專利名稱：處理聚酯廢水的復合菌劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及處理廢水的微生物功能菌劑技術領域，具體涉及一種處理聚酯廢水的復合菌劑及其制備方法。
背景技術：
近幾十年來，隨著工業、生活廢水的排放和農業中污水灌溉措施的應用，大量有毒的有機化學物質被釋放到環境中。生態環境污染問題已經成為經濟發展的制約因素，現代農業生產中由于對病蟲害的防治而大量使用化學農藥造成農藥殘留污染；工業上大量未經處理的化學工業廢水的排放造成江河湖泊嚴重的環境污染，對我們生存的環境造成嚴峻的威脅。污染環境的生物降解的研究與應用顯得日益迫切而重要。這些有機污染物主要包括酚類、鹵代有機物、多環芳香族、硝基化合物等，其中芳烴類化合物是主要的有機污染物，它主要包括苯酚和多環芳烴。芳烴類化合物廣泛存在于大氣、土壤和水體中，是環境污染物的主要有害成分，具有慢性毒性和致癌、致畸、致突變的“三致”作用，這些化合物從水體和土壤進入植物體內，進而被動物和人體吸收，經生物富集作用，嚴重影響生態環境和人類健康，已被許多國家列為優先控制的環境污染物。尤其是近幾年，汽車、電子、建筑及冶金工業的迅猛發展，促使芳烴類化合物，特別是苯酚的下游產品需求增加，致使苯酚的危害日趨加劇，目前芳烴類化合物已被許多國家列為優先控制的環境污染物。聚酯(PET)是聚對苯二甲酸乙二醇酯的簡稱。由對苯二甲酸和乙二醇經過多次縮聚制得，是一種重要的化工產品，除了傳統的聚酯纖維，PET在很多方面都正在取代聚氯乙烯，是礦泉水和各種飲料的主要瓶裝材料。聚酯廢水中的有機污染物成分包括苯酚類，鄰苯二甲酸酯類，氧雜環化合物以及炔類，醇類和長鏈脂肪族化合物，是一種較難處理的化工廢水。生物強化技術是通過向自然菌群中投加一種或多種高效微生物，以強化對目標去除物的降解，在產生突發或連續的高負荷沖擊下保持系統穩定性的一種技術。近幾年來，對聚酯廢水的生物強化處理雖有所應用，然而專門針對聚酯廢水處理用的微生物菌劑種類較少， 也還存在很多問題，其中主要存在的問題是針對性不強，以致對聚酯廢水的強化效果并不顯著，且菌劑制備成本過高。

發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種強化處理效果好、針對性強、制備方法簡單的處理聚酯廢水的復合菌劑及其制備方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明涉及一種處理聚酯廢水的復合菌劑，該復合菌劑包括如下重量百分比含量的菌種苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。優選的，所述苯酚降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)，所述長鏈烷烴降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785 (《微生物學雜志》2005年第6期)，所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I (《應用與環境生物學報》，2004,10 (5) :643 646)。
優選的，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水生物處理裝置中活性污泥中選育得到的。本發明還涉及一種制備上所述的處理聚酯廢水的復合菌劑的方法，包括如下步驟a、一級種子液制備將所述苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養基的錐形瓶中，再分別對應加入500 600ml/L的苯酚、 600 800ml/L的混合長鏈烷烴和300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調節培養基PH 值至7. 2，搖床培養20 24h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為 1:1: I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二級種子液發酵培養將步驟a所制得的各菌種一級種子液分別按各發酵罐體積10 15%的接種量接入各發酵罐，各發酵罐所用無菌LB液體培養基同步驟a，再分別向各發酵罐中對應加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發酵罐狀態為25 35°C，150 200rpm，通入無菌空氣，通氣量為發酵罐體積的O. 8 I倍/min，壓力為O. I O. 15Mpa，發酵30 36h，制得各菌種的二級種子液；c、將步驟b制得的各菌種的二級種子液分別于4 °C和5000r/min條件下離心 lOmin，傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2 3 次；再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。優選的，所述的無菌LB液體培養基為蛋白胨10g/L,酵母抽取物5g/L,氯化鈉 10g/L, PH = 7. 2，121。。滅菌 20 30min。優選的，所述苯酚降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)，所述長鏈烷烴降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785 (《微生物學雜志》2005年第6期)，所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I (《應用與環境生物學報》，2004,10 (5) :643 646)。