申请日2015.07.20
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C12N1/20; C12N1/16; C02F3/34; C02F101/34; C12R1/73; C12R1/01; C12R1/10
摘要
本发明公开了一种苯酚废水处理菌剂及其制备方法与应用，所述菌剂按重量比计，由以下成分制成：二氧化硅8-13份、聚丙烯酰胺10-15份、过硫酸盐3-5份、碳酸钠2-3份、复合微生物16-20份，所述复合微生物包括絮状束毛球菌、地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母、脱氮副球菌，其体积比为：絮状束毛球菌：地衣芽孢杆菌：解脂假丝酵母：脱氮副球菌=5：3：4：3。上述苯酚废水处理菌剂可用于处理苯酚废水。本发明解决了由于苯酚有毒性难以用微生物法处理苯酚的问题，该处理方法具有安全可靠、经济节能等优点。本发明通过将絮状束毛球菌制成菌剂来处理苯酚废水，不需要进行大规模的技术改造，具有较高的可操作性，有利于水处理的经济运行，具有较高的实用性。
权利要求书
1.一种苯酚废水处理菌剂，其特征在于所述菌剂按重量比计，由以下成分制成：二氧化硅8-13份、聚丙烯酰胺10-15份、过硫酸盐3-5份、碳酸钠2-3份、复合微生物16-20份，所述复合微生物包括絮状束毛球菌、地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母、脱氮副球菌，其体积比为：絮状束毛球菌：地衣芽孢杆菌：解脂假丝酵母：脱氮副球菌=5：3：4：3。
2.一种权利要求1所述的苯酚废水处理菌剂的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：
一、絮状束毛球菌的驯化和培养
(1)在EGSB反应器进水之前预先控制水温为35±0.2℃，调节pH值为6.8～7.2;
(2)在EGSB反应器内接种含有絮状束毛球菌种的厌氧反应器中的颗粒污泥;
(3)最初进水以运行该污泥的反应器水质为主，驯化期进水浓度以1500～3000mg/L为宜，然后根据出水COD和产气情况，每阶段稳定后按3~8%的体积比例逐步增加苯酚废水量，要求COD处理率至少稳定在50%以上，产气量增加或至少要求不减少，按此操作直至完全进入苯酚废水;
(4)从上述反应器驯化的污泥中提取出以絮状束毛球菌为优势菌种的菌液;
二、地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母和脱氮副球菌在培养基中分别进行活化、扩大培养;
三、经培养后的菌种接种到混合菌种培养基中，混合培养温度25-30℃，时间36~42小时，得复合菌液;
四、复合菌液通过离心分离干燥得到复合微生物;
五、将复合微生物与二氧化硅、聚丙烯酰胺、过硫酸盐、碳酸钠混合，得到絮状束毛球菌菌剂。
3.根据权利要求2所述的苯酚废水处理菌剂的制备方法，其特征在于所述步骤一中，接种污泥浓度不低于45g/L，其静置后的体积占到反应器容积的1/3以上。
4.根据权利要求2所述的苯酚废水处理菌剂的制备方法，其特征在于所述步骤二中，培养基为：蛋白胨1.5%、酵母膏1%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、余量为水，培养基经过121℃、20分钟高温灭菌。
5.根据权利要求2所述的苯酚废水处理菌剂的制备方法，其特征在于所述步骤三中，混合菌种培养基为：蛋白胨1.5%、酵母膏1%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、余量为水，培养基经过121℃、20分钟高温灭菌。
6.权利要求1所述的苯酚废水处理菌剂在处理苯酚废水中的应用。
7.根据权利要求6所述的苯酚废水处理菌剂在处理苯酚废水中的应用，其特征在于所述处理步骤如下：
在35±2℃、pH值为6.8～7.2、容积负荷3.0～5.0kg/(m3·d)的条件下，将絮状束毛球菌菌剂投入到进水苯酚浓度为100~140mg/L的EGSB反应器中，每40~50kg水投放1~1.2kg絮状束毛球菌菌剂。
说明书
一种苯酚废水处理菌剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种菌剂及其制备方法与应用，具体涉及一种苯酚废水处理菌剂及其制备方法以及利用其对苯酚进行处理的方法。
