專利名稱：用于高濃度難降解有機污水處理的耐鹽降解菌及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于用于污水處理的降解菌及其應(yīng)用，特別是關(guān)于用于高濃度難降解 有機污水處理的耐鹽降解菌、該耐鹽降解菌在處理高濃度難降解有機污水中的應(yīng)用以及 利用該耐 鹽降解菌處理高濃度難降解有機污水的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水中很大一部分是難降解的高濃度有機廢水。所謂“高濃度”是指廢水 的有機物濃度(以COD計)在2000mg/L以上，有的甚至高達每升幾萬至十幾萬毫克； 所謂“難降解”是指廢水的可生化性較低(BOD5/COD值一般均在0.3以下甚至更低)， 難以生物降解。因此，業(yè)內(nèi)普遍將COD濃度大于2000mg/L、BOD5/COD值低于0.3的 有機廢水統(tǒng)一稱為“高濃度難降解有機廢水(污水)”?；び袡C廢水水質(zhì)成分較復(fù)雜，主要有石油類、揮發(fā)酚、硫化物、懸浮物、 氰、芳香族胺、氮雜環(huán)和多環(huán)芳烴化合物等，屬于高濃度難降解有機廢水。化工廢水中 的污染物按化學(xué)成分可分為有機物(酚類、有機磷等，主要來自基本有機原料、合成 材料、農(nóng)藥、染料等行業(yè))、無機物(各種金屬和非金屬，如汞、鉛、砷、鉻、酸堿鹽、 氰化物和硫化物等，主要來自無機鹽、氮肥、磷肥、硫硝酸及純堿等行業(yè))以及有機物 和無機物的混合物(主要來自氛堿、感光材料和涂料等行業(yè))。這些難降解的污染物具有 四個基本特性①長期殘留性一旦排放到環(huán)境中，難于被分解，可以在水體、土壤和 底泥等環(huán)境介質(zhì)中存留數(shù)年或更長的時間；②生物蓄積性一般具有低水溶性、高脂溶 性的特征，能夠在多數(shù)生物脂肪組織中蓄積；③半揮發(fā)性可以在大氣環(huán)境中遠距離進 行遷移；④高毒性對人和動物一般具有毒性作用，可以導(dǎo)致生物體內(nèi)分泌紊亂、生殖 及免疫機能失調(diào)，有的甚至引起癌癥等嚴(yán)重疾病。目前，國內(nèi)外對高濃度化工廢水的處理方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法 等。傳統(tǒng)的處理高濃度難降解有機污水的方法主要采用物理-化學(xué)工藝，相關(guān)廢水處理 工藝流程多為“隔油_混凝-過濾”的“三段法”和“混凝_過濾”的“二段法”， 這些技術(shù)對廢水中的懸浮態(tài)、部分乳化態(tài)和部分溶解大分子化合物有較好的去除效果， 但對于大多數(shù)溶解性有機污染物如各類酚類及其衍生物等的去除效果較差。這部分污染 物帶來的COD、BOD5及其他污染物指標(biāo)如氨氮、硫化物、揮發(fā)酚等是引起外排水超標(biāo) 的主要原因，外排水的達標(biāo)率僅為50%左右。采用物理-化學(xué)工藝處理高濃度難降解有 機污水，通常還需要以生物方法進行二級處理工藝以確?；U水排放達標(biāo)。生物法是目前應(yīng)用最廣泛的一種有機廢水處理方法，主要包括活性污泥、生物 膜法、好氧-厭氧法等。它主要是利用微生物的新陳代謝，通過微生物的凝聚、吸附、 氧化分解等作用來降解污水中的有機物，具有應(yīng)用范圍廣、處理量大、成本低等優(yōu)點。 所述的降解污水中有機物的微生物通常為各種降解菌，目前關(guān)于降解污水中有機物的降 解菌的研究報道很多，所述降解菌的種類也很多，但真正能夠在高礦化度、高鹽度條件 下處理高濃度難降解化工有機污水的降解菌很少。例如，呂榮湖、付強等人在“高濃度酚降解菌的選育及其降酚性能”(環(huán)境科學(xué)，第26卷第5期，2005年9月)中揭露了所篩選到的能降解高酚濃度的優(yōu)勢降酚菌，然而，該文獻中并沒有提及所述降酚菌是否能 處理高礦化度、高鹽度污水，事實上，這些菌的耐鹽度并不高，其實際所能處理的污水 的礦化度最高僅約為5000 6000mg/L。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供能夠在高礦化度、高鹽度條件下處理化工有機污水 的降解菌。本發(fā)明的另一目的是提供一種含有本發(fā)明的食酸菌的制劑，以方便保存與應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的是提供所述的降解菌或菌制劑在處理高濃度難降解有機污水 中的應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的是提供利用所述的降解菌或菌制劑處理高濃度難降解有機污 水的方法。本發(fā)明從石化廠的高濃度化工污水水樣中篩選出了 3株菌株，分別命名為 JF-2、JF-3、JF-6。