聚多曲霉NXY1、菌丝球及其在页岩气采出水处理中的应用的制作方法

文档序号:33625061发布日期:2023-03-25 17:14阅读:79来源:国知局
聚多曲霉NXY1、菌丝球及其在页岩气采出水处理中的应用的制作方法
聚多曲霉nxy1、菌丝球及其在页岩气采出水处理中的应用
技术领域
1.本发明涉及生物法污水处理技术领域,特别是涉及聚多曲霉nxy1、菌丝球及其在页岩气采出水处理中的应用。


背景技术:

2.页岩气是一种清洁低碳的非常规天然气资源,主要成分为甲烷。由于页岩气储层孔隙小、渗透率低,其开采需通过高压水力压裂岩层实现。水力压裂后液体逐渐返排回地表,前期一般称为压裂返排液,后期一般称为采出水,统称为页岩气采出水。
3.页岩气采出水中包含来自压裂液的大量化学添加组分如凝胶剂、减阻剂、交联剂、杀菌剂和表面活性剂等,还包含来自地层的金属离子和烷烃、芳香烃等有机物。总体而言,页岩气采出水中总悬浮固体(tss)、总有机碳(toc)、氨氮及盐度含量高且波动大,其处置不当会造成环境污染等严重问题,对其进行绿色、经济、高效处理是页岩气大规模开采形势下的重要需求。
4.就页岩气采出水有机物及氨氮去除而言,包括电催化氧化、fenton氧化与臭氧氧化等高级氧化方法,存在设备及运行成本较高等问题。相比而言,生物法具有成本低、环境友好的特点,在工业废水处理过程具有优势。但生物法中的活性污泥法的污泥沉降较慢,需要二沉池进行泥水分离,因此污水厂占地面积大;并且活性污泥法用于页岩气采出水这一高盐度且水质波动大的废水,会发生污泥上浮等问题。


技术实现要素:

5.为了解决上述问题,本发明提供了聚多曲霉nxy1、菌丝球及其在页岩气采出水处理中的应用。本发明提供的聚多曲霉nxy1可用于页岩气采出水处理过程,不仅能有效去除页岩气采出水中的有机物和氨氮,而且可以吸附活性污泥,减少二沉池的构建,同时解决了活性污泥法处理页岩气采出水时,容易发生污泥上浮的问题。
6.为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
7.本发明提供了一株可成球的聚多曲霉(aspergillus sydowii)nxy1,所述聚多曲霉nxy1的保藏编号为cgmcc no.40215。
8.本发明还提供了一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,所述菌丝球由上述的聚多曲霉nxy1培养得到。
9.本发明还提供了上述菌丝球的制备方法,将含有上述聚多曲霉nxy1的孢子悬浮液接种到培养基中,培养,得到所述菌丝球;
10.所述培养基的组分包括:葡萄糖5~80g/l、nh4cl 0.5~8g/l、kh2po40.3~6g/l、mgso4·
7h2o 0.25~4g/l和nacl 0~80g/l。
11.优选的,所述培养的条件包括:温度20~35℃,时间20~200h,转速100~400rpm。
12.优选的,所述孢子悬浮液和培养基的体积比为1:99;所述孢子悬浮液的孢子浓度为104~109个孢子/ml。
13.优选的,所述孢子悬浮液的制备方法包括:
14.将所述聚多曲霉nxy1接种到pda培养基上,斜面培养后,将孢子洗到无菌生理盐水中,得到所述孢子悬浮液。
15.优选的,所述斜面培养的条件包括:温度20~35℃,时间3~15d。
16.本发明还提供了上述聚多曲霉nxy1或上述菌丝球或利用上述制备方法制备得到的菌丝球在去除或辅助去除液体中的有机物和/或氨氮中的应用。
17.优选的,所述液体包括页岩气水力压裂后返排回地表的液体。
18.优选的,所述液体包括压裂返排液和/或采出水。
19.有益效果:
20.本发明提供了一株可成球的聚多曲霉(aspergillus sydowii)nxy1,所述聚多曲霉nxy1的保藏编号为cgmcc no.40215。本发明所提供的聚多曲霉nxy1是一株耐盐菌,可形成菌丝球并降解页岩气采出水中的有机物;同时,该真菌形成的菌丝球可以吸附其他微生物和活性污泥,形成易于固液分离的复合微生物体系,可以针对不同盐度范围(0~8wt.%)的页岩气采出水,高效去除其中的有机物及氨氮;解决了活性污泥法需二沉池进行泥水分离的问题,可以减少二沉池的构建,同时解决了活性污泥法处理页岩气采出水时易发生污泥上浮的问题,有助于实现页岩气采出水的绿色、经济、高效处理处置。
21.生物保藏说明
22.聚多曲霉nxy1,拉丁名为aspergillus sydowii,于2022年6月17日保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏编号为cgmcc no.40215。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
