一种产表面活性剂细菌及其在煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃的应用制造技术

技术编号:20037898 阅读:9 留言:0更新日期:2019-01-09 01:29
本发明专利技术公开了一种产表面活性剂细菌及其在煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃的应用。该菌株筛选自焦化污泥,经鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),命名为Pseudomonas aeruginosa Rh5,于2018年1月12日保藏在广东省微生物菌种保藏中心,地址:广州市先烈中路100号大院59号楼5楼,保藏号为GDMCC NO:60313。该产表面活性剂细菌可以应用在O1/H/O2工艺的煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃。该产表面活性剂细菌能大幅度原位降低煤/石油化工废水中的多环芳烃,原位降解多环芳烃超过90%,使外排污泥中多环芳烃的含量大幅度降低,极大地降低了外排煤化工污泥的环境风险,并同时提高了脱氮效果。

A Surfactant-producing Bacteria and Its Application in In-situ Reduction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Coal/Petrochemical Wastewater

The invention discloses a surfactant-producing bacteria and its application in situ reduction of polycyclic aromatic hydrocarbons in coal/petrochemical wastewater. The strain was identified as Pseudomonas aeruginosa, named Pseudomonas aeruginosa Rh5. It was deposited in Guangdong Microbial Species Preservation Center on January 12, 2018, on the 5th floor of 59 Building, No. 100 Courtyard, Xianliezhong Road, Guangzhou, and the storage number is GDMCC NO: 60313. The surfactant-producing bacteria can be used to reduce polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in situ in coal/petrochemical wastewater from O1/H/O2 process. The surfactant-producing bacteria can significantly reduce PAHs in coal/petrochemical wastewater in situ and degrade PAHs in situ by more than 90%. The content of PAHs in effluent sludge is greatly reduced, the environmental risk of effluent coal chemical sludge is greatly reduced, and the denitrification effect is also improved.