所述JF-2菌株已于2010年04月02日保藏于中國微生物菌種保藏 管理委員會普通微生物中心(地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生 物研究所)，保藏編號CGMCC No.3706 ；所述JF_3菌株已于2010年04月02日保藏于 中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3 號，中國科學(xué)院微生物研究所)，保藏編號CGMCC No.3707 ；所述JF_6菌株已于2010 年04月02日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(地址北京市朝陽 區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所)，保藏編號CGMCC No.3708。本發(fā)明所篩選出的菌株JF-2，JF-3，JF-6，經(jīng)鑒定均為食酸菌 (Acidovoraxsp.)，可用于處理高濃度難降解有機污水，可以在COD 5000 6000mg/L的 環(huán)境中生存，且耐鹽度可達3.5%，能夠處理礦化度高達25000 35000mg/L的有機污 水。本發(fā)明還提供了一種食酸菌制劑，該食酸菌制劑中含有本發(fā)明的保藏編號為 CGMCC No.3706、CGMCC No.3707 和 / 或 CGMCC No.3708 的食酸菌。該食酸菌制劑
可以是固態(tài)菌制劑，也可以是液態(tài)菌制劑，以方便保存與應(yīng)用。本發(fā)明還提供了所述的食酸菌JF-2、JF-3、JF_6(或含有本發(fā)明的食酸菌的制 齊U)在處理高濃度難降解有機污水中的應(yīng)用。在利用本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3、JF_6(或含有本發(fā)明的食酸菌的制劑)處理 高濃度難降解有機污水時，優(yōu)選控制所處理高濃度難降解有機污水的pH值6.0 10.0 ； 所述處理溫度為20°C 40°C。在利用本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3、JF_6(或含有本發(fā)明的食酸菌的制劑)處 理高濃度難降解有機污水時，優(yōu)選控制所述高濃度難降解有機污水中酚類污染物濃度 <1200mg/L例如可以是1000mg/L 1200mg/L ；所述酚類污染物可以是包括苯酚、對甲 基苯甲醛、鄰苯二甲酸二丁酯和/或2，6-二叔丁基對甲酚。在利用本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3、JF_6(或含有本發(fā)明的食酸菌的制劑)處理高濃度難降解有機污水時，優(yōu)選控制所述高濃度難降解有機污水中的含鹽量<3.5%例如 可以是1.5% 3.5% ；礦化度《35000mg/L例如可以是10000mg/L 35000mg/L，或者 20000mg/L 35000mg/L，或者 25000mg/L 35000mg/L。在利用本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3、JF_6(或含有本發(fā)明的食酸菌的制劑)處理 高濃度難降解有機污水時，可以向所處理污水中復(fù)配生物營養(yǎng)制劑，以滿足本發(fā)明的菌 種的生長需要。 本發(fā)明還提供了利用所述的食酸菌JF-2、JF-3、JF_6(或含有本發(fā)明的食酸菌 的制劑)處理高濃度難降解有機污水的方法。本發(fā)明中，對應(yīng)用所述食酸菌處理高濃度 難降解有機污水進行了實驗室小試，并以小試所確定的最佳降解條件為基礎(chǔ)進行了中試 處理，確定了合理的可以工業(yè)化應(yīng)用的污水處理工藝。其中，采用復(fù)配生物營養(yǎng)制劑及 生物強化措施，對高濃度化工廢水進行處理，使其達到常規(guī)生物系統(tǒng)的進水指標(biāo)。具體 的，本發(fā)明的利用所述的食酸菌JF-2、JF-3、JF-6處理高濃度難降解有機污水的方法 包括步驟對待處理污水進行酸化，并對酸化后污水進行稀釋；然后將所述污水輸送到 一生物反應(yīng)器中，所述生物反應(yīng)器內(nèi)投加有本發(fā)明的食酸菌CGMCC No.3706、CGMCC No.3707和/或CGMCCNo.3708(所述食酸菌在反應(yīng)器內(nèi)可以以活性污泥為載體)；控 制反應(yīng)器內(nèi)溫度20°C 40°C，采用水解酸化-接觸氧化工藝，通過曝氣，使污水得到凈 化。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的污水處理方法中，可以是調(diào)整待處理污 水的pH值6 10，優(yōu)選pH值6.5 8.5，最優(yōu)選pH值8左右；對酸化后污水進行稀釋， 可控制稀釋后進水COD在3500 6000mg/L左右，同時可添加食酸菌生長所需的營養(yǎng)物 質(zhì)(常規(guī)食酸菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)即可，例如有機氮源、硫酸鎂、磷酸二氫鉀及 某些金屬離子等)。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，所述待處理污水進入反應(yīng)器前，其中酚 類污染物濃度<1200mg/L，含鹽量《3.5%，礦化度《35000mg/L。