专利名称：处理聚酯废水的复合菌剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及处理废水的微生物功能菌剂技术领域，具体涉及一种处理聚酯废水的复合菌剂及其制备方法。
背景技术：
近几十年来，随着工业、生活废水的排放和农业中污水灌溉措施的应用，大量有毒的有机化学物质被释放到环境中。生态环境污染问题已经成为经济发展的制约因素，现代农业生产中由于对病虫害的防治而大量使用化学农药造成农药残留污染；工业上大量未经处理的化学工业废水的排放造成江河湖泊严重的环境污染，对我们生存的环境造成严峻的威胁。污染环境的生物降解的研究与应用显得日益迫切而重要。这些有机污染物主要包括酚类、卤代有机物、多环芳香族、硝基化合物等，其中芳烃类化合物是主要的有机污染物，它主要包括苯酚和多环芳烃。芳烃类化合物广泛存在于大气、土壤和水体中，是环境污染物的主要有害成分，具有慢性毒性和致癌、致畸、致突变的“三致”作用，这些化合物从水体和土壤进入植物体内，进而被动物和人体吸收，经生物富集作用，严重影响生态环境和人类健康，已被许多国家列为优先控制的环境污染物。尤其是近几年，汽车、电子、建筑及冶金工业的迅猛发展，促使芳烃类化合物，特别是苯酚的下游产品需求增加，致使苯酚的危害日趋加剧，目前芳烃类化合物已被许多国家列为优先控制的环境污染物。聚酯(PET)是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称。由对苯二甲酸和乙二醇经过多次缩聚制得，是一种重要的化工产品，除了传统的聚酯纤维，PET在很多方面都正在取代聚氯乙烯，是矿泉水和各种饮料的主要瓶装材料。聚酯废水中的有机污染物成分包括苯酚类，邻苯二甲酸酯类，氧杂环化合物以及炔类，醇类和长链脂肪族化合物，是一种较难处理的化工废水。生物强化技术是通过向自然菌群中投加一种或多种高效微生物，以强化对目标去除物的降解，在产生突发或连续的高负荷冲击下保持系统稳定性的一种技术。近几年来，对聚酯废水的生物强化处理虽有所应用，然而专门针对聚酯废水处理用的微生物菌剂种类较少， 也还存在很多问题，其中主要存在的问题是针对性不强，以致对聚酯废水的强化效果并不显著，且菌剂制备成本过高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种强化处理效果好、针对性强、制备方法简单的处理聚酯废水的复合菌剂及其制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明涉及一种处理聚酯废水的复合菌剂，该复合菌剂包括如下重量百分比含量的菌种苯酚降解菌15 30%，长链烷烃降解菌35 65%，邻苯二甲酸降解菌15 35%。优选的，所述苯酚降解菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)，所述长链烷烃降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785 (《微生物学杂志》2005年第6期)，所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-I (《应用与环境生物学报》，2004,10 (5) :643 646)。
优选的，所述苯酚降解菌是从聚酯废水生物处理装置中活性污泥中选育得到的。本发明还涉及一种制备上所述的处理聚酯废水的复合菌剂的方法，包括如下步骤a、一级种子液制备将所述苯酚降解菌、长链烷烃降解菌、邻苯二甲酸降解菌分别接种到装有无菌LB液体培养基的锥形瓶中，再分别对应加入500 600ml/L的苯酚、 600 800ml/L的混合长链烷烃和300 500ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯，调节培养基PH 值至7. 2，摇床培养20 24h，制得各菌种的一级种子液；所述混合长链烷烃为体积比为 1:1: I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二级种子液发酵培养将步骤a所制得的各菌种一级种子液分别按各发酵罐体积10 15%的接种量接入各发酵罐，各发酵罐所用无菌LB液体培养基同步骤a，再分别向各发酵罐中对应加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯；发酵罐状态为25 35°C，150 200rpm，通入无菌空气，通气量为发酵罐体积的O. 8 I倍/min，压力为O. I O. 15Mpa，发酵30 36h，制得各菌种的二级种子液；c、将步骤b制得的各菌种的二级种子液分别于4 °C和5000r/min条件下离心 lOmin，倾去上清液，再分别用无菌生理盐水洗涤，然后分别在同样条件下离心，反复2 3 次；再进行混合，制得所述功能复合菌剂；所述功能复合菌剂中各菌种的重量百分比含量分别为苯酚降解菌15 30%，长链烷烃降解菌35 65%，邻苯二甲酸降解菌15 35%。优选的，所述的无菌LB液体培养基为蛋白胨10g/L,酵母抽取物5g/L,氯化钠 10g/L, PH = 7. 2，121。。灭菌 20 30min。优选的，所述苯酚降解菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)，所述长链烷烃降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785 (《微生物学杂志》2005年第6期)，所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-I (《应用与环境生物学报》，2004,10 (5) :643 646)。