能高效降解乙腈的腐败希瓦氏菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种能高效降解乙腈的腐败希瓦氏菌及其应用，具体涉及一种能够 快速降解石化污水中乙腈的高效菌及其相关应用，涉及石化污水处理领域。
【背景技术】
[0002] 随着石油化工行业的发展以及炼化一体化的推行，石化企业工艺越来越复杂，产 品种类越来越多，随之而来的是产生了大量复杂的有机物进入到污水处理系统中。原有的 污水处理系统面对难降解、高毒性的有机物不能完全适应而导致出现出水不达标、水力停 留时间延长等问题。
[0003] 乙腈又名甲基腈，是一种含氰的有机化合物，广泛应用于石油化工、印染、制药、合 成纤维等领域。在乙腈相关生产或其使用过程中常有一定量的乙腈排入废水中，特别是 近年来随着乙腈产量和用量的迅速增加，含乙腈污水的排放量亦逐年增大。乙腈通过吃 入、吸入以及皮肤吸收都能进入到生物体内，在生物体内分解为剧毒物质氰化氢和乙醛，当 未经处理的含乙腈污水废液进入自然水域后会引起鱼类等水生生物大批死亡，造成严重 的生态环境破坏，危害人畜健康。因此，国家生物工程类制药工业水污染物排放标准（GB 21907-2008)明确规定企业排放污水中乙腈含量不能高于3. Omg/L。
[0004] 目前已有的乙腈处理方法主要是化学方法，例如：臭氧或光催化氧化法，但是其反 应条件非常苛刻，工程造价也非常高，而且乙腈容易挥发，所以一般使用不多。所以对乙腈 的处理研宄越来越多。但对于乙腈污水的处理，国内研宄很少，根据国外的一些研宄，生物 法占有了明显的优势，主要是利用微生物的代谢作用特别是在微生物代谢产生的腈水合酶 和酰胺酶的作用下，将乙腈降解为有机酸和氨。
[0005] 生物法降解乙腈首先要做的是降解菌的筛选，只有具有高效降解乙腈的微生 物，才能得到最佳的处理效果。目前已筛选出一些可降解乙腈的微生物，例如枯草芽孢 CBS489-74、高里假丝酵母CCT7202、产酸克雷伯菌、恶臭假单胞菌、红球菌A10、红球菌BL1、 红球菌PA-34等，这些菌都能利用邻苯二甲酸酯或乙腈作为唯一的碳源和氮源生长。另，李 悦等人筛选出一株紫红球菌（Rhodococcus rhodochrous)对浓度为800mg/L的乙腈降解率 为95.87% ( "一株乙腈降解菌的鉴定及其生物学特性"，李悦等人，《微生物学报》，2012年 02期）。然而，上述研宄均是对乙腈单一化合物且高浓度乙腈模拟废水做降解试验，对实际 污水中乙腈的降解能力以及菌种与原有污水处理系统配伍性方面的研宄很少，尚未形成完 整的能够提高污水中乙腈降解能力、达到国家排放标准的工艺技术。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的是提供一株能够高效降解污水中乙腈、并且与传统活性污泥法 有良好配伍性的菌种，能够通过生物法强化原有的污水处理系统来提高污水中乙腈的去除 效率，达到污水排放标准。
[0007] 本发明的另一目的在于提供上述能够高效降解乙腈的菌种的应用。
[0008] 本案发明人从某石化厂污水生物处理工艺的活性污泥中筛选出了 1株能够高效 降解污水中乙腈的菌株，本发明中命名为ZLR3。该ZLR3菌株已于2014年12月9日保藏 于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（地址：北京市朝阳区北辰西路1号院 3号，中国科学院微生物研宄所），保藏编号：CGMCC No. 10148。
[0009] 本发明所筛选出的菌株ZLR3,经鉴定为腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens)，其可以在25°C?40°C的环境中稳定生长，耐盐度可达3%，适应的pH范围 在6?8之间，具有较广泛的酸碱耐受性。通过大量的实验和分析发现，该菌株能够高效降 解乙腈，针对石化企业污水中的其他难降解有机污染物也有明显的效果，能够大幅度提高 石化污水的可生化性。
[0010] 从而，在上述基础上，本发明还提供了所述能降解乙腈的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148菌株的生物学纯培养物。
[0011] 为方便保存以及具体操作应用，本发明还提供了一种能降解乙腈的腐败希瓦氏菌 菌制剂，该菌制剂中含有保藏编号为CGMCC No. 10148的能降解乙腈的腐败希瓦氏菌菌株， 该菌制剂具体可以为固态或液态菌制剂。
[0012] 本发明还提供了所述的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148或所述的生物学纯培养 物或所述的菌制剂在降解乙腈中的应用。具体而言，可以将本发明的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148或所述的生物学纯培养物或所述的菌制剂用于处理各种含乙腈的水体，例如可以 是石化污水和/或其他工业产生的被乙腈污染的水体。这些水体也可以是来自被乙腈污染 的河流、湖泊和/或海洋。
[0013] 考虑到本发明的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148的生长特性，应用本发明的腐败希 瓦氏菌CGMCC No. 10148或所述的生物学纯培养物或所述的菌制剂处理含乙腈的污水时， 通常在自然条件下即可实施；若面临特殊环境，可人为进行调节，使处理体系的温度维持在 25°C?40°C，含盐量3%以下，pH范围在6?8之间。
[0014] 另外，在利用本发明的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148或所述的生物学纯培养物或 所述的菌制剂处理含乙腈的污水时，体系中乙腈浓度对COD以及乙腈的去除效率有一定的 影响，本发明中优选体系中乙腈浓度< 50mg/L。在本发明的一具体实施方案中，当乙腈含量 为40mg/L时，CGMCC No. 10148对污水COD的去除率为53. 9%，对乙腈的去除率为96. 37%， 出水乙腈浓度符合国家标准。
[0015] 另一方面，本发明还提供了一种处理含乙腈的石化污水的方法，该方法包括利用 气升式生物反应器对含乙腈的石化污水进行处理，其中，气升式生物反应器内接种有活性 污泥和本发明所述的能降解乙腈的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148。本发明的处理含乙腈 的石化污水的方法的关键在于所述腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148的利用，该方法中的其他 工艺可参照所属领域的现有技术进行。优选的，本发明的处理含乙腈的石化污水的方法中， 所述的能降解乙腈的腐败希瓦氏菌CGMCC No. 10148是预先制备成种子液，再与活性污泥以 1:3?3 :1的体积比混合接种，接种量优选为气升式生物反应器有效池容的1/6?1/3。
[0016] 本发明具有以下优点：
[0017] (1)本发明的高效菌制剂ZLR3,具有对污水处理系统适应性强、生物稳定性好等 特点，能够对含乙腈石化污水进行处理，可适用于较高的矿化度以及较为大的PH值范围。
[0018] (2)在利用本发明的降解石化污水中乙腈的高效菌制剂ZLR3来提高活性污泥系 统对乙腈污水的处理能力时，以33%的接种量（v/v)接种，将活性污泥系统的COD去除效率 由 36. 35 % 提高到 48. 09%。
[0019] (3)在利用本发明的降解石化污水中乙腈的高效菌制剂ZLR3生物强化气升式生 物反应器来处理含乙腈浓度为20?50mg/L的石化污水时，去除率均在98%以上，出水乙腈 浓度低于lmg/L，远远低于国家排放标准。
【附图说明】
[0020] 图1ZL