優選的，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水生物處理裝置中活性污泥中選育得到的。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果I、本發明的苯酚降解菌是直接從聚酯廢水生物處理裝置中活性污泥中選育得到的，因此菌劑對聚酯廢水適應性強，縮短了復合菌劑對聚酯廢水的適應期，復合菌劑投加后能很快成為優勢菌群，起到強化處理效果。2、本發明的復合菌劑中的鄰苯二甲酸降解菌對鄰苯二甲酸酯類降解效果較好; 而長鏈烷烴降解菌在與苯酚共基質后其好氧降解性能均有改善，對聚酯廢水中的主要組成-長鏈脂肪族化合物具有良好的降解效果。3、本發明通過優化組配出的復合菌劑對聚酯廢水中的各種難降解有機物具有高效降解能力，通過不同菌種間的協同作用，保證聚酯廢水處理后能達到國家一級排放標準。


圖I為實施例3中各反應器出水中的COD變化曲線圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進行詳細描述。以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的范圍。實施例I處理聚酯廢水的復合菌劑的制備，包括如下步驟a、一級種子液制備將所述苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養基的錐形瓶中，再分別對應加入500ml/L的苯酚、800ml/L的混合長鏈烷烴和400ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調節培養基PH值至7. 2，搖床培養20h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二級種子液發酵培養將步驟a所制得的各菌種一級種子液分別按各發酵罐體積10 %的接種量接入各發酵罐，各發酵罐所用無菌LB液體培養基同步驟a，再分別向各發酵罐中對應加入500ml/L的苯酚，800ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，400ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發酵罐狀態為25 30°C，150 180rpm， 通入無菌空氣，通氣量為發酵罐體積的O. 8倍/min，壓力為O. IMpa,發酵30h，制得各菌種的二級種子液；c、將步驟b制得的各菌種的二級種子液分別于4 °C和5000r/min條件下離心 IOmin,傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2次; 再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為苯酚降解菌15%，長鏈烷烴降解菌65%，鄰苯二甲酸降解菌20%。在本實施例中，所述的無菌LB液體培養基為蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化鈉 10g/L, PH = 7. 2，121°C滅菌 20min。在本實施例中，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水生物處理裝置中活性污泥中選育得到的假單胞菌屬(Pseudomonas sp.),該苯酹降解菌對聚酯廢水適應性強，縮短了復合菌劑對聚酯廢水的適應期，復合菌劑投加后能很快成為優勢菌群，起到強化處理效果；所述長鏈燒經降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785,所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I0本實施例的復合菌劑對目標污染物的降解效果是通過以下實驗驗證的A、配置無機鹽降解培養基(無機鹽培養基配方K2HP04 7g ；KH2PO4 3g ；NaCl 0. 2g ； (NH4)2SO4 0. 2g ；MgS04. 7H20 0. 2g ；FeS04. 7H20 0. 02g ;微量元素儲備液 Iml ；H20 IL ;121 °C高壓滅菌20 30min。微量元素儲備液配方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)。調節PH = 7. 2 7. 5，滅菌冷卻后，加入適量底物，保持培養基中各物質的含量為苯酚500 600ml/L，體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷600 800ml/L，鄰苯二甲酸二丁基酯300 500ml/L。B、向IOOmL上述無機鹽降解培養基中投加3g的上述復合菌劑，于30°C、150r/min 恒溫搖床震蕩培養4d后分別檢測其中各物質的含量。經測定，苯酚、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、鄰苯二甲酸酯的降解率分別達到99. 5%,98%,95%,97. 5%、100%。實驗檢測證明，本實施例的復合菌劑，可有效降解液體培養基中的目標污染物。其中的長鏈烷烴降解菌在與苯酚共基質后其好氧降解性能均有改善，共代謝作用在它的降解過程中起著重要的作用，其能對長鏈脂肪族化合物起到良好的降解效果。
