申请日2008.09.05
公开(公告)日2009.01.21
IPC分类号C12N11/00; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方法。本发明具有如下优势：1.用于固定化的粪产碱杆菌易于培养，固定化工艺简单;固定化粪产碱杆菌催化降解效果好，耐高浓度含苯酚废水，降酚能力强，可耐受苯酚浓度高达3000mg·L-1的含苯酚废水，可重复使用。2.固定化粪产碱杆菌载体为木屑，利用化学方法对木屑加以改性利用，提高了微生物降解处理含苯酚废水效率，具有广阔的发展前景。3.木屑为载体制备的固定化粪产碱杆菌，弹性好，对温度、pH值耐受性强，降解性能稳定，半衰期长。4.木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水，工艺简单，运行费用低，条件温和，环境友好，菌体不易流失、载体内微生物浓度高、降解速度快、降解效率高、无二次污染，同时可连续化工业降解含苯酚废水。
权利要求书
1、一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方法，其特征包括以下 步骤：
(1)、木屑预处理：将20-100目的木屑，投入5-20%的亚硫酸钠溶液中，调 节pH至2.0-4.0，60-100℃浸泡24-64h，水冲洗，用10-30%的氢氧化钠溶液中 和呈中性，水洗，烘干;
(2)、粪产碱杆菌固定化：将粪产碱杆菌JH 1013 Alcaligenes faecalis JH 1013CCTCC NO：M 208006菌种进行常规培养，将木屑浸泡于菌液中，菌液 温度25-35℃，pH6.0-8.0，闷曝，固定菌种48-120h，滤去菌液，制得木屑 固定化粪产碱杆菌;
(3)、木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水：将木屑固定化粪产碱杆菌 填入塔式生物滤池内的圆柱形反应器中，注入新鲜培养液，活化木屑固定化 粪产碱杆菌12-72h，水洗去残余培养液，然后，通入含苯酚废水，废水温度 20-40℃，pH5.0-10.0，进行曝气生化处理，定时取水样测定处理效果。
2、根据权利要求1所述一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方 法，其特征在于：在曝气生化处理时按供每吨含苯酚废水通入50-200m3的空 气或10.5-42m3的纯氧。
3、根据权利要求1所述一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方 法，其特征在于：置于柱形反应器内处理含苯酚废水的木屑固定化粪产碱杆 菌，用后取出可烘干用作燃料。
说明书
一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方法
技术领域
本发明涉及一种用微生物催化降解含苯酚废水的方法。
背景技术
含苯酚废水是一种来源广、数量多、浓度高、环境危害大的水污染源，也 是我国水污染控制急需解决的重点难点之一。生物法降解含苯酚废水，具有 工艺简单，条件温和，环境友好，处理成本低，二次污染小等优点。一般5-500 mg·L-1的含苯酚废水适合采用生物法处理，但对更高含量的含苯酚废水处理效 果却不理想[孙敏等，中国医学工程杂志.2004，12(3)：93-94;章杰等，四川环 境.2006，25(1)：8-10]。游离微生物可降解高浓度含苯酚废水(1000-2000mg·L-1) [龚斌等，环境科学学报.2006，37(6)：2008-2012;杨素亮，化学工业与工程. 2006，23(4)：287-290;CN 1500802的苯酚羟化酶基因及其用途];其中从活性 污泥分离得到的粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)对含苯酚废水的最大可降 解能力为1600mg·L-1[Bai Jing et al，Process Biochemistry.2007，42(4)： 510-517]。但均存在菌体易流失、微生物浓度低、降解速度慢及产生大量污泥 造成二次污染，占地面积大等不足之处。将微生物固定化可克服上述缺陷， 同时固定化微生物具有化学稳定性、成形效果、传质通透性、抗降解能力、 重复再生使用等方面优势。将固定化微生物置于反应器中，可组成一个快速 高效连续处理工艺系统，易于连续化生产。固定化微生物用于废水处理已成 为国内外生物处理废水的研究热点。固定化微生物可降解较高浓度含苯酚废 水[孙艳等，环境科学研究.1999，12(1)：1-4;吴志国，微生物学通报.2005， 32(4)：31-36;CN1066832A的固定化大型食用真菌菌丝处理含酚废水方法]。 以海藻硅酸钠等为载体，包埋法制备固定化细胞可降解苯酚浓度1650mg·L-1 的含酚废水[何泽超，四川大学学报(工程科学版).2005，37(6)：61-64]，其降解 速度和降解效率均高于游离状态下的。
木屑固定化白腐真菌对焦化废水中的苯酚(500mg·L-1)去除率为游离白 腐真菌的1.5倍[卢永等，化学与生物工程，2006，23(12)：47-49]。我们用木屑 固定化粪产碱杆菌JH 1013 Alcaligenes faecalis JH 1013，CCTCC NO：M 208006)，固定化粪产碱杆菌对含苯酚废水的最大可耐受能力达3000mg·L-1。