24.图1为nxy1菌株在培养基上的菌落形态特征;
25.图2为nxy1菌株在显微镜下的形态特征;
26.图3为nxy1菌株的系统发育树;
27.图4为实施例2制备的菌丝球形态;
28.图5为实施例3制备的菌丝球形态;
29.图6为实施例4制备的菌丝球形态;
30.图7为实施例5制备的菌丝球形态;
31.图8为实施例6制备的菌丝球形态;
32.图9为实施例7制备的菌丝球形态;
33.图10为对比例1制备的菌丝球形态;
34.图11为对比例2制备的菌丝球形态。
具体实施方式
35.本发明提供了一株可成球的聚多曲霉(aspergillus sydowii)nxy1,所述聚多曲霉nxy1的保藏编号为cgmcc no.40215。
36.本发明所述聚多曲霉nxy1的分生孢子呈球形或近球形,壁明显粗糙;小分生孢子头呈疏松柱形或散乱;顶囊较小,呈椭圆形,几乎全部表面可育;产孢结构双层。
37.本发明所述聚多曲霉nxy1在察氏培养基上,菌落呈圆形,质地絮粉状,边缘白色、内部暗绿色和少量深褐色,无渗出液,无放射状沟纹;培养基反面呈白色,无色素扩散;在察氏酵母培养基上,菌落呈圆形,质地絮粉状,边缘白色、内部浅橙色,形成放射状沟纹,沟纹处有少量浅橙色渗出液;培养基背面呈暗棕红色;在麦芽汁琼脂培养基上,菌落呈边缘不规则的圆形,质地丝绒状,边缘白色、内部浅豆绿色,具辐射状沟纹;培养基背面呈深紫褐色。
38.本发明所述聚多曲霉nxy1可以耐受0~8wt.%的盐度,可以针对不同盐度范围(0~8wt.%)的页岩气采出水,高效去除其中的有机物及氨氮。
39.在本发明中,所述聚多曲霉nxy1的its rdna的核苷酸序列优选包括如seq id no.1所示的序列,具体如下:
40.ggctctgagcggagctgcctccgggcgcccacctcccacccgtgaatacctaacactgttgcttcggcggggaaccccctcgggggcgagccgccggggactactgaacttcatgcctgagagtgatgcagtctgagtctgaatataaaatcagtcaaaactttcaacaatggatctcttggttccggcatcgatgaagaacgcagcgaactgcgataagtaatgtgaattgcagaattcagtgaatcatcgagtctttgaacgcacattgcgccccctggcattccggggggcatgcctgtccgagcgtcattgctgcccatcaagcccggcttgtgtgttgggtcgtcgtccccccccgggggacgggcccgaaaggcagcggcggcaccgtgtccggtcctcgagcgtatggggctttgtcacccgctcgactagggccggccgggcgccagccgacgtctccaaccatttttcttcaggttgacctcggatcaggtagggatacccgctgaacttaagcatatcaataagcggaggaa。
41.本发明所述聚多曲霉nxy1具有能成球的特性,在泥水分离时具有更好的分离效果,所需沉降时间短,可以节省分离时间,相应提高反应时间与进水有机负荷,提高处理效率;同时,可以减少二沉池的构建,可以简单分离,适用于去除或辅助去除液体中的污染物,特别是可以去除或辅助去除液体中的有机物和/或氨氮,尤其适用于页岩气采出水处理过程。
42.本发明还提供了一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,所述菌丝球由上述方案中所述的聚多曲霉nxy1培养得到。
43.本发明所述菌丝球呈球形、椭球形或棒槌形,菌丝球的直径为500~15000μm;所述菌丝球沉降速度为0.5~2cm/s。
44.本发明所述菌丝球具有固液分离容易、沉降速度快、有机物降解及吸附能力强的特点,可以独立或吸附活性污泥快速降解有机物和氨氮,解决了活性污泥法需二沉池进行泥水分离的问题,可以减少二沉池的构建,同时解决了活性污泥法处理页岩气采出水时,容易发生污泥上浮的问题,在页岩气采出水处理领域具备显著应用潜力。
45.本发明还提供了上述方案中所述菌丝球的制备方法,将含有上述方案中所述聚多曲霉nxy1的孢子悬浮液接种到培养基中,培养,得到所述菌丝球。
46.在本发明中,所述孢子悬浮液的制备方法优选包括:
47.1)采用接种环将上述聚多曲霉nxy1在无菌马铃薯葡萄糖琼脂(pda)培养基斜面上划线;