實施例2處理聚酯廢水的復合菌劑的制備，包括如下步驟a、一級種子液制備將所述苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養基的錐形瓶中，再分別對應加入550ml/L的苯酚、700ml/L的混合長鏈烷烴和300ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調節培養基PH值至7. 2，搖床培養22h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二級種子液發酵培養將步驟a所制得的各菌種一級種子液分別按各發酵罐體積12 %的接種量接入各發酵罐，各發酵罐所用無菌LB液體培養基同步驟a，再分別向各發酵罐中對應加入550ml/L的苯酚，700ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發酵罐狀態為30°C，180rpm，通入無菌空氣，通氣量為發酵罐體積的O. 9倍/min，壓力為O. 12Mpa，發酵33h，制得各菌種的二級種子液；c、將步驟b制得的各菌種的二級種子液分別于4 °C和5000r/min條件下離心 IOmin,傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2次; 再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為苯酚降解菌25 %，長鏈烷烴降解菌60 %，鄰苯二甲酸降解菌15 %。在本實施例中，所述的無菌LB液體培養基為蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化鈉 10g/L, PH = 7. 2，121°C滅菌 25min。在本實施例中，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水生物處理裝置中活性污泥中選育得到的假單胞菌屬(Pseudomonas sp.),該苯酹降解菌對聚酯廢水適應性強,縮短了復合菌劑對聚酯廢水的適應期，復合菌劑投加后能很快成為優勢菌群，起到強化處理效果；所述長鏈燒經降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785,所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I0采用實施例I中的實驗對本實施例中復合菌劑的降解率進行測定。經測定，苯酚、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、鄰苯二甲酸酯的降解率分別達到100 %、98 %、 100%、96%、99%。實驗檢測證明，本實施例的復合菌劑，同樣可有效降解液體培養基中的目標污染物。實施例3處理聚酯廢水的復合菌劑的制備，包括如下步驟a、一級種子液制備將所述苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養基的錐形瓶中，再分別對應加入600ml/L的苯酚、600ml/L的混合長鏈烷烴和500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調節培養基PH值至7. 2，搖床培養24h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二級種子液發酵培養將步驟a所制得的各菌種一級種子液分別按各發酵罐體積10 15%的接種量接入各發酵罐，各發酵罐所用無菌LB液體培養基同步驟a，再分別向各發酵罐中對應加入600ml/L的苯酚，600ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發酵罐狀態為35°C，200rpm，通入無菌空氣，通氣量為發酵罐體積的I倍/min，壓力為O. 15Mpa，發酵36h，制得各菌種的二級種子液；c、將步驟b制得的各菌種的二級種子液分別于4 °C和5000r/min條件下離心 IOmin,傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復3次; 再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為苯酚降解菌30%，長鏈烷烴降解菌35%，鄰苯二甲酸降解菌35%。在本實施例中，所述的無菌LB液體培養基為蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化鈉 10g/L, PH = 7. 2，121°C滅菌 30min。在本實施例中，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水生物處理裝置中活性污泥中選育得到的假單胞菌屬(Pseudomonas sp.),該苯酹降解菌對聚酯廢水適應性強,縮短了復合菌劑對聚酯廢水的適應期，復合菌劑投加后能很快成為優勢菌群，起到強化處理效果；所述長鏈燒經降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785,所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I0采用3個IL的SBR反應器，模擬工業廢水處理的現場狀況，設定周期48h，其中進水30min,反應45h,沉淀2h,排水30min ;采用微孔曝氣頭充分曝氣,保持溶解氧3 4mg/L ； 反應器A為普通反應器，反應器B、C為強化反應器，其中反應器B中復合菌劑濃度為O. 3g/ L (菌種干重/廢水量)，反應器C中復合菌劑濃度為O. 