优选的，所述苯酚降解菌是从聚酯废水生物处理装置中活性污泥中选育得到的。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果I、本发明的苯酚降解菌是直接从聚酯废水生物处理装置中活性污泥中选育得到的，因此菌剂对聚酯废水适应性强，缩短了复合菌剂对聚酯废水的适应期，复合菌剂投加后能很快成为优势菌群，起到强化处理效果。2、本发明的复合菌剂中的邻苯二甲酸降解菌对邻苯二甲酸酯类降解效果较好; 而长链烷烃降解菌在与苯酚共基质后其好氧降解性能均有改善，对聚酯废水中的主要组成-长链脂肪族化合物具有良好的降解效果。3、本发明通过优化组配出的复合菌剂对聚酯废水中的各种难降解有机物具有高效降解能力，通过不同菌种间的协同作用，保证聚酯废水处理后能达到国家一级排放标准。
图I为实施例3中各反应器出水中的COD变化曲线图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。实施例I处理聚酯废水的复合菌剂的制备，包括如下步骤a、一级种子液制备将所述苯酚降解菌、长链烷烃降解菌、邻苯二甲酸降解菌分别接种到装有无菌LB液体培养基的锥形瓶中，再分别对应加入500ml/L的苯酚、800ml/L的混合长链烷烃和400ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯，调节培养基PH值至7. 2，摇床培养20h，制得各菌种的一级种子液；所述混合长链烷烃为体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二级种子液发酵培养将步骤a所制得的各菌种一级种子液分别按各发酵罐体积10 %的接种量接入各发酵罐，各发酵罐所用无菌LB液体培养基同步骤a，再分别向各发酵罐中对应加入500ml/L的苯酚，800ml/L的体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，400ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯；发酵罐状态为25 30°C，150 180rpm， 通入无菌空气，通气量为发酵罐体积的O. 8倍/min，压力为O. IMpa,发酵30h，制得各菌种的二级种子液；c、将步骤b制得的各菌种的二级种子液分别于4 °C和5000r/min条件下离心 IOmin,倾去上清液，再分别用无菌生理盐水洗涤，然后分别在同样条件下离心，反复2次; 再进行混合，制得所述功能复合菌剂；所述功能复合菌剂中各菌种的重量百分比含量分别为苯酚降解菌15%，长链烷烃降解菌65%，邻苯二甲酸降解菌20%。在本实施例中，所述的无菌LB液体培养基为蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化钠 10g/L, PH = 7. 2，121°C灭菌 20min。在本实施例中，所述苯酚降解菌是从聚酯废水生物处理装置中活性污泥中选育得到的假单胞菌属(Pseudomonas sp.),该苯酹降解菌对聚酯废水适应性强，缩短了复合菌剂对聚酯废水的适应期，复合菌剂投加后能很快成为优势菌群，起到强化处理效果；所述长链烧经降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785,所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-I0本实施例的复合菌剂对目标污染物的降解效果是通过以下实验验证的A、配置无机盐降解培养基(无机盐培养基配方K2HP04 7g ；KH2PO4 3g ；NaCl 0. 2g ； (NH4)2SO4 0. 2g ；MgS04. 7H20 0. 2g ；FeS04. 7H20 0. 02g ;微量元素储备液 Iml ；H20 IL ;121 °C高压灭菌20 30min。微量元素储备液配方CaCl2. H2O 0. 2g ；MnS04. 4H20 0. 2g ；CuS04. H2O 0. 15g ；ZnS04. 7H20 0. 25g ；CoCl 2. 6H20 0. 09g ；Na2M04. 2H 20 0. 012g ； H3BO3O. Olg ；H20 1L)。调节PH = 7. 2 7. 5，灭菌冷却后，加入适量底物，保持培养基中各物质的含量为苯酚500 600ml/L，体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷600 800ml/L，邻苯二甲酸二丁基酯300 500ml/L。B、向IOOmL上述无机盐降解培养基中投加3g的上述复合菌剂，于30°C、150r/min 恒温摇床震荡培养4d后分别检测其中各物质的含量。经测定，苯酚、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、邻苯二甲酸酯的降解率分别达到99. 5%,98%,95%,97. 5%、100%。实验检测证明，本实施例的复合菌剂，可有效降解液体培养基中的目标污染物。其中的长链烷烃降解菌在与苯酚共基质后其好氧降解性能均有改善，共代谢作用在它的降解过程中起着重要的作用，其能对长链脂肪族化合物起到良好的降解效果。
