公布日：2022.01.21
申請日：2021.10.29
分類號：C02F9/14(2006.01)I;G01N33/18(2006.01)I;C12Q1/02(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C12R1/25(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，包括以下步驟：（1）對多股噻菌靈生產(chǎn)廢水進行生物毒性檢測，區(qū)別出高毒廢水和非高毒廢水；（2）對高毒廢水進行高級氧化處理后，與非高毒廢水進行混合，獲得混合水；（3）采用亮桿菌CQ4‑1或包含亮桿菌CQ4‑1的復(fù)合菌群，對混合水進行發(fā)酵處理。本發(fā)明在對噻菌靈生產(chǎn)廢水進行高級氧化處理后，采用亮桿菌CQ4‑1或包含亮桿菌CQ4‑1的復(fù)合菌株進行發(fā)酵處理，能降低廢水毒性，從而減小生物預(yù)處理后的廢水對后續(xù)生化處理系統(tǒng)的負(fù)荷，提高生化處理效率。
權(quán)利要求書
1.一種噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）對多股噻菌靈生產(chǎn)廢水進行生物毒性檢測，區(qū)別出高毒廢水和非高毒廢水；（2）對高毒廢水進行高級氧化處理后，與非高毒廢水進行混合，獲得混合水；（3）采用亮桿菌或包含亮桿菌的復(fù)合菌群，對混合水進行發(fā)酵處理；所述亮桿菌命名為CQ4 1，已在2021年8月26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，保藏編號為CGMCCNO.23302，微生物分類命名為亮桿菌Leucobactersp.。
2.如權(quán)利要求1所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（3）中，所述復(fù)合菌群還包含惡臭假單胞菌和/或多食鞘氨醇桿菌。
3.如權(quán)利要求2所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，所述復(fù)合菌群中，亮桿菌或突變體的含量為2×1011~4×1011CFU/g，惡臭假單胞菌的含量為2×1011~4×1011CFU/g，多食鞘氨醇桿菌的含量為2×1011~4×1011CFU/g。
4.如權(quán)利要求1所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（1）中，所述生物毒性檢測的具體過程包括以下步驟：（1.1）將胰蛋白胨、酵母提取物、檸檬酸鐵和七葉苷加入水中，混合均勻后，配制成培養(yǎng)基；（1.2）將噻菌靈生產(chǎn)廢水加入培養(yǎng)基中，制成混合體系，所述混合體系中，廢水的體積分?jǐn)?shù)為25~35%；將植物乳桿菌以1~3.4w/v%的接種量接種到混合體系中，制成培養(yǎng)體系；所述植物乳桿菌命名為CR3，已在2021年3月15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，地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏編號為CGMCCNO.22011，微生物分類命名為植物乳桿菌Lactobacillusplantarum；（1.3）將培養(yǎng)體系進行培養(yǎng)，觀察顯色情況，若不顯黑色，則噻菌靈生產(chǎn)廢水為高毒廢水，若顯黑色，則噻菌靈生產(chǎn)廢水為非高毒廢水。
5.如權(quán)利要求4所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（1.1）中，所述培養(yǎng)基中，胰蛋白胨、酵母提取物、檸檬酸鐵和七葉苷的濃度分別為3.3~10g/L、1.67~5g/L、0.5~0.6g/L和1~1.2g/L。
6.如權(quán)利要求5所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（1.1）中，所述培養(yǎng)基中，胰蛋白胨、酵母提取物、檸檬酸鐵和七葉苷的濃度分別為3.3g/L、1.67g/L、0.5g/L和1g/L。
7.如權(quán)利要求1所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（3）的具體過程包括以下步驟：（3.1）對混合水進行水質(zhì)調(diào)節(jié)，獲得待處理廢水；（3.2）將所述亮桿菌或所述突變體或所述復(fù)合菌群以5~15w/v%的接種量接種到待處理廢水中，控制水力停留時間3~4d進行發(fā)酵處理。
8.如權(quán)利要求7所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（3.2）中，在發(fā)酵處理過程中，當(dāng)處理效率降低時，投加所述亮桿菌或所述突變體或所述復(fù)合菌群，并投加乙醇。