48.2)将步骤1)中划好线的斜面置于20~35℃的培养箱中培养3~15d;
49.3)将步骤2)中斜面上的孢子洗到无菌生理盐水中,制得孢子悬浮液。
50.在本发明中,步骤2)中所述培养的温度优选为25~32℃,更优选为30℃;所述培养的时间优选为5~15d,进一步优选为5~10d或11~15d,更优选为15d。
51.得到孢子悬浮液后,本发明将所述孢子悬浮液接种到培养基中,培养,得到所述菌丝球。
52.在本发明中,所述孢子悬浮液和培养基的体积比优选为1:99;所述孢子悬浮液的孢子浓度优选为104~109个孢子/ml,进一步优选包括104、105、5
×
105、106、2
×
106、107、108或109个孢子/ml,更优选为107个孢子/ml。本发明通过适宜的接种量可以培养出体积适中、结构完整、沉降速度快的菌丝球。
53.本发明所述无菌培养基包括葡萄糖5~80g/l,优选为8~40g/l,进一步优选为9~20g/l,更优选为10g/l。在本发明中,所述葡萄糖优选包括无水葡萄糖。
54.本发明所述无菌培养基包括nh4cl 0.5~8g/l,优选为0.6~5g/l,进一步优选为0.8~3g/l,更优选为1g/l。
55.本发明所述无菌培养基包括kh2po40.3~6g/l,优选为0.4~3g/l,进一步优选为0.5~1g/l,更优选为0.72g/l。
56.本发明所述无菌培养基包括mgso4·
7h2o 0.25~4g/l,优选为0.3~2g/l,进一步优选为0.4~1g/l,更优选为0.5g/l。
57.本发明所述无菌培养基包括nacl 0~80g/l;所述培养基中nacl的浓度优选根据待处理的废水中盐度确定,具体包括:待处理废水盐度的百分比前的数值记为a,即当盐度为8%时,a为8,所述培养基中nacl的浓度=a
×
10g/l;其中a小于1时,所述培养基中可以不添加nacl。本发明根据待处理废水的盐度确定培养基中nacl的浓度,从而使培养得到的菌丝球可以在含盐废水中直接发挥降解及吸附有机物的作用,无需适应过程,缩短了生化工艺调试时间。
58.在本发明中,所述培养优选包括恒温培养;所述培养的温度优选为20~35℃,优选为25~32℃,进一步更优选为30℃;所述培养的时间优选为20~200h,进一步优选为50~150h,更优选为120h;所述培养的转速优选为100~400rpm,进一步优选为130~200rpm,更优选为160rpm。
59.本发明还提供了上述聚多曲霉nxy1或上述菌丝球或利用上述方法制备得到的菌丝球在去除或辅助去除液体中的有机物和/或氨氮中的应用。
60.在本发明中,所述液体优选包括页岩气水力压裂后返排回地表的液体;所述页岩气水力压裂后返排回地表的液体优选包括压裂返排液和/或采出水。
61.在本发明中,所述菌丝球优选作为载体吸附活性污泥或其他功能微生物,并降解液体中的有机物或脱除液体中的氨氮,特别是适用于页岩气采出水中的有机物和氨氮。
62.在本发明中,所述有机物优选包括聚丙烯酰胺、胍胶、异丙醇、芳香烃和长链烃中的一种或多种。
63.为了进一步说明本发明,下面结合实施例和附图对本发明提供的聚多曲霉nxy1、菌丝球及其在页岩气采出水处理中的应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
64.以下实施例或对比例的平均沉降速度的测定方法如下:将氯化钠溶液装至1000ml量筒中,随机取30颗菌丝球,每次取一颗菌丝球从液面顶端不施加初速度释放,记录其沉降
到量筒底部的时间,并计算沉降速度。取平均值得到菌丝球在氯化钠溶液中的平均沉降速度。
65.实施例1
66.聚多曲霉(aspergillus sydowii)nxy1的分离鉴定
67.本发明所述聚多曲霉nxy1在四川泸州叙永县页岩气采出水中分离得到。
68.具体如下:
69.在页岩气采出水中加入酵母粉,酵母粉在页岩气采出水中的浓度为1g/l,富集培养1天后,取10ml转接至新的补加酵母粉(酵母粉浓度为1g/l)的100ml页岩气采出水中,反复富集3次,每次1天,共富集培养4次。
70.在页岩气采出水中加入琼脂(琼脂和页岩气采出水的质量体积比为20g:1l),制备页岩气采出水琼脂平板;蘸取富集4次后的页岩气采出水中的菌液,在页岩气采出水琼脂平板进行划线分离,多次纯化后获得真菌菌株,编号为nxy1。之后洗孢子稀释涂布获得真菌单菌落。
71.将真菌单菌落分别接种到察氏培养基、察氏酵母培养基和麦芽汁琼脂培养基上,置于30℃的培养箱中培养10天,培养结果如图1所示,其中a为察氏琼脂培养基正面,b为察氏酵母膏琼脂培养基正面,c为麦芽汁琼脂培养基正面;d为察氏琼脂培养基背面,e为察氏酵母膏琼脂培养基背面,f为麦芽汁琼脂培养基背面。