发明内容
本发明目的是提供一种活性高、使用寿命长、价格低廉、易于连续化工 业处理的木屑固定化粪产碱杆菌，以及用该木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯 酚废水的方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的：
一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方法，其特征包括以下步 骤：
(1)、木屑预处理：将20-100目的木屑，投入5-20%的亚硫酸钠溶液中，调 节pH至2.0-4.0，60-100℃浸泡24-64h，水冲洗，用10-30%的氢氧化钠溶液中 和呈中性，水洗，烘干;
(2)、粪产碱杆菌固定化：将粪产碱杆菌JH 1013 Alcaligenes faecalis JH 1013 CCTCC NO：M 208006菌种进行常规培养，将木屑浸泡于菌液中，菌液 温度25-35℃，pH 6.0-8.0，闷曝，固定菌种48-120h，滤去菌液，制得木屑 固定化粪产碱杆菌;
(3)、木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水：将木屑固定化粪产碱杆菌 填入塔式生物滤池内的圆柱形反应器中，注入新鲜培养液，活化木屑固定化 粪产碱杆菌12-72h，水洗去残余培养液，然后，通入含苯酚废水，废水温度 20-40℃，pH5.0-10.0，进行曝气生化处理，定时取水样测定处理效果。
在曝气生化处理时按供每吨含苯酚废水通入50-200m3的空气或10.5-42 m3的纯氧。
置于柱形反应器内处理含苯酚废水的木屑固定化粪产碱杆菌，用后取出 可烘干用作燃料。
本发明具有如下优势：1、用于固定化的粪产碱杆菌易于培养，固定化工 艺简单;固定化粪产碱杆菌催化降解效果好，耐高浓度含苯酚废水，降酚能 力强，可耐受苯酚浓度高达3000mg·L-1的含苯酚废水，可重复使用。2、固定 化粪产碱杆菌载体为木屑，利用化学方法对木屑加以改性利用，提高了微生 物降解处理含苯酚废水效率，具有广阔的发展前景。3、木屑为载体制备的固 定化粪产碱杆菌，弹性好，对温度、pH值耐受性强，降解性能稳定，半衰期 长。4、木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水，工艺简单，运行费用低，条 件温和，环境友好，菌体不易流失、载体内微生物浓度高、降解速度快、降 解效率高、无二次污染，同时可连续化工业降解含苯酚废水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
本发明方法是以木屑为载体，吸附粪产碱杆菌JH 1013制备木屑固定化粪 产碱杆菌用于处理含苯酚废水，粪产碱杆菌JH 1013(Alcaligenes faecalis JH 1013)菌种在申请人申请“一种用粪产碱杆菌及其用于催化降解苯酚废水的方 法”专利(申请号：200810030880.1，申请日：2008.3.2)时，已于2008年1 月9日保藏在中国武汉武汉大学中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO：M208006。
实施例1：
将5.0kg 40目木屑投入15%的亚硫酸钠溶液中，调节pH至4.0，在60℃下 浸泡48h，水冲洗。用20%的氢氧化钠溶液中和，水洗，烘干。
在100L容器中接入粪产碱杆菌JH 1013进行常规培养，将木屑浸泡于菌液 中，菌液温度30℃，pH 7.0，闷曝固定化粪产碱杆菌48h，滤去菌液，制得木 屑固定化粪产碱杆菌。
将木屑固定化粪产碱杆菌填入塔式生物滤池内的圆柱形反应器内，注入 新鲜培养液，活化木屑固定化粪产碱杆菌18h，水洗去残余培养液。通入某化 工厂含苯酚废水(进水口COD平均值为4000mg·L-1，进水口苯酚浓度为990 mg·L-1)，废水温度30℃，pH 7.0，按供每吨含苯酚废水通入100m3的空气进行 曝气生化降酚处理。出水口COD为39.84mg·L-1，出水口苯酚含量<0.5mg·L-1， COD去除率达99.01%。出水水质达到国家GB8928-1996污水综合排放标准。
实施例2：
将5.0kg 80目木屑投入20%的亚硫酸钠溶液中，调节pH至4.0，在60℃ 下浸泡48h，水冲洗，15%的氢氧化钠溶液中和，水洗，烘干。
在100L容器中接入粪产碱杆菌JH 1013进行常规培养，将木屑浸泡于菌液 中，菌液温度35℃，pH 7.5，闷曝固定化粪产碱杆菌72h，滤去菌液，制得木 屑固定化粪产碱杆菌。
将固定化粪产碱杆菌填入塔式生物滤池内的圆柱形反应器内，注入新鲜 培养液，活化木屑固定化粪产碱杆菌48h，水洗去残余培养液。通入某焦化厂 含苯酚废水(进水口COD平均值为5000mg·L-1，进水口苯酚浓度为1500 mg·L-1)，废水温度35℃，pH 7.5，按供每吨含苯酚废水通入32m3的纯氧进行 曝气生化降酚处理。出水口COD为313.93mg·L-1，出水口苯酚含量<135.63 mg·L-1，COD和苯酚的去除率分别为93.72%和90.42%。