9.如權(quán)利要求7所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（3.1）中，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)的具體過程包括以下步驟：向混合水中加入KH2PO4，并調(diào)節(jié)pH至6.8~7.2，獲得待處理廢水。
10.如權(quán)利要求9所述的噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，其特征在于，步驟（3.1）中，所述KH2PO4與混合水的質(zhì)量體積比為0.3~0.7g:1L。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法。本發(fā)明在對噻菌靈生產(chǎn)廢水進行高級氧化處理后，采用亮桿菌CQ4 1或包含亮桿菌CQ4 1的復(fù)合菌株進行發(fā)酵處理，能進一步降低廢水毒性，從而減小生物預(yù)處理后的廢水對后續(xù)生化處理系統(tǒng)的負(fù)荷，提高生化處理效率。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種噻菌靈生產(chǎn)廢水的生物預(yù)處理方法，包括以下步驟：(1)對多股噻菌靈生產(chǎn)廢水進行生物毒性檢測，區(qū)別出高毒廢水和非高毒廢水；(2)對高毒廢水進行高級氧化處理后，與非高毒廢水進行混合，獲得混合水；(3)采用亮桿菌或包含亮桿菌的復(fù)合菌群，對混合水進行發(fā)酵處理；所述亮桿菌命名為CQ4 1，已在2021年8月26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，保藏編號為CGMCCNO.23302，微生物分類命名為亮桿菌Leucobactersp.。
上述亮桿菌經(jīng)鑒定后，判斷為亮桿菌屬的新種，命名為Leucobactersp.CQ4 1。噻菌靈生產(chǎn)廢水除了有乙醇、乙酸乙酯等溶劑類，還含有噻唑衍生物中間體與苯胺類物質(zhì)，對微生物具有高毒性抑制，在高級氧化處理后仍會對現(xiàn)有的活性污泥及其他菌群產(chǎn)生較大的毒性和難生化性，限制了廢水的生化處理效率。而本發(fā)明的亮桿菌CQ4 1對噻菌靈生產(chǎn)廢水具有更高的耐受性，能有效去除廢水中的COD，因而對噻菌靈生產(chǎn)廢水具有較好的處理效果，因此，采用亮桿菌CQ4 1對高級氧化處理后的噻菌靈生產(chǎn)廢水進行發(fā)酵處理，能降低廢水毒性，將本發(fā)明生物預(yù)處理后的廢水再通入生化處理系統(tǒng)中，能減小后續(xù)生化處理系統(tǒng)的負(fù)荷，提高生化處理的效率，從而確保噻菌靈生產(chǎn)廢水的處理效果。
在現(xiàn)有的“高級氧化+生化”處理工藝中，由于缺乏源頭廢水生物毒性檢測手段，各單股廢水基本上都先經(jīng)過高級氧化設(shè)備進行預(yù)處理減毒后進行生化處理，并沒有從源頭上區(qū)分廢水毒性，導(dǎo)致本身無需采用高級氧化的非高毒廢水也進行了高級氧化處理，使得設(shè)備資源浪費、處理成本高，并且，高級氧化的過程中還易產(chǎn)生二次污染。針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用源頭毒性管控技術(shù)，對源頭廢水進行生物毒性檢測，區(qū)別出可直接進行發(fā)酵處理的非高毒廢水，以及需要通過高級氧化處理減毒后才能進行發(fā)酵處理的高毒廢水，可避免全部廢水盲目地全部進行高級氧化，因而能節(jié)省高級氧化處理的費用，避免資源浪費，減少二次污染。
作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述復(fù)合菌群還包含惡臭假單胞菌(Pseudomonasalloputida)和/或多食鞘氨醇桿菌(Sphingobacteriummultivorum)。
亮桿菌CQ4 1與惡臭假單胞菌、多食鞘氨醇桿菌之間具有協(xié)同作用，將其復(fù)配后，能夠提高噻菌靈生產(chǎn)廢水中COD的去除效果。
進一步地，所述復(fù)合菌群中，亮桿菌或突變體的含量為2×1011～4×1011CFU/g，惡臭假單胞菌的含量為2×1011～4×1011CFU/g，多食鞘氨醇桿菌的含量為2×1011～4×1011CFU/g。
作為優(yōu)選，步驟(1)中，所述生物毒性檢測的具體過程包括以下步驟：(1.1)將胰蛋白胨、酵母提取物、檸檬酸鐵和七葉苷加入水中，混合均勻后，配制成培養(yǎng)基；(1.2)將噻菌靈生產(chǎn)廢水加入培養(yǎng)基中，制成混合體系，所述混合體系中，廢水的體積分?jǐn)?shù)為25～35％；將植物乳桿菌以1～3.4w/v％的接種量接種到混合體系中，制成培養(yǎng)體系；所述植物乳桿菌命名為CR3，已在2021年3月15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，地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏編號為CGMCCNO.22011，微生物分類命名為植物乳桿菌Lactobacillusplantarum；(1.3)將培養(yǎng)體系進行培養(yǎng)，觀察顯色情況，若不顯黑色，則噻菌靈生產(chǎn)廢水為高毒廢水，若顯黑色，則噻菌靈生產(chǎn)廢水為非高毒廢水。
