申请日2010.12.28
公开(公告)日2011.09.07
IPC分类号C02F3/34
摘要
含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法，它涉及含聚丙烯酰胺污水的处理方法。方法1：一、活化HWB I和HWBIV;二、制备HWB混合菌剂;三、活性污泥投到SBR中;四、SBR进行污泥驯化;三、HWB混合菌剂投到驯化后的SBR中即完成。方法2：一、活化HWB I和HWBIV;二、制备HWB混合菌剂;三、活性污泥投到SBR中;四、SBR进行污泥驯化;五、驯化后的污泥投到生物接触氧化反应器中继续驯化;六、HWB混合菌剂投到驯化后的生物接触氧化反应器中即完成。本发明中在SBR内投加HWB混合菌剂后，PAM的去除率达到55%～65%;在生物接触氧化反应器内投加HWB混合菌剂后，PAM的去除率达到70%～75%。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法，其特征在于含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法按以下步骤实现：一、将HWB I和HWBIV分别接种到LB培养基上，在28℃下活化24h，活化后4000r/min离心5min，弃取上清，然后用无菌水分别将沉淀稀释到1OD，获得HWB I活化菌液和HWBⅣ的活化菌液;二、将100ml的PAM培养基倒入250mL三角瓶中，然后加入1mL的HWB I活化菌液和1mL的HWBⅣ的活化菌液，在温度为30℃、摇床140r/min的条件下培养24h，得HWB混合菌剂;三、取生活污水厂的活性污泥，投加到SBR反应器中，污泥浓度为2000mg/L，进水为生活污水，添加PAM浓度至20mg/L，COD为200～300mg/L;四、SBR反应器每运行一个周期，PAM浓度上调20mg/L，直至升高到100mg/L，继续运行20天完成驯化;五、按照80OD/L的反应体积，将HWB混合菌剂投加到驯化后的SBR反应器中，在溶解氧浓度为2～3mg/L，pH值为6.5～8.0，PAM浓度为100～150mg/L，污泥浓度为1500～2000mg/L的条件下运行45天后，即完成含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理;
其中步骤一中HWB I为蜡状芽孢杆菌，该菌命名为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4125，保藏日期为2010年08月23日;
步骤一中HWBIV为微嗜酸寡养单孢菌，该菌命名为微嗜酸寡养单孢菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4124，保藏日期为2010年08月23日;
步骤二中PAM培养基由0.1g的PAM、0.25g的K2HPO4、0.25g的KH2PO4、0.2g的MgSO4·7H2O、0.1g的NaCl和1mL的微量元素加入蒸馏水并定容至1000mL组成，微量元素由33.9mg的MnSO4、42.8mg的ZnSO4·H2O和34.7mg的(NH3)MoO24·H2O加入蒸馏水并定容至1000mL组成;
步骤三中SBR反应器每运行一个周期的运行条件是进水时间为0.5h，曝气时间为70h，沉淀时间为2h，排水时间为0.5h。
2.根据权利要求1所述的含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法，其特征在于步骤一中LB培养基由10g的胰蛋白胨、5g的酵母提取物和10g的氯化钠加入蒸馏水并定容至1000mL组成。
3.根据权利要求1所述的含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法，其特征在于步骤五中在溶解氧浓度为2.5mg/L，pH值为7.0，PAM浓度为120mg/L，污泥浓度为1800mg/L的条件下运行45天。
4.含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法，其特征在于含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法按以下步骤实现：一、将HWB I和HWBIV分别接种到LB培养基上，在28℃下活化24h，活化后4000r/min离心5min，弃取上清，然后用无菌水分别将沉淀稀释到1OD，获得HWB I活化菌液和HWBⅣ的活化菌液;二、将100ml的PAM培养基倒入250mL三角瓶中，然后加入1mL的HWB I活化菌液和1mL的HWBⅣ的活化菌液，在温度为30℃、摇床140r/min的条件下培养24h，得HWB混合菌剂;三、取生活污水厂的活性污泥，投加到SBR反应器中，污泥浓度为2000mg/L，进水为生活污水，添加PAM浓度至20mg/L，COD为200～300mg/L;四、SBR反应器每运行一个周期，PAM浓度上调20mg/L，直至升高到100mg/L，继续运行20天完成驯化;五、将驯化后的SBR反应器中的污泥取出，投加到含有填料的生物接触氧化反应器中闷曝气24h，随后反应器进水，进水为生活污水，添加PAM浓度至100mg/L，COD为200～300mg/L，溶解氧浓度为2～3mg/L，pH值为6～8，水力停留时间为48h的条件下运行10天完成驯化;六、按照80OD/L的反应体积，将HWB混合菌剂投加到驯化后的生物接触氧化反应器中闷曝气48h，然后在溶解氧浓度为2～3mg/L，pH值为6.5～8.0，PAM浓度为100～150mg/L，水力停留时间为48h的条件下运行10天，即完成含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理;