72.由图1可知,在察氏培养基上,菌落呈圆形,质地絮粉状,边缘白色、内部暗绿色和少量深褐色,无渗出液,无放射状沟纹;培养基反面呈白色,无色素扩散。在察氏酵母培养基上,菌落呈圆形,质地絮粉状,边缘白色、内部浅橙色,形成放射状沟纹,沟纹处有少量浅橙色渗出液;培养基背面呈暗棕红色。在麦芽汁琼脂培养基上,菌落呈边缘不规则的圆形,质地丝绒状,边缘白色、内部浅豆绿色,具辐射状沟纹;培养基背面呈深紫褐色。
73.nxy1菌株在显微镜下的结构如图2所示。分生孢子呈球形或近球形,壁明显粗糙;小分生孢子头呈疏松柱形或散乱;顶囊较小,呈椭圆形,几乎全部表面可育;产孢结构双层,结合菌落形态初步鉴定nxy1为曲霉属真菌。
74.采用真菌基因组dna提取试剂盒提取nxy1菌株的基因组dna,作为it s rdna扩增的模板,用真菌通用引物its1(5'-tccgtaggtgaacctgcgg-3',seq id no.2)和its4(5'-tcctccgcttattgatatgc-3',seq id no.3)进行pcr扩增。pcr反应体系(20μl):10
×
buffer 2μl;dntp mix(2.5mm)1.6μl;its1和its4各0.8μl;dna模板0.5μl;taq酶(5u/μl)0.2μl;无菌水14.1μl。pcr反应程序:95℃预变性5min;95℃变性30s,55℃退火30s,72℃延伸40s,35个循环;72℃后延伸10min。
75.将扩增获得的pcr产物经1%琼脂糖电泳回收,由北京六合华大基因科技有限公司完成公司纯化和测序。nxy1菌株的its rdna测序结果如seq id no.1所示。将所得序列与ncbi的genbankdna序列数据库进行同源性对比分析,结果显示所获菌株与aspergillus sydowii scau241(ok275112.1)的序列有较高的同源性。用邻接法(neighbor-joining)构建系统发育树,如图3所示。根据同源性比对和系统发育分析得出,该菌株为aspergillus sydowii,命名为聚多曲霉(aspergillus sydowii)nxy1。该菌株于2022年6月17日保藏于北京市朝阳区中国微生物菌株保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc),保藏编号为cgmcc no.40215。
76.实施例2
77.一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,由以下方法制备得到:
78.1)将保存有实施例1所述聚多曲霉nxy1菌株的甘油管从-80℃冰箱中取出,采用接种环在无菌马铃薯葡萄糖琼脂(pda)培养基斜面上划线;
79.2)将划好线的斜面置于30℃的培养箱中培养15天;
80.3)在超净台中将斜面上的孢子洗到无菌生理盐水中制得孢子悬浮液,并采用血球计数法在显微镜下数出每毫升孢子悬浮液中的孢子数量;用无菌生理盐水调整所述孢子悬浮液的孢子浓度为107个孢子/ml;
81.4)将1ml孢子悬浮液接种到装有99ml无菌培养基的摇瓶中;其中无菌培养基由10g无水葡萄糖、1gnh4cl、0.72g kh2po4、0.5g mgso4·
7h2o和30g nacl,加去离子水定容至1l,再经灭菌后制得;
82.5)将接种孢子悬浮液后的摇瓶置于摇床中,30℃、160rpm下恒温培养120h,得到菌丝球。
83.菌丝球为白色球形,如图4所示,平均直径为1680μm,在30g/lnacl溶液中平均沉降速度为1.15cm/s。
84.实施例3
85.一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,由以下方法制备得到:
86.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤3)中所述孢子悬浮液的孢子浓度为106个孢子/ml。
87.菌丝球为白色球形,如图5所示,平均直径为2850μm,在30g/lnacl溶液中平均沉降速度为1.30cm/s。
88.实施例4
89.一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,由以下方法制备得到:
90.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤4)中所述孢子悬浮液的孢子浓度为105个孢子/ml。
91.菌丝球为白色球形,如图6所示,平均直径为3050μm,在30g/lnacl溶液中平均沉降速度为1.05cm/s。
