限公司