其中步骤一中HWB I为蜡状芽孢杆菌，该菌命名为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4125，保藏日期为2010年08月23日;
步骤一中HWBIV为微嗜酸寡养单孢菌，该菌命名为微嗜酸寡养单孢菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4124，保藏日期为2010年08月23日;
步骤二中PAM培养基由0.1g的PAM、0.25g的K2HPO4、0.25g的KH2PO4、0.2g的MgSO4·7H2O、0.1g的NaCl和1mL的微量元素加入蒸馏水并定容至1000mL组成，微量元素由33.9mg的MnSOx、42.8mg的ZnSO4·H2O和34.7mg的(NH3)MoO24·H2O加入蒸馏水并定容至1000mL组成;
步骤三中SBR反应器每运行一个周期的运行条件是进水时间为0.5h，曝气时间为70h，沉淀时间为2h，排水时间为0.5h;
步骤五中填料的投加量占生物接触氧化反应器的40%，填料是长为8～10cm的树枝状聚丙烯;
步骤六中闷暴气48h的过程中需要添加COD至1000mg/L，添加PAM至100mg/L。
5.根据权利要求4所述的含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法，其特征在于步骤一中LB培养基由10g的胰蛋白胨、5g的酵母提取物和10g的氯化钠加入蒸馏水并定容至1000mL组成。
说明书 [支持框选翻译]
含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法
技术领域
本发明涉及含聚丙烯酰胺污水的处理方法。
背景技术
近年来，由于我国多数陆上主力油田进入中后期开发阶段，采用聚合物驱油(在注入水中加入一定量高分子量的聚丙烯酰胺)已经成为目前应用最广泛的三次采油技术。2000年聚合物驱产油量已达9×105t以上，占当年产油量的17%。到2010年，我国石油开采行业每年对聚丙烯酰胺(PAM)的需求量将达到105到1.1×105吨。随着聚合物驱三次采油新技术的推广以及驱油难度的增加，越来越多的聚丙烯酰胺随采出水排出，我国大多数油区的采出水中含有30～100mg/L的聚丙烯酰胺。由于目前我国油田污水处理工艺是“隔油-气浮-生化”为主体的“老三套”工艺，难以对聚丙烯酰胺进行有效的去除，造成其在环境中的累积，使得油田生态环境急剧恶化。因此，含聚丙烯酰胺油田采出水的处理已经成为减少油田环境污染压力亟待解决的问题。
聚丙烯酰胺降解后的单体丙烯酰胺(AM)会伤害人和动物的周围神经系统等，通过动物实验得出，丙烯酰胺单体可造成大鼠多种器官的肿瘤，还可引起这些哺乳动物体细胞和生殖细胞的基因突变和染色体异常，并且显性致死试验呈阳性。因此含PAM废水在环境中会因为降解释放丙烯酰胺单体造成对生态环境的污染。
目前，聚丙烯酰胺应用范围和规模正呈现快速增长趋势，与此同时，其对环境中的危害必将逐渐显露出来。然而，目前聚丙烯酰胺降解研究多集中在其合成和应用方面，对聚丙烯酰胺的降解尤其是生物降解研究极少。作为对环境污染物高效、彻底的处理手段，生物降解与处理工艺已经在多种难降解污染物的处理领域发挥了重要的作用。基于微生物自身的特点，以及目前飞速发展的分子生物学技术和基因工程，微生物法必将成为解决聚丙烯酰胺及其降解物引起的环境污染问题的重要手段。
国内外学者的研究大多停留在对降解菌的分离培养，并希望通过生物强化提高含聚丙烯酰胺废水的处理效果。然而在将筛选的降解菌作为外源微生物投放到处理系统中强化处理含聚丙烯酰胺废水时，很难得到长久有效的处理效果。
发明内容
本发明提供含聚丙烯酰胺污水的含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法。