实施例2处理聚酯废水的复合菌剂的制备，包括如下步骤a、一级种子液制备将所述苯酚降解菌、长链烷烃降解菌、邻苯二甲酸降解菌分别接种到装有无菌LB液体培养基的锥形瓶中，再分别对应加入550ml/L的苯酚、700ml/L的混合长链烷烃和300ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯，调节培养基PH值至7. 2，摇床培养22h，制得各菌种的一级种子液；所述混合长链烷烃为体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二级种子液发酵培养将步骤a所制得的各菌种一级种子液分别按各发酵罐体积12 %的接种量接入各发酵罐，各发酵罐所用无菌LB液体培养基同步骤a，再分别向各发酵罐中对应加入550ml/L的苯酚，700ml/L的体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯；发酵罐状态为30°C，180rpm，通入无菌空气，通气量为发酵罐体积的O. 9倍/min，压力为O. 12Mpa，发酵33h，制得各菌种的二级种子液；c、将步骤b制得的各菌种的二级种子液分别于4 °C和5000r/min条件下离心 IOmin,倾去上清液，再分别用无菌生理盐水洗涤，然后分别在同样条件下离心，反复2次; 再进行混合，制得所述功能复合菌剂；所述功能复合菌剂中各菌种的重量百分比含量分别为苯酚降解菌25 %，长链烷烃降解菌60 %，邻苯二甲酸降解菌15 %。在本实施例中，所述的无菌LB液体培养基为蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化钠 10g/L, PH = 7. 2，121°C灭菌 25min。在本实施例中，所述苯酚降解菌是从聚酯废水生物处理装置中活性污泥中选育得到的假单胞菌属(Pseudomonas sp.),该苯酹降解菌对聚酯废水适应性强,缩短了复合菌剂对聚酯废水的适应期，复合菌剂投加后能很快成为优势菌群，起到强化处理效果；所述长链烧经降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785,所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-I0采用实施例I中的实验对本实施例中复合菌剂的降解率进行测定。经测定，苯酚、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、邻苯二甲酸酯的降解率分别达到100 %、98 %、 100%、96%、99%。实验检测证明，本实施例的复合菌剂，同样可有效降解液体培养基中的目标污染物。实施例3处理聚酯废水的复合菌剂的制备，包括如下步骤a、一级种子液制备将所述苯酚降解菌、长链烷烃降解菌、邻苯二甲酸降解菌分别接种到装有无菌LB液体培养基的锥形瓶中，再分别对应加入600ml/L的苯酚、600ml/L的混合长链烷烃和500ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯，调节培养基PH值至7. 2，摇床培养24h，制得各菌种的一级种子液；所述混合长链烷烃为体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二级种子液发酵培养将步骤a所制得的各菌种一级种子液分别按各发酵罐体积10 15%的接种量接入各发酵罐，各发酵罐所用无菌LB液体培养基同步骤a，再分别向各发酵罐中对应加入600ml/L的苯酚，600ml/L的体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，500ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯；发酵罐状态为35°C，200rpm，通入无菌空气，通气量为发酵罐体积的I倍/min，压力为O. 15Mpa，发酵36h，制得各菌种的二级种子液；c、将步骤b制得的各菌种的二级种子液分别于4 °C和5000r/min条件下离心 IOmin,倾去上清液，再分别用无菌生理盐水洗涤，然后分别在同样条件下离心，反复3次; 再进行混合，制得所述功能复合菌剂；所述功能复合菌剂中各菌种的重量百分比含量分别为苯酚降解菌30%，长链烷烃降解菌35%，邻苯二甲酸降解菌35%。在本实施例中，所述的无菌LB液体培养基为蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化钠 10g/L, PH = 7. 2，121°C灭菌 30min。在本实施例中，所述苯酚降解菌是从聚酯废水生物处理装置中活性污泥中选育得到的假单胞菌属(Pseudomonas sp.),该苯酹降解菌对聚酯废水适应性强,缩短了复合菌剂对聚酯废水的适应期，复合菌剂投加后能很快成为优势菌群，起到强化处理效果；所述长链烧经降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785,所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-I0采用3个IL的SBR反应器，模拟工业废水处理的现场状况，设定周期48h，其中进水30min,反应45h,沉淀2h,排水30min ;采用微孔曝气头充分曝气,保持溶解氧3 4mg/L ； 反应器A为普通反应器，反应器B、C为强化反应器，其中反应器B中复合菌剂浓度为O. 3g/ L (菌种干重/废水量)，反应器C中复合菌剂浓度为O. 7g/L (菌种干重/废水量)；在各反应器中分别接种活性污泥，其浓度(MLSS)均为4g/L，该活性污泥取自污水处理厂好氧回流污泥，以聚酯废水进行间歇驯化，每日更换上清液，测定COD、PH、温度、溶解氧等，待COD的去除率稳定后，污泥浓度4g/L，且污泥具有良好的吸附和沉降性能，至此活性污泥驯化完成。