生物净化污水去除乙二醇的方法

专利名称:生物净化污水去除乙二醇的方法
本发明涉及生物净化污水，去除所含的高浓度乙二醇。
本发明用于开采和加工含硫天然气的工厂，在其工艺过程中，要使用乙二醇并生成浓度大于2000毫克/升的乙二醇污水。
在天然气加工厂，为干燥天然气而使用浓度70-80%的乙二醇水溶液。乙二醇饱和溶液经精馏、浓缩并返回生产循环可得再生。在再生时所生成的污水含乙二醇(大多数情况下浓度很高，达2000毫克/升和更多)和微量元素(K+、M2+g、Z2+n、F2+e、M2+n、C2+a、N-o2、SO2-4)。
现在，对含高浓度乙二醇的污水，或者不经予净化就埋在地下吸收区域，这样就有可能使地表和地下水遭到污染，或者将污水送入炉子，以烧去污水中所含的有机物，这样就会使大气污染。
已知，浓度为0.1毫克/升的乙二醇与酚一起作为碳源被活化污泥的微生物所消化(见KuniskaGoldfingerWladyslava，WlostowskiTadeusz“Applicationofsemicontinuouscultureonmembranefiltersforthestudyofactivatedsludgebacteria”Actamicrobiolpol.，1980，29，No.4，407-412)含量小于10毫克/升的乙二醇可以用不动细菌属(Acineto-bacter)类微生物(见WatsonG.K，IonesN.Thebiodegradationofpolyethyleneglycolsbysewagebacteria“WaterRes”1977，Ⅱ，N.I.95-100)和假单胞菌属(Pseudomonas)类微生物(见FincherE.L.andPayneW.T.Bacterialutilisationofe-therglycols“Applmicrobiol”，1962，10，P542-547)破坏。
然而将上述微生物用于工业净化污水是不可能的，因为他们不能破坏高浓度乙二醇。
生物净化污水中，去除三丁基磷酸酯的方法是已知的，具体是使用活性污泥同时往污水中加入乙二醇使浓度达200毫克/升，在这个方法中乙二醇是污水主要污物的共氧化剂，同时是活性污泥微生物的碳源，因而自身也被破坏(见苏联发明者证书№.673616，1979.7.15公开，分类号CO2C5/10)。
已知方法的缺点是不能保证破坏高浓度乙二醇(高于200毫克/升)，由于生物净化设施的活性污泥经不住这样高浓度的污染物而死亡，因此不可能净化。此方法的另一缺点是污物生物化学破坏过程效率不高，其原因是对活性污泥的予适应时间太长(三周时间)。
本发明的目的是提供一种以生物途径净化含高浓度(高于2000毫克/升)乙二醇污水的方法。
在本发明基础上提出的任务是提供一种生物净化污水的方法，在此方法中使用具有破坏高浓度乙二醇(高于2000毫克/升)特性的微生物。
提出的任务解决如下根据本发明，在生物净化污水除去乙二醇的方法中，向含有乙二醇、微量元素的污水中加入磷、氮源和节细菌属(Arthrobacter)类微生物，然后将上述微生物在20-35℃下培养，直到从所说的污水中除去乙二醇。
由于本申请的发明，就有可能用生物方法净化含乙二醇高于2000毫克/升的污水，净化程度达99%。
根据本申请的发明，使用菌株节细菌属纯菌667(Arthro-bactersimplex667)、节细菌属变菌667(Arthro-bactervariabilis667)作为节细菌属(Arthroba-cter)类微生物是合适的，它们寄存在全苏工业微生物遗传和育种科学研究工业微生物中央陈列馆，或者使用菌株节细菌属菌种126(Arthrobacterspecies126)、节细菌属127(Ar-throbacter127)，它们是寄存在乌克兰共和国科学院A.B.杜曼斯基胶体化学和水化学研究所微生物-破坏菌陈列馆。
为净化含浓度高于4000毫克/升乙二醇的污水，根据本发明，向污水中加入二羟乙基胺作为氮源和乙二醇的共氧化剂是合适的，二羟乙基胺与乙二醇之比为1∶4-5，相应地，另外还加入假单胞菌属(Pseudomonas)类微生物。
为净化含乙二醇及二羟乙基胺的污水，根据本申请的发明，在净化污水的过程中保持二羟乙基胺与乙二醇之比为1∶4-5是合适的。