含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法按以下步骤实现：一、将HWB I和HWBIV分别接种到LB培养基上，在28℃下活化24h，活化后4000r/min离心5min，弃取上清，然后用无菌水分别将沉淀稀释到1OD，获得HWB I活化菌液和HWBIV的活化菌液;二、将100ml的PAM培养基倒入250mL三角瓶中，然后加入1mL的HWB I活化菌液和1mL的HWBⅣ的活化菌液，在温度为30℃、摇床140r/min的条件下培养24h，得HWB混合菌剂;三、取生活污水厂的活性污泥，投加到SBR反应器中，污泥浓度为2000mg/L，进水为生活污水，添加PAM浓度至20mg/L，COD为200～300mg/L;二、SBR反应器每运行一个周期，PAM浓度上调20mg/L，直至升高到100mg/L，继续运行20天完成驯化;四、按照80OD/L的反应体积，将HWB混合菌剂投加到驯化后的SBR反应器中，在溶解氧浓度为2～3mg/L，pH值为6.5～8.0，PAM浓度为100～150mg/L，污泥浓度为1500～2000mg/L的条件下运行45天后，即完成含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理;
其中步骤一中HWB I为蜡状芽孢杆菌，该菌命名为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4125，保藏日期为2010年08月23日;
步骤一中HWBⅣ为微嗜酸寡养单孢菌，该菌命名为微嗜酸寡养单孢菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4124，保藏日期为2010年08月23日;
步骤二中PAM培养基由0.1g的PAM、0.25g的K2HPO4、O.25g的KH2PO4、0.2g的MgSO4·7H2O、0.1g的NaCl和1mL的微量元素加入蒸馏水并定容至1000mL组成，微量元素由33.9mg的MnSO4、42.8mg的ZnSO4·H2O和34.7mg的(NH3)MoO24·H2O加入蒸馏水并定容至1000mL组成;
步骤三中SBR反应器每运行一个周期的运行条件是进水时间为0.5h，曝气时间为70h，沉淀时间为2h，排水时间为0.5h。
含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理方法按以下步骤实现：一、将HWB I和HWBIV分别接种到LB培养基上，在28℃下活化24h，活化后4000r/min离心5min，弃取上清，然后用无菌水分别将沉淀稀释到1OD，获得HWB I活化菌液和HWBIV的活化菌液;二、将100ml的PAM培养基倒入250mL三角瓶中，然后加入1mL的HWB I活化菌液和1mL的HWBⅣ的活化菌液，在温度为30℃、摇床140r/min的条件下培养24h，得HWB混合菌剂;三、取生活污水厂的活性污泥，投加到SBR反应器中，污泥浓度为2000mg/L，进水为生活污水，添加PAM浓度至20mg/L，COD为200～300mg/L;四、SBR反应器每运行一个周期，PAM浓度上调20mg/L，直至升高到100mg/L，继续运行20天完成驯化;五、将驯化后的SBR反应器中的污泥取出，投加到含有填料的生物接触氧化反应器中闷曝气24h，随后反应器进水，进水为生活污水，添加PAM浓度至100mg/L，COD为200～300mg/L，溶解氧浓度为2～3mg/L，pH值为6～8，水力停留时间为48h的条件下运行10天完成驯化;六、按照800D/L的反应体积，将HWB混合菌剂投加到驯化后的生物接触氧化反应器中闷曝气48h，然后在溶解氧浓度为2～3mg/L，pH值为6.5～8.0，PAM浓度为100～150mg/L，水力停留时间为48h的条件下运行10天，即完成含聚丙烯酰胺污水的生物菌剂复配处理;
其中步骤一中HWB I为蜡状芽孢杆菌，该菌命名为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4125，保藏日期为2010年08月23日;
步骤一中HWBⅣ为微嗜酸寡养单孢菌，该菌命名为微嗜酸寡养单孢菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)，已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.4124，保藏日期为2010年08月23日;
步骤二中PAM培养基由0.1g的PAM、0.25g的K2HPO4、0.25g的KH2PO4、0.2g的MgSO4·7H2O、0.1g的NaCl和1mL的微量元素加入蒸馏水并定容至1000mL组成，微量元素由33.9mg的MnSO4、42.8mg的ZnSO4·H2O和34.7mg的(NH3)MoO24·H2O加入蒸馏水并定容至1000mL组成;
步骤三中SBR反应器每运行一个周期的运行条件是进水时间为0.5h，曝气时间为70h，沉淀时间为2h，排水时间为0.5h;
步骤五中填料的投加量占生物接触氧化反应器的40%，填料是长为8～10cm的树枝状聚丙烯;
步骤六中闷暴气48h的过程中需要添加COD至1000mg/L，添加PAM至100mg/L。
本发明中将HWB I和HWBIV进行复配，制备HWB混合菌剂，强化了SBR反应器和生物接触氧化反应器对PAM的处理，起到了长久有效的处理效果。
本发明中在SBR反应器内投加HWB混合菌剂后，PAM的去除率达到55%～65%。
本发明中在生物接触氧化反应器内投加HWB混合菌剂后，PAM的去除率达到70%～75%。