將污水輸送到生物反 應(yīng)器后，通過曝氣，在反應(yīng)器中活性污泥中的本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3和/或JF-6的 作用下，即可使污水得到凈化。在本發(fā)明的一具體實施方案中，所述生物反應(yīng)器內(nèi)是投加有本發(fā)明的食酸菌 制劑，該食酸菌制劑為將食酸菌CGMCC No.3706、CGMCC No.3707和/或CGMCC No.3708于富集培養(yǎng)基(可以按照現(xiàn)有技術(shù)中食酸菌的常規(guī)液態(tài)培養(yǎng)基配制)中培養(yǎng)至 濃度IO8 IO9ceIlsAnl而制成，該食酸菌制劑在所述生物反應(yīng)器內(nèi)的投加量為生物反應(yīng) 器內(nèi)污水量的4% 8% (V/V)。優(yōu)選地，所述生物反應(yīng)器內(nèi)同時含有食酸菌CGMCC No.3706、CGMCC No.3707 和 CGMCC No.3708，三種菌的投加比例為 0.5 2 0.5 2 0.5 2(以投加的菌種的初始細胞數(shù)計)。本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3、JF-6以及利用該食酸菌進行污水處理的方法，具 有以下優(yōu)點和效果本發(fā)明的食酸菌JF-2、JF-3、JF-6是耐鹽高效降解高濃度化工廢水 微生物菌種，具有對高濃度化工廢水適應(yīng)性強、生物穩(wěn)定性好等特點。它們不僅可以有 效地降低污水的COD，其最大優(yōu)勢是能夠在高礦化度(礦化度可達25000 35000mg/ L)、較高的鹽含量(例如含鹽量1.5% 3.5%)條件下對污水進行處理，仍然具有良好 的降酚性能。在本發(fā)明的一個實施例中，利用該菌種進行生化現(xiàn)場實驗，裝置運行160 天，微生物生長良好，系統(tǒng)出水穩(wěn)定。


圖1為三株耐鹽菌不同pH條件下酚類污染物降解率圖表；圖2為三株耐鹽菌不同溫度條件下酚類污染物降解率圖表；圖3為三株耐鹽菌不同含鹽量條件下酚類污染物降解率圖表；圖4為三株耐鹽菌不同污染物濃度條件下酚類污染物降解率圖表；圖5為本發(fā)明的耐鹽菌處理高濃度化工污水裝置示意圖；圖6為三株耐鹽菌作用前后污水COD變化規(guī)律圖表。用于專利程序的微生物保存(一)本發(fā)明的耐鹽菌JF-2保藏日期2010年04月02日；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)；保藏編號CGMCCΝο.3706 ；分類命名食酸菌(Acidovoraxsp.)。(二)本發(fā)明的耐鹽菌JF-3保藏日期2010年04月02日；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)；保藏編號CGMCCΝο.3707 ；分類命名食酸菌(Acidovoraxsp.)。(三)本發(fā)明的耐鹽菌JF-6保藏日期2010年04月02日；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)；保藏編號CGMCCΝο.3708 ；分類命名食酸菌(Acidovoraxsp.)。
具體實施例方式下面通過具體實施例進一步詳細說明本發(fā)明的耐鹽菌的特點，以及利用該耐鹽菌處理高濃度難降解污水的方法和所具有的技術(shù)效果，但本發(fā)明并不因此而受到任何限 制。實施例1、本發(fā)明的耐鹽菌JF-2、JF-3、JF_6的分離、鑒定及保藏1、微生物的人工篩選和馴化取石化廠高濃度化工污水水樣(于2008年12月12日采集的綏中SZ-361原油處 理廠原油污染水樣)250mL作為原始菌源，采用常規(guī)的逐量分批馴化法進行人工篩選和馴 化，具體操作包括取0.2mL原始菌源涂布于以lOOmg/L苯酚為唯一碳源的瓊脂平板培 養(yǎng)基中，每種原始菌源做三個平行，30°C，48h培養(yǎng)(同時取0.2mL原始菌源涂布于完全 營養(yǎng)瓊脂平板培養(yǎng)基中，每個做三個平行樣，30°C，48h培養(yǎng)，作為對照)；并依次將所 培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)接入200、300、400mg/L,……lOOOmg/L的以酚類為唯一碳源的篩選培 養(yǎng)基中，直到酚濃度達到所要求濃度lOOOmg/L ；取最終獲得的菌液，先取ImL加入到 9mL的無菌水中，制成10—1的稀釋液，再從10—1稀釋液中同樣取ImL加入到9mL的無菌水中，制備成10_2的稀釋液，以此類推，對最終獲得的菌液做一系列梯度稀釋，并分別 取0.2mL涂布于酚濃度為lOOOmg/L的瓊脂平板培養(yǎng)基，30°C培養(yǎng)48h;隨機挑取單菌落 近百株，在斜面培養(yǎng)基上劃線純化，30°C，48h培養(yǎng)。取馴化菌株經(jīng)過富集培養(yǎng)接種入以 1000mg/L以混合酚為唯一碳源的培養(yǎng)基中，30°C，150rpm培養(yǎng)48h，測定降酚率，選取 苯酚降解率最大的菌株。 