通过下面对本发明生物净化污水，去除乙二醇的方法和实施例的详述，本发明的其它目的和优点会更清楚。
在本申请的发明中，使用新的节细菌属(Arthrobacter)类细菌，它具有强烈破坏高浓度(2000毫克/升或更高)乙二醇的能力，使污水中所剩的乙二醇含量为70-100毫克/升。
节细菌属(Arthrobacter)类细菌本身是活动杆状细菌(3昼夜球菌)，具有革兰氏阳性染色，发酵乳糖酶、木糖、果糖、生成硫化氢和氨，在20%氯化钠溶液和7%甘油溶液上生长良好。
为有效净化含高浓度乙二醇(2000毫克/升)的污水，仅能使用下述节细菌属(Arthrobacter)类菌株节细菌属纯菌667，节细菌属变菌667(Arthrobaetersimplex667，Ar-throbacterVariabilis667)，它们寄存在全苏工业微生物遗传和育种科学研究所，工业微生物中央陈列馆，或者菌株节细菌属菌种126，节细菌属菌种127(Arthrobacterspecies126，Arthrobacterspecies127)，它们寄存在乌克兰共和国科学院A.B.杜曼斯基胶体化学和水化学研究所微生物-破坏菌陈列馆。
菌株节细菌属菌种126和节细菌属菌种127(Arthroba-cterspecies126和Arthrobacterspecies127)选自河沟的活性污泥。两种菌株在含碳的液体培养基中生长时消化蔗糖、果糖、阿糖、胰岛素、甘油、环己六醇、山梨糖醇、甘露醇、葡萄糖、卫矛己六醇、棉子糖、乳糖酶、鼠李糖。上述菌株在木糖和麦芽糖上不生长。在液体培养基上以薄膜形式生长。
菌株节细菌属菌种126(Arthrobacterspecies126)微微消耗半乳糖。
菌株节细菌属菌种127(Arthrobacterspecies127)不消化半乳糖。
菌株节细菌属菌种126(Arthrobacterspecies126)为尿素酶阳性。
菌株节细菌属菌种127(Arthrobacterspecies127)为尿素酶阴性。
在肉蛋白胨琼脂上两种培养物都具有淡黄色。
在合成培养基上菌株节细菌属菌种126(Arthrobacterspecies126)具有淡黄色，而同样节细菌属菌种127(Arthro-bacterspecies127)具有橙色。
在这些细菌的生长过程中，观察到细胞形态变化，形成球状、杆状和V-形状。
本申请的生物净化污水的方法在于向含乙二醇、微量元素(K+、M2+g、Z2+n、F2+e、M2+n、NO-2、SO2-4)的污水中加入磷源，如双取代磷酸钠或钾，氮源，如硝酸铵，同时要保证微生物活性所必需的比例碳∶氮∶磷为100∶5∶1。
然后在污水中加入上述菌株之一，同时保证播种物质的密度不小于108细胞/毫升。
在大约24-48小时期间内，将上述微生物于20-35℃进行培养，直至污水净化去除乙二醇。
在净化含乙二醇4000毫克/升以上的污水时，在向污水中加入微生物之前，加入氧化剂二羟乙基胺，其加入量要保证二羟乙基胺∶乙二醇等于1∶4-5。二羟乙基胺也是氮源。
然而，在这种情况下必须向被净化的污水中另外还加入假单胞菌属(Pseudomonas)类微生物。加入量要保证节细菌属(Arthro-bacter)类微生物和假单胞菌属(Pseudomonas)类微生物之比为1∶5较好。
可以取任何一种假单胞菌属(Pseudomonas)类微生物，只要它在有高于2000毫克/升浓度乙二醇存在时，能破坏高于1000毫克/升浓度的二羟乙基胺。
在天然气加工厂，为了净化天然气去除含硫成分(硫化氢、乙硫醇)，使用浓度为25-30%的二羟乙基胺水溶液。将饱和的二羟乙基胺水溶液进行热解吸以除去硫化物，然后在专门的吸附器内的活性炭上进行净化，并返入生产循环。再生时生成的污水含二羟乙基胺达10000毫克/升。
它们也必须净化。
本发明可以净化含乙二醇及二羟乙基胺的污水，在这种情况下，二羟乙基胺起乙二醇共氧化剂和氮源的作用，同时，它本身也遭到微生物的破坏。然而，为此，二羟乙基胺与乙二醇的比例，正如我们所发现的，必需保持在1∶4-5的范围内。
实施例1。
将具有下列成分(毫克/升)的污水进行生物净化乙二醇3300K+700M2+g240Z2+n2.1F2+e16M2+n2.1C2+a8.8NH+44.3PO3-40.3NO-20.06SO2-480.0污水的PH值为8-8.5化学氧耗(毫克/升)5100