92.实施例5
93.一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,由以下方法制备得到:
94.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤4)中所述孢子悬浮液的孢子浓度为104个孢子/ml。
95.菌丝球为白色球形,如图7所示,平均直径为3150μm,在30g/lnacl溶液中平均沉降速度为1.08cm/s。
96.实施例6
97.一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,由以下方法制备得到:
98.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤4)中的无菌培养基不含nacl;
99.菌丝球为白色球形,如图8所示,平均直径为1850μm,在30g/lnacl溶液中平均沉降速度为0.35cm/s,在8g/lnacl溶液中平均沉降速度为0.85cm/s。
100.实施例7
101.一种可去除或辅助去除水中有机物和/或氨氮的菌丝球,由以下方法制备得到:
102.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤4)中的无菌培养基由10g无水葡萄糖、1g nh4cl、0.72g kh2po4、0.5g mgso4·
7h2o和80g nacl,加去离子水定容至1l,再经灭菌后制得;
103.菌丝球为白色球形,如图9所示,平均直径为1350μm,在80g/lnacl溶液中平均沉降速度为0.82cm/s。
104.对比例1
105.一种真菌菌丝球,由以下方法制备得到:
106.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤4)中所述孢子悬浮液的孢子浓度为102个孢子/ml,培养后得到大量松散菌丝和少量菌丝球(见图10)。
107.由图4和图10可知,接种量过低,制备得到的菌丝球效果较差。
108.对比例2
109.步骤1)~5)与实施例2相似,唯一区别在于,步骤4)中的摇床转速为10rpm;培养后得到大量长条状的疏松菌丝团(见图11)。
110.由图4和图11可知,摇床转速过低,制备不出结构致密的菌丝球。
111.对比应用例1
112.将活性污泥(2021年11月20日取自华东理工大学污水处理厂活性污泥池,下同)加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。前3天,污泥大量上浮、流失,第4天时污泥量仅剩余0.7g/l;第9天时,污泥量为1.2g/l,有机物去除率仅为32%,氨氮去除率仅为11%。废水中有机物及氨氮去除效果不佳。
113.应用例1
114.在超净台中将实施例2制备的菌丝球以2.5g/l的生物量接种到灭菌后的装有模拟页岩气压返液的摇瓶中,置于30℃、160rpm下恒温培养72h,其中模拟页岩气采出水由聚丙烯酰胺200mg、异丙醇220mg、瓜胶100mg、乙二醇25mg、正十六烷40mg、苯酚20mg、苯胺30mg、nh4cl 153mg/l、cacl240mg、mgso4·
7h2o 37mg、feso4·
7h2o 37mg和nacl 30g,加去离子水定容至1l,再经灭菌后制得;模拟页岩气压返液的盐度为3wt.%,cod浓度为850mg/l,氨氮浓度40mg/l。
115.72h后,有机物去除率可达45.9%,氨氮去除率可达25.6%。单位生物量的有机物去除负荷为0.052kg cod/(kg mlss
·
d),单位生物量的氨氮去除负荷为0.0014kg nh
4+-n/(kg mlss
·
d)。
116.应用例2
117.将实施例2制备的菌丝球加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。前9天,有机物及氨氮去除率逐渐上升,第9天后,有机物去除率可以达到69%,氨氮去除率可达30%。此时菌丝球作为载体吸
附了功能微生物共同处理含盐有机废水,总生物量达到3.6g/l,去除效果较对比应用例1更加高效、稳定。
118.应用例3
119.将实施例2制备的菌丝球加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,同时投加活性污泥2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。前3天,污泥被菌丝球大量吸附,未出现明显上浮、流失现象,有机物及氨氮去除率逐渐上升;第9天后,有机物去除率可以达到76%,氨氮去除率可达55%。此时菌丝球作为载体吸附了活性污泥共同处理含盐有机废水,总生物量达到5.4g/l;去除效果较对比应用例1更加高效、稳定。