本發(fā)明中，經(jīng)過上述培養(yǎng)、馴化，分離出3株不同的菌株，分別命名為JF-2， JF-3，JF-6,用于高濃度化工有機廢水處理。2、菌種鑒定依據(jù)《常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊》，對本發(fā)明分離出的3株菌株JF-2、JF-3、 JF-6進行鑒定，主要從菌株個體形態(tài)特征、菌落特征、染色反應(yīng)、生理生化反應(yīng)等鑒定 到屬，內(nèi)容包括形態(tài)觀察、革蘭氏染色、過氧化氫接觸酶反應(yīng)、氧化酶實驗、葡萄糖氧 化發(fā)酵實驗、甲基紅實驗等，鑒定結(jié)果如下表1。表 權(quán)利要求
1.保藏編號為CGMCC No.3706、CGMCC No.3707 或 CGMCC No.3708 的食酸菌。
2.—種食酸菌制劑，該食酸菌制劑中含有保藏編號為CGMCCNo.3706、CGMCC No.3707和/或CGMCC No.3708的食酸菌，該食酸菌制劑為固態(tài)或液態(tài)菌制劑。
3.權(quán)利要求1所述的食酸菌或權(quán)利要求2所述的食酸菌制劑在處理高濃度難降解有機 污水中的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中，所述高濃度難降解有機污水的pH值6.0 10.0 ；所述處理溫度為20°C 40°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中，所述高濃度難降解有機污水中酚類污染物濃 度<1200mg/L;所述酚類污染物包括苯酚、對甲基苯甲醛、鄰苯二甲酸二丁酯和/或2， 6_ 二叔丁基對甲酚。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中，所述高濃度難降解有機污水中的含鹽量 <3.5% ；礦化度《35000mg/L。
7.利用權(quán)利要求1所述的食酸菌或權(quán)利要求2所述的食酸菌制劑處理高濃度難降解有 機污水的方法，該方法包括步驟對待處理污水進行酸化，并對酸化后污水進行稀釋；然后將所述污水輸送到一生物 反應(yīng)器中，所述生物反應(yīng)器內(nèi)投加有權(quán)利要求1所述的食酸菌CGMCC No.3706、CGMCC No.3707和/或CGMCC No.3708,或者含有權(quán)利要求2所述的食酸菌制劑；控制反應(yīng)器 內(nèi)溫度為20°C 40°C，采用水解酸化-接觸氧化工藝，通過曝氣，使污水得到凈化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述待處理污水進入反應(yīng)器前，pH值6.0 10.0，酚類污染物濃度<1200mg/L，含鹽量《3.5%，礦化度《35000mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器內(nèi)是投加有權(quán)利要求2所 述的食酸菌制劑，該食酸菌制劑為將食酸菌CGMCC No.3706、CGMCC No.3707和/或 CGMCC No.3708于富集培養(yǎng)基中培養(yǎng)至濃度IO8 109cellS/ml而制成，該食酸菌制劑在 所述生物反應(yīng)器內(nèi)的投加量為生物反應(yīng)器內(nèi)污水量的4% 8% (V/V)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述生物反應(yīng)器內(nèi)含有食酸菌CGMCC No.3706、CGMCC No.3707 和 CGMCC No.3708，三種菌的投加比例為 0.5 2 0.5 2 0.5 2。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于用于高濃度難降解有機污水處理的耐鹽降解菌及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的耐鹽降解菌是保藏編號為CGMCC No.3706、CGMCC No.3707或CGMCC No.3708的食酸菌，本發(fā)明還提供了所述的食酸菌在處理高濃度難降解有機污水中的應(yīng)用，以及利用所述的食酸菌處理高濃度難降解有機污水的方法。本發(fā)明的食酸菌是耐鹽高效降解高濃度化工廢水微生物菌種，具有對高濃度化工廢水適應(yīng)性強、生物穩(wěn)定性好等特點，能夠在高礦化度及較高的鹽含量條件下對污水進行處理，可以有效地降低污水的COD。
文檔編號C12R1/01GK102021126SQ201010180648
公開日2011年4月20日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者喬瑋, 關(guān)迎春, 張忠智, 王祖佑, 羅一菁, 陳怡 , 馬慶霞 申請人:中國石油大學(xué)(北京), 中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司, 中國石油天然氣集團公司