背景技术
来自煤气、焦化、石油化工、炼油、合成树脂、合成纤维等工厂排出的废水大多含有苯酚污染物，苯酚在工业生产中广泛存在，并且随着我国工业化水平的不断提高，苯酚在污染物中的含量与比例都在与日俱增。苯酚作为一种原生质毒物，具有挥发性及高生物毒性,可使蛋白质凝固，对眼、皮肤、呼吸道有腐蚀性，长期接触将对中枢神经系统、肝、肾产生严重的伤害，引起头晕、贫血等多种疾病。水中含酚0.002～0.015mg/l时，加氯消毒会造成氯酚恶臭。进入水体后，严重危害人体健康和生态环境，即使低含量的苯酚也足以致生物慢性中毒，甚至与其他污染物相互作用产生协同作用。另外，由于酚渗透性强，常造成地下水的大面积污染。
目前处理废水中苯酚主要有物化法和生物法，物化法有电催化氧化法、吸附法、光催化氧化法和膜处理法等。这些方法存在占地面积大、操作条件苛刻和处理效果不理想等问题。生物降解法具有无二次污染、成本低、运行相对简单等优势，在污染物的处理中一直占据主导地位，但细菌生长缓慢，且其易随水流出反应器外而大量流失;另外，苯酚对微生物有严重的毒性作用，使苯酚的降解过程受到抑制，很难通过控制泥龄的途径得到解决，严重降低了处理效果。
在研究EGSB反应器过程中，在其厌氧环境中发现一种具有对苯酚不敏感，且具有较强适应的微生物—絮状束毛球菌，可用于处理苯酚。
发明内容
本发明的目的是应用发现的絮状束毛球菌处理苯酚，解决苯酚难以处理的问题，进而提供一种苯酚废水处理菌剂及其制备方法与应用。本发明为生物降解法提供了一种新的处理苯酚的方法，可为工业苯酚废水的处理提供有效的支持。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种苯酚废水处理菌剂，按重量比计，包括以下成分：二氧化硅8-13份、聚丙烯酰胺10-15份、过硫酸盐3-5份、碳酸钠2-3份、复合微生物16-20份。其中，所述复合微生物包括絮状束毛球菌、地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母、脱氮副球菌，其体积比为：絮状束毛球菌：地衣芽孢杆菌：解脂假丝酵母：脱氮副球菌=5：3：4：3。
一种上述苯酚废水处理菌剂的制备方法，包括如下步骤：
一、絮状束毛球菌的驯化和培养
(1)在EGSB反应器进水之前应预先控制水温为35±0.2℃，调节pH值为6.8～7.2;
(2)在EGSB反应器内接种含有絮状束毛球菌(TTrichococcusflocculiformis)种的厌氧反应器中的颗粒污泥，要求接种污泥浓度不低于45g/L，其静置后的体积占到反应器容积的1/3以上;
(3)最初进水以运行该污泥的反应器水质为主，驯化期进水浓度以1500～3000mg/L为宜，然后根据出水COD和产气情况，每阶段稳定后按3~8%的体积比例逐步增加苯酚废水量，要求COD处理率至少稳定在50%以上，产气量增加或至少要求不减少，按此操作直至完全进入苯酚废水;
(4)从上述反应器驯化的污泥中提取出以絮状束毛球菌为优势菌种的菌液。
二、地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母和脱氮副球菌在培养基中分别进行活化、扩大培养;
三、经扩大培养后的菌种接种到混合菌种培养基中，混合培养温度25-30℃，时间36~42小时，得复合菌液;
四、复合菌液通过离心分离干燥得到复合微生物;
五、将复合微生物与二氧化硅、聚丙烯酰胺、过硫酸盐、碳酸钠混合，得到絮状束毛球菌菌剂。
步骤二中，所述培养基为：蛋白胨1.5%、酵母膏1%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、余量为水，培养基经过121℃、20分钟高温灭菌。
步骤三中，混合菌种培养基为：蛋白胨1.5%、酵母膏1%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、余量为水，培养基经过121℃、20分钟高温灭菌。
上述苯酚废水处理菌剂可用于处理苯酚废水，具体步骤如下：
在35±2℃、pH值为6.8～7.2、容积负荷3.0～5.0kg/(m3·d)的条件下，将絮状束毛球菌菌剂投入到进水苯酚浓度为100~140mg/L的EGSB反应器中，每40~50kg水投放1~1.2kg絮状束毛球菌菌剂。