向污水中还要加入含铵氮(150毫克/升NH4NO3)和磷(350Na2HPO4)的添加剂，以保证所用微生物生命活动所必需的碳∶氮∶磷之比为100∶5∶1。
在污水中加入微生物节细菌纯菌667(Arthrobacter Simplex 667)，并在需氧条件下于10天内对微生物不断培养的情况下，在生物反应槽(体积83升)内对污水进行生物净化。初始的接种密度为300克/升，稀释速度为-0.1小时-1，温度25℃，空气消耗量为1升/小时，以保证溶于水的氧含量不少于5-7毫克/升。
为测定生长曲线，将节细菌属(Arthrobacter)类微生物接种在体积100毫升的培养基中，其密度为108细胞/厘米3，培养基以含乙二醇的污水制成，细菌于24小时期间在锥形烧瓶内周期性地繁殖。化学氧耗量是根据净化设施的技术控制操作的已知方法而获得，乙二醇用光度法和气相色谱法测定，净化污水中去除乙二醇的程度是根据所剩乙二醇的浓度对它的初始浓度的百分数来计算。污水净化指标列于下表。
实施例2净化污水以去除乙二醇，是按类似于实施例1中规定的条件下进行，然而使用的细菌是菌株节细菌属变菌667(ArthrobacterVariabilis667)。
污水净化的指标列于下表。
实施例3净化污水以去除乙二醇是按类似于实施例1中规定的条件下进行，然而乙二醇的初始浓度为4600毫克/升，向污水中补充加入浓度为1150毫克/升的二羟乙基胺作为乙二醇的共氧化剂和唯一的氮源，使用的微生物是菌株节细菌属菌种126(Arthrobacterspecies126)和假单胞菌属(Psudomanas)类细菌。
污水净化的指标列于下表。
实施例4净化污水去除乙二醇是按类似于实施例3中规定的条件下进行。然而，使用二羟乙基胺作为乙二醇的共氧化剂和唯一的氮源，它在污水中的浓度为920毫克/升，使用的节细菌属(Arthrobacter)类微生物是菌株节细菌属菌种127(Arthrobacterspecies127)。
污水净化指标列于下表。
表实乙二醇与净化前污水性质指标(毫克/升)施二羟乙基乙二醇浓度化学氧耗二羟乙基胺浓度例胺之比№123451-33005100-2-33005100-34∶146008300115045∶146008200920
续表实净化后污水性质指标(毫克/升)净化程度(%)施乙二醇浓度二羟乙基胺浓度化学氧耗乙二醇二羟乙基胺例№16789101270-40592，9-2250-39593，4-31001515097，898，941001015097，899，权利要求
1.生物净化污水以去除乙二醇的方法，其特征在于向含有乙二醇、微量元素的污水中加入磷源、氮源及节细菌属(Arthrobacter)类微生物，然后将上述微生物在20-35℃下进行培养，直至从所说的污水中除去乙二醇。
2.一种方法，其特征在于使用的微生物为节细菌属(Arthro-bacter)类微生物，其菌株是节细菌属纯菌667，节细菌属变菌667(Arthrobactersimplex667，ArthrobacterVariabilis667)，它们寄存于全苏工业微生物遗传和育种科学研究所工业微生物中央陈列馆，或者其菌株为节细菌属菌种126，节细菌属菌种127(Arthrobacterspecies126，Ar-throbacterspecies127)，它们寄存于乌克兰共和国科学院A.B.杜曼斯基胶体化学和水化学研究所微生物-破坏菌陈列馆。
3.根据权利要求
1、2的方法，其特征在于向污水中加入二羟乙基胺作为氮源和乙二醇的共氧化剂，二羟乙基胺和乙二醇之比为1∶4-5，相应地另外还加入假单胞菌属(Pseudomonas)类微生物。
4.根据权利要求
3的方法，其特征在于，在使用另外还含有二羟乙基胺的污水的情况时，净化污水的过程中保持二羟乙基胺与乙二醇之比为1∶4-5。
专利摘要
本发明涉及生物净化污水去除所含的高浓度乙二醇。
文档编号C02F3/34GK87100664SQ87100664
公开日1987年8月26日 申请日期1987年1月8日
发明者马克·本亚米诺维奇·特幸伯格, 马里纳·纳夫克哈托纳·尼纳施瓦, 彼特尔·依利克·格沃德亚克, 康斯坦丁·依瓦诺维奇·利希利夫 申请人:伏尔加—乌拉尔含硫化氢天然气开采和加工科研设计院