7g/L (菌種干重/廢水量)；在各反應器中分別接種活性污泥，其濃度(MLSS)均為4g/L，該活性污泥取自污水處理廠好氧回流污泥，以聚酯廢水進行間歇馴化，每日更換上清液，測定COD、PH、溫度、溶解氧等，待COD的去除率穩定后，污泥濃度4g/L，且污泥具有良好的吸附和沉降性能，至此活性污泥馴化完成。采用聚酯廢水作為進水，進水的COD為1578mg/L，PH為5. 5 5. 7。各反應器連續運行，每隔24h定時取樣檢測出水中的COD值。各反應器出水中的COD的變化曲線如圖I所示，由圖I可知反應器B、C的出水明顯優于反應器A，反應器A從第8天起出水COD穩定在210mg/L左右，而反應器B、C的出水COD最終分別穩定在98mg/L、95mg/L，達到了國家排放標準(COD < 100mg/L)的一級要求；同時可知高復合菌劑濃度的反應器C的COD去除率并沒有明顯優于反應器B，結合復合菌劑的成本來考慮，在實際使用中，本發明的復合菌劑正常使用濃度為O. 3g/L (菌種干重/廢水量)。綜上所述，加入本發明的復合菌劑進行聚酯廢水處理，明顯強化了生化處理效果， 進一步降低了出水中的COD值，使其達到了國家排放標準(COD < 100mg/L)的一級要求。
權利要求
1.一種處理聚酯廢水的復合菌劑，其特征在于，該復合菌劑包括如下重量百分比含量的菌種苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。
2.根據權利要求I所述的處理聚酯廢水的復合菌劑，其特征在于，所述苯酚降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.),所述長鏈燒經降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785, 所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-I。
3.根據權利要求2所述的處理聚酯廢水的復合菌劑，其特征在于，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水的活性污泥中選育得到的。
4.一種制備權利要求I所述的處理聚酯廢水的復合菌劑的方法，其特征在于，包括如下步驟a、一級種子液制備將所述苯酚降解菌、長鏈烷烴降解菌、鄰苯二甲酸降解菌分別接種到裝有無菌LB液體培養基的錐形瓶中，再分別對應加入500 600ml/L的苯酚、600 800ml/L的混合長鏈烷烴和300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯，調節培養基PH值至7. 2，搖床培養20 24h，制得各菌種的一級種子液；所述混合長鏈烷烴為體積比為 1:1: I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷；b、二級種子液發酵培養將步驟a所制得的各菌種一級種子液分別按各發酵罐體積 10 15 %的接種量接入各發酵罐，各發酵罐所用無菌LB液體培養基同步驟a，再分別向各發酵罐中對應加入500 600ml/L的苯酚，600 800ml/L的體積比為I : I : I的正二十六烷、正二十七烷和正二十八烷，300 500ml/L的鄰苯二甲酸二丁基酯；發酵罐狀態為25 35°C，150 200rpm，通入無菌空氣，通氣量為發酵罐體積的0. 8 I倍/min，壓力為0. I 0. 15Mpa，發酵30 36h，制得各菌種的二級種子液；C、將步驟b制得的各菌種的二級種子液分別于4°C和5000r/min條件下離心IOmin, 傾去上清液，再分別用無菌生理鹽水洗滌，然后分別在同樣條件下離心，反復2 3次；再進行混合，制得所述功能復合菌劑；所述功能復合菌劑中各菌種的重量百分比含量分別為 苯酚降解菌15 30%，長鏈烷烴降解菌35 65%，鄰苯二甲酸降解菌15 35%。
5.根據權利要求4所述的處理聚酯廢水的復合菌劑的制備方法，其特征在于，所述的無菌LB液體培養基為蛋白胨10g/L，酵母抽取物5g/L，氯化鈉10g/L, PH = 7. 2，121。。滅菌 20 30min。
6.根據權利要求4所述的處理聚酯廢水的復合菌劑的制備方法，其特征在于，所述的所述苯酹降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.),所述長鏈燒烴降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785,所述鄰苯二甲酸降解菌為 Comomonas acidovorans Fy-I
7.根據權利要求6所述的處理聚酯廢水的復合菌劑，其特征在于，所述苯酚降解菌是從聚酯廢水的活性污泥中選育得到的。
全文摘要
本發明公開了一種處理聚酯廢水的復合菌劑及其制備方法。該復合菌劑包括如下重量百分比含量的菌種苯酚降解菌15～30％，長鏈烷烴降解菌35～65％，鄰苯二甲酸降解菌15～35％。所述苯酚降解菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)，所述長鏈烷烴降解菌為Pseudomonas aeruginosa 1785，所述鄰苯二甲酸降解菌為Comomonas acidovorans Fy-1。與現有技術相比，本發明通過優化組配出的復合菌劑對聚酯廢水中的各種難降解有機物具有高效降解能力，通過不同菌種間的協同作用，保證聚酯廢水處理后能達到國家一級排放標準。
文檔編號C12R1/385GK102586113SQ201210069129
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者崔盼盼, 易明 申請人:金碩(上海)生物科技有限公司