本发明所用菌剂以絮状束毛球菌(Trichococcusflocculiformis)为优势菌种，其特性为：束毛球菌属;一种丝状菌;细胞球形到卵圆形，1.0～1.5μm×1.0～2.5μm;50～200个细胞的长链;在液体培养基中常显示出有许多的节结;革兰氏阳性，不运动，不生芽孢;在液体培养基中形成絮状;在固体培养上有弯曲的链;兼性厌氧;化能异养，发酵型，生长缓慢;从各种碳水化合物类产酸，接触酶阳性，氧化酶阴性，吲哚阴性，不还原硝酸盐，MR阳性，最适温度25～30℃。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明解决了由于苯酚有毒性难以用微生物法处理苯酚的问题，该处理方法具有安全可靠、经济节能等优点。
2、本发明提出了可行的、有效的菌剂处理苯酚废水的方法，为微生物菌剂的研究与应用提供了重要的参考依据及科学指导。
3、本发明通过将絮状束毛球菌制成菌剂来处理苯酚废水，不需要进行大规模的技术改造，具有较高的可操作性，有利于水处理的经济运行，具有较高的实用性。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：本实施方式提供了一种苯酚废水处理菌剂的制备方法，具体步骤如下：
一、颗粒污泥的选取
接种污泥采用35±2℃条件下处理酒精废水等的含有絮状束毛球菌(TTrichococcusflocculiformis)种的厌氧反应器中的颗粒污泥，要求该反应器运行稳定，颗粒污泥平均机械强度的完整性系数达30%以上，平均沉降速率大于30mm/s，粒径选用1.0～2.5mm之间。
二、优势菌种的驯化和培养
在EGSB反应器内接种具有上述性征的颗粒污泥，要求接种污泥浓度不低于45g/L，其静置后的体积占到反应器容积的1/3以上;在反应器进水之前应预先控制水温为35±0.2℃，调节pH值为6.8～7.2。
为防止厌氧颗粒污泥微生物不适应含苯酚废水的毒性，最初进水应以运行该污泥的反应器水质为主，驯化期进水浓度以1500～3000mg/L为宜，按5%的体积比例逐步增加苯酚废水量。根据出水COD和产气情况，每阶段稳定后再考虑增加含酚废水的量，要求COD处理率至少稳定在50%以上，产气量增加或至少要求不减少，按此操作直至完全进入苯酚废水。
驯化初期反应器的进水流量不宜过大，保证COD容积负荷在4.5kg/(m3·d)左右，上升流速约为2.0m/h;后期随着污泥状态的好转，即COD去除率稳定在50%以上，产气量增加的状态下，才能逐步提高容积负荷，但也不应该超过7kg/(m3·d)。
三、菌剂的制作
从上述反应器驯化的污泥中提取出以絮状束毛球菌为优势菌种的菌液制成苯酚废水处理菌剂，按重量比由以下成分制备而成：二氧化硅8份、聚丙烯酰胺10份、过硫酸盐4份、碳酸钠2份、复合微生物20份。其中，复合微生物包括絮状束毛球菌、地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母、脱氮副球菌。
制作方法如下：
(1)地衣芽孢杆菌、解脂假丝酵母和脱氮副球菌分别进行活化、扩大培养;
培养基为：蛋白胨1.5%、酵母膏1%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、K2HPO40.5%、余量为水，培养基经过121℃、20分钟高温灭菌。
(2)经扩大培养后的菌种以以下体积百分数接种到混合菌种培养基中：絮状束毛球菌5%、地衣芽孢杆菌3%、解脂假丝酵母4%、脱氮副球菌3%。混合培养温度28℃，时间36小时，得复合菌液;混合菌种培养基为：蛋白胨1.5%、酵母膏1%、葡萄糖0.5%、NH4Cl20.5%、余量为水，培养基经过121℃、20分钟高温灭菌。
(3)复合菌液通过离心分离干燥得到复合微生物。
(4)复合微生物与二氧化硅、聚丙烯酰胺混合，得苯酚废水处理剂。
具体实施方式二：本实施方式提供了一种利用苯酚废水处理菌剂处理苯酚废水的方法，具体步骤如下：
在35±2℃、pH值为6.8～7.2、容积负荷3.0～5.0kg/(m3·d)的条件下，将具体实施方式一制备的絮状束毛球菌菌剂投入到进水苯酚浓度为120mg/L的EGSB反应器中，每40kg水投放1kg絮状束毛球菌菌剂。经调试后，出口苯酚浓度降至25～30mg/L，处理率达75%以上。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述苯酚废水处理菌剂，按重量比计，包括以下成分：二氧化硅10份、聚丙烯酰胺13份、过硫酸盐3份、碳酸钠3份、复合微生物18份。