120.应用例4
121.将实施例3制备的菌丝球加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。前13天,有机物及氨氮去除率逐渐上升;第13天后,有机物去除率可以达到69%,氨氮去除率可达30%。此时菌丝球作为载体吸附了功能微生物共同处理含盐有机废水,总生物量达到3.2g/l,去除效果较对比应用例1更加高效、稳定。
122.应用例5
123.将实施例4制备的菌丝球加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。前16天,有机物及氨氮去除率逐渐上升;第16天后,有机物去除率可以达到69%,氨氮去除率可达29%。此时菌丝球作为载体吸附了功能微生物共同处理含盐有机废水,总生物量达到3.0g/l,去除效果较对比应用例1更加高效、稳定。
124.应用例6
125.将实施例5制备的菌丝球加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。前16天,有机物及氨氮去除率逐渐上升;第17天后,有机物去除率可以达到69%,氨氮去除率可达28%。此时菌丝球作为载体吸附了功能微生物共同处理含盐有机废水,总生物量达到2.8g/l,去除效果较对比应用例1更加高效、稳定。
126.应用例7
127.将实施例6制备的菌丝球加入到四川长宁某页岩气采出水中(盐度为3wt.%,cod浓度为820mg/l,氨氮浓度为65mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为1.64kg cod/(m3·
d)。第1天,菌丝球难以沉降,上浮、流
失严重;第3天时,总生物量仅剩余0.5g/l,有机物去除率仅为8%,氨氮去除率仅为4%。其原因可能在于,菌丝球未经过适宜盐度的适应性培养,胞内未积累盐离子或胞外未释放大量胞外多聚物,直接用于盐度为3wt.%的页岩气采出水中时,难以抵抗高盐环境,导致上浮,随出水排出。生物量太低,有机物与氨氮去除率也相应较差。
128.应用例8
129.将实施例6制备的菌丝球加入到重庆某页岩气压返液中(盐度为0.8wt.%,cod浓度为1050mg/l,氨氮浓度为102mg/l),投加量为2.5g/l,序批式运行反应器(反应器高101cm,内径6.5cm,有效容积2.2l),6h一个周期、换水比50%、ph维持在7.0~8.5、温度维持在25℃~30℃。体系内有机负荷为2.1kg cod/(m3·
d)。第1天,菌丝球沉降较慢,但可以完全持留在反应器中;前7天,菌球沉降速度逐渐加快,有机物及氨氮去除率逐渐上升,第7天后,有机物去除率可以达到73%,氨氮去除率可达42%。此时菌丝球作为载体吸附了功能微生物共同处理含盐有机废水,总生物量达到3.4g/l,去除效果较应用例7更加高效、稳定。
130.应用例9
131.在超净台中将实施例7制备的菌丝球以2.5g/l的生物量接种到灭菌后的装有模拟页岩气压返液的摇瓶中,置于30℃、160rpm下恒温培养72h,其中模拟页岩气采出水由聚丙烯酰胺200mg、异丙醇220mg、瓜胶100mg、乙二醇25mg、正十六烷40mg、苯酚20mg、苯胺30mg、nh4cl 153mg/l、cacl240mg、mgso4·
7h2o 37mg、feso4·
7h2o 37mg和nacl 80g,加去离子水定容至1l,再经灭菌后制得;模拟页岩气压返液的盐度为8wt.%,cod浓度为850mg/l,氨氮浓度40mg/l。
132.72h后,有机物去除率可达41.2%,氨氮去除率可达23.6%。单位生物量的有机物去除负荷为0.047kg cod/(kgmlss
·
d),单位生物量的氨氮去除负荷为0.0013kgnh
4+-n/(kgmlss
·
d)。
133.综上所述,本发明提供的聚多曲霉nxy1可用于页岩气采出水处理过程,不仅能有效去除页岩气采出水中的有机物和氨氮,而且可以吸附活性污泥,减少二沉池的构建,同时解决了活性污泥法处理页岩气采出水时,容易发生污泥上浮的问题。
134.尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
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