采用聚酯废水作为进水，进水的COD为1578mg/L，PH为5. 5 5. 7。各反应器连续运行，每隔24h定时取样检测出水中的COD值。各反应器出水中的COD的变化曲线如图I所示，由图I可知反应器B、C的出水明显优于反应器A，反应器A从第8天起出水COD稳定在210mg/L左右，而反应器B、C的出水COD最终分别稳定在98mg/L、95mg/L，达到了国家排放标准(COD < 100mg/L)的一级要求；同时可知高复合菌剂浓度的反应器C的COD去除率并没有明显优于反应器B，结合复合菌剂的成本来考虑，在实际使用中，本发明的复合菌剂正常使用浓度为O. 3g/L (菌种干重/废水量)。综上所述，加入本发明的复合菌剂进行聚酯废水处理，明显强化了生化处理效果， 进一步降低了出水中的COD值，使其达到了国家排放标准(COD < 100mg/L)的一级要求。
权利要求
1.一种处理聚酯废水的复合菌剂，其特征在于，该复合菌剂包括如下重量百分比含量的菌种苯酚降解菌15 30%，长链烷烃降解菌35 65%，邻苯二甲酸降解菌15 35%。
2.根据权利要求I所述的处理聚酯废水的复合菌剂，其特征在于，所述苯酚降解菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),所述长链烧经降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785, 所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-I。
3.根据权利要求2所述的处理聚酯废水的复合菌剂，其特征在于，所述苯酚降解菌是从聚酯废水的活性污泥中选育得到的。
4.一种制备权利要求I所述的处理聚酯废水的复合菌剂的方法，其特征在于，包括如下步骤a、一级种子液制备将所述苯酚降解菌、长链烷烃降解菌、邻苯二甲酸降解菌分别接种到装有无菌LB液体培养基的锥形瓶中，再分别对应加入500 600ml/L的苯酚、600 800ml/L的混合长链烷烃和300 500ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯，调节培养基PH值至7. 2，摇床培养20 24h，制得各菌种的一级种子液；所述混合长链烷烃为体积比为 1:1: I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二级种子液发酵培养将步骤a所制得的各菌种一级种子液分别按各发酵罐体积 10 15 %的接种量接入各发酵罐，各发酵罐所用无菌LB液体培养基同步骤a，再分别向各发酵罐中对应加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的体积比为I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的邻苯二甲酸二丁基酯；发酵罐状态为25 35°C，150 200rpm，通入无菌空气，通气量为发酵罐体积的0. 8 I倍/min，压力为0. I 0. 15Mpa，发酵30 36h，制得各菌种的二级种子液；C、将步骤b制得的各菌种的二级种子液分别于4°C和5000r/min条件下离心IOmin, 倾去上清液，再分别用无菌生理盐水洗涤，然后分别在同样条件下离心，反复2 3次；再进行混合，制得所述功能复合菌剂；所述功能复合菌剂中各菌种的重量百分比含量分别为 苯酚降解菌15 30%，长链烷烃降解菌35 65%，邻苯二甲酸降解菌15 35%。
5.根据权利要求4所述的处理聚酯废水的复合菌剂的制备方法，其特征在于，所述的无菌LB液体培养基为蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化钠10g/L, PH = 7. 2，121。。灭菌 20 30min。
6.根据权利要求4所述的处理聚酯废水的复合菌剂的制备方法，其特征在于，所述的所述苯酹降解菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),所述长链烧烃降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785,所述邻苯二甲酸降解菌为 Comomonas acidovorans Fy-I
7.根据权利要求6所述的处理聚酯废水的复合菌剂，其特征在于，所述苯酚降解菌是从聚酯废水的活性污泥中选育得到的。
全文摘要
本发明公开了一种处理聚酯废水的复合菌剂及其制备方法。该复合菌剂包括如下重量百分比含量的菌种苯酚降解菌15～30％，长链烷烃降解菌35～65％，邻苯二甲酸降解菌15～35％。所述苯酚降解菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)，所述长链烷烃降解菌为Pseudomonas aeruginosa 1785，所述邻苯二甲酸降解菌为Comomonas acidovorans Fy-1。与现有技术相比，本发明通过优化组配出的复合菌剂对聚酯废水中的各种难降解有机物具有高效降解能力，通过不同菌种间的协同作用，保证聚酯废水处理后能达到国家一级排放标准。
文档编号C12R1/385GK102586113SQ201210069129
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者崔盼盼, 易明 申请人:金硕(上海)生物科技有限公司