在本發(fā)明中，對源頭廢水的生物毒性檢測采用專利CN202110960186.5(本申請人之前申請的專利)中的方法，利用植物乳桿菌CR3，通過顯色深淺直觀地反映出廢水毒性的強弱，區(qū)分出可直接進行發(fā)酵處理的非高毒廢水，以及需要通過高級氧化處理減毒后才能進行發(fā)酵處理的高毒廢水。
植物乳桿菌CR3易于培養(yǎng)，能分泌七葉苷水解酶，將七葉苷分解成葡萄糖和七葉素，七葉素與鐵離子反應(yīng)后生成黑色的化合物，植物乳桿菌CR3數(shù)量越多，黑色越深，通過這種方式，能通過觀察顯色深淺，直觀地反映出廢水對植物乳桿菌CR3的抑制作用強弱。并且，植物乳桿菌CR3對廢水毒性的耐受性適宜，能體現(xiàn)出廢水毒性的強弱，顯色明顯且穩(wěn)定。
根據(jù)經(jīng)驗，將廢水濃度25～35％(即稀釋后廢水體積占總體積的25～35％)作為廢水判斷為毒性程度較高的臨界點，優(yōu)選為廢水濃度30％。植物乳桿菌CR3在接種量為1～3.4w/v％的情況下，當(dāng)廢水濃度為25～35％時，能區(qū)別高毒廢水與非高毒廢水，即，在廢水濃度25～35％下培養(yǎng)，高毒廢水不顯黑色，而非高毒廢水顯黑色。因此，植物乳桿菌CR3能應(yīng)用于源頭廢水生物毒性檢測中，根據(jù)其在廢水濃度25～35％下培養(yǎng)時的顯色情況，能夠判斷廢水能否直接進行發(fā)酵處理。
此外，當(dāng)在常規(guī)的乳酸菌培養(yǎng)基中加入七葉苷和檸檬酸鐵，對植物乳桿菌CR3進行培養(yǎng)時，培養(yǎng)體系無法顯色，說明常規(guī)的乳酸菌培養(yǎng)基不能用于源頭廢水生物毒性檢測。為此，在生物毒性檢測中創(chuàng)新了培養(yǎng)基配方，當(dāng)采用該培養(yǎng)基對植物乳桿菌CR3進行培養(yǎng)時，培養(yǎng)體系能夠顯色，因而能用于源頭廢水的生物毒性檢測。
進一步地，步驟(1.1)中，所述培養(yǎng)基中，胰蛋白胨、酵母提取物、檸檬酸鐵和七葉苷的濃度分別為3.310g/L、1.67～5g/L、0.5～0.6g/L和1～1.2g/L，進一步優(yōu)選為3.3g/L、1.67g/L、0.5g/L和1g/L。
培養(yǎng)基中各成分的濃度過高或過低均會對源頭廢水生物毒性檢測造成影響，具體而言：當(dāng)濃度過低時，培養(yǎng)體系無法顯色，導(dǎo)致其無法反映廢水毒性的強弱；當(dāng)濃度過高時，培養(yǎng)基中含有的營養(yǎng)成分過多，會掩蓋廢水中的營養(yǎng)成分含量對菌株生長的影響。因此，當(dāng)將胰蛋白胨、酵母提取物、檸檬酸鐵和七葉苷的濃度分別控制在3.3～10g/L、1.67～5g/L、0.5～0.6g/L和1～1.2g/L范圍內(nèi)時，培養(yǎng)體系能夠顯色；進一步優(yōu)選為3.3g/L、1.67g/L、0.5g/L和1g/L，在該濃度下，培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分含量較低，不會掩蓋廢水中的營養(yǎng)成分含量對菌株生長的影響。
作為優(yōu)選，步驟(3)的具體過程包括以下步驟：(3.1)對混合水進行水質(zhì)調(diào)節(jié)，獲得待處理廢水；(3.2)將所述亮桿菌或所述突變體或所述復(fù)合菌群以5～15w/v％的接種量接種到待處理廢水中，控制水力停留時間3～4d進行發(fā)酵處理。進一步地，步驟(3.2)中，在發(fā)酵處理過程中，當(dāng)處理效率降低時，投加所述亮桿菌或所述突變體或所述復(fù)合菌群，并投加乙醇。進一步地，步驟(3.1)中，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)的具體過程包括以下步驟：向混合水中加入KH2PO4，并調(diào)節(jié)pH至6.8～7.2，獲得待處理廢水。進一步地，步驟(3.1)中，所述KH2PO4與混合水的質(zhì)量體積比為0.3～0.7g:1L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(1)先利用植物乳桿菌CR3對源頭廢水進行生物毒性檢測，區(qū)別出高毒廢水和非高毒廢水，可避免全部廢水盲目地全部進行高級氧化處理，從而降低成本，避免資源浪費，減少二次污染；(2)亮桿菌CQ4 1對噻菌靈生產(chǎn)廢水具有較高的耐受性，能有效去除其中的COD，且與惡臭假單胞菌、多食鞘氨醇桿菌之間均具有協(xié)同作用，復(fù)配后能進一步提高對噻菌靈生產(chǎn)廢水中COD的處理效果；(3)在高級氧化處理后，采用亮桿菌CQ4 1或包含亮桿菌CQ4 1的復(fù)合菌株進行發(fā)酵處理，能夠進一步降低噻菌靈生產(chǎn)廢水的毒性，減小后續(xù)生化處理系統(tǒng)的負(fù)荷。
（發(fā)明人：蘇悅;楊勇;張文武;夏雨;王偉;楊宇斯;丁靜;李栩琪）