【技术实现步骤摘要】
一种产表面活性剂细菌及其在煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃的应用
本专利技术属于生物
,具体涉及一种产表面活性剂细菌及其在O1/H/O2(好氧/缺氧/好氧)工艺的煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃的应用。
技术介绍
煤/石油化工业在我国工业当中占有非常重要的地位,其环境问题也非常突出。其中,耗水量和污染物产生量分别占全国总量8%和10%左右,还存在着大量的多环芳烃(PAHs)等有毒和难降解有机物。这类废水中以焦油、长链烷烃、酚类、苯类为代表的有机物其COD值处于3000-30000mg/L范围内,普遍能检测到杂环芳烃、多环芳烃之类的持久性有机污染物。以煤化工的焦化行业为例,2016年焦炭行业排放的焦化废水达到3.5×108m3,约占全国工业废水排放总量的2.2%。炼焦过程贡献了全国PAHs总量的16%以上,估算该行业每年排放到环境中PAHs会达到5000t。作为该类废水中的特征有机污染物,PAHs会以各种形式存在于废水处理的各个工艺阶段,在此过程中,强疏水性的PAHs极易转移到污泥相中,导致其在污泥中不断累积。2012年开始实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)明确规定了该类废水中PAHs的排放限值,其中总PAHs的限值为0.05mg·L-1,苯并[a]芘的限值为0.03μg·L-1,此标准的提出进一步表明PAHs是煤和石化行业控制的重点。目前该类废水工艺设计主要集中于满足BOD、COD、总氮和挥发酚等常规指标的合格性,虽然可以通过活性炭尾水吸附等手段满足焦化废水中PAHs的出水排放限值的要求,但作为焦化废水中的特征有机污染物,PAHs会以较高浓度的形式存在于焦化废水处理的各个工艺阶段中,中间物料特别是污泥的排放值得关注,一些稳定运行的煤化工废水处理站排水中总PAHs浓度虽然都已达标,外排污泥中的PAHs却很高,因为PAHs具有强疏水性,吸附到污泥相是其在废水处理工程中的重要去向。研究分析表明焦化废水处理工程排放的污泥中PAHs的含量达到3-10g/kg污泥(农用污泥中的控制限值为3mg/kg),这样的污泥排放到外界中会造成严重的环境负担,转移到污泥中的PAHs因为污泥的缺氧和微生物传质问题,将更难生物降解。目前缺乏规范的处理方法,法律法规也缺乏针对性,对排放污泥的多环芳烃含量没有限定。这些高含量多环芳烃的污泥尽管通过堆肥、填埋和焚烧等一系列方法处理处置后,仍然会对水体、土壤、农作物以及大气环境造成二次污染。如何有效解决该类废水和污泥中以PAHs为代表的疏水性有机物所带来的环境污染问题,已经成为此领域中一个亟待解决的课题。微生物降解PAHs由于其经济性和有效性而得到广泛研究,但制约微生物降解污泥中PAHs的关键步骤主要是传质过程,PAHs作为亲脂性的有机物,富集在污泥中,降低了PAHs的生物有效性,表现为PAHs从污泥相中转移到微生物体内的传质受限问题,PAHs的传质速度成为这一过程的制约因素。因此,如何加快PAHs的传质速度和强化微生物降解效果,成为多环芳烃降解的关键问题。生物表面活性剂由于其良好的增溶性能、环境友好性、生物可利用性等优点,近年来也应用于环境修复中。但是生物表面活性剂价格相对昂贵,而且在充足有机碳源存在的工业废水,外来碳源的添加也会增加生物降解的负荷,因此生物表面活性剂应用于工业废水处理系统提高PAHs等疏水性有机物生物降解仍鲜见报道。目前现有技术中已公开从污泥中筛选产表面活性剂细菌用于去除土壤中烃类等碳氢化合物、有机物和重金属污染的土壤,以及用于原油回收和泄漏处理等,但现有公开的菌种及处理工艺对煤/石油化工废水中多环芳烃的削减效果并不明显。主要原因是煤/石油化工废水原水的高毒性及在水处理过程中pH、盐度等指标变化较大,因而需要有适应煤/石油化工废水原水的高毒性、较广pH、较高盐度的菌种及合适的水处理工艺。现有的煤/石油化工废水处理多采用前置厌氧的工艺,比如A/O1/O2、A1/A2/O、A1/A2/O1/O2工艺,而产表面活性剂菌是好氧菌,因而需采用前置好氧工艺接种产表面活性剂菌用于煤/石油化工废水中多环芳烃的原位削减。已有的文献表明,前置厌氧工艺也不适用于煤/石油化工废水处理,因为煤/石油化工废水原水的高毒性及对厌氧微生物的严重抑制,因而效果甚微,很难达到理想效果,甚至没有检测到产甲烷菌。例如,Zhao等对韶钢二期A/O1/H/O2焦化废水处理工艺进行了研究,指出在第一个厌氧单元A进水COD为1530mg·L-1,出水COD为1390mg·L-1;Zhu等对韶钢二期A/O1/H/O2厌氧A单元中微生物的分析研究发现,污泥中没有产甲烷菌的存在;Sahariah等采用A1/A2/O生物流化床对焦化废水进行降解,其A1厌氧反应器对苯酚和COD的去除率分别仅为3%和2%左右。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处,本专利技术的首要目的在于提供一种适应煤/石油化工废水的产表面活性剂细菌。本专利技术的另一目的在于提供上述产表面活性剂细菌在O1/H/O2(好氧/缺氧/好氧)工艺的煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃的应用。本专利技术的再一目的在于提供一种基于O1/H/O2工艺的煤/石油化工废水原位削减多环芳烃的方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现:一种产表面活性剂细菌,该菌株筛选自焦化污泥,经鉴定为铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa),命名为PseudomonasaeruginosaRh5,于2018年1月12日保藏在广东省微生物菌种保藏中心,地址:广州市先烈中路100号大院59号楼5楼,保藏号为GDMCCNO:60313。本专利技术提供的产表面活性剂细菌PseudomonasaeruginosaRh5可以应用于原位削减O1/H/O2(好氧/缺氧/好氧)工艺的煤/石油化工废水多环芳烃。一种基于O1/H/O2工艺的煤/石油化工废水原位削减多环芳烃的方法,包括以下步骤:(1)将筛选得到的产表面活性剂细菌PseudomonasaeruginosaRh5进行适应煤/石油化工废水驯化,得到驯化后的Rh5菌株;(2)待处理的煤/石油化工废水通入O1/H/O2生物流化床,进水依次经过O1阶段(一级好氧流化床)、H阶段(缺氧流化床)和O2阶段(二级好氧流化床),其中O1阶段和O2阶段均通入空气,O2阶段的上清液回流到H阶段;O1/H/O2生物流化床稳定运行15天后,在O1阶段投加驯化后的Rh5菌株;在O2阶段流加葡萄糖,并投加驯化后的Rh5菌株。表面活性剂可以作为良好的增溶剂,增强多环芳烃在水中的溶解性,从而增强微生物的利用性,提高废水中多环芳烃的降解。生物表面活性剂较之于化学表面活性剂,具有极低的CMC,良好的增溶性和生物可利用性,但生物表面活性剂价格相对昂贵,应用于废水处理成本高。煤石油化工废水因为含有大量的煤焦油、苯系物、烃类、PAHs等疏水性有机物质,有提供生物表面活性剂菌群生长的环境,因而我们在废水处理O1/H/O2工艺中,在O1富含碳源阶段投加筛选得到的产表面活性剂细菌PseudomonasaeruginosaRh5,经过驯化适应焦化废水的生存环境后,此菌种一方面可以利用废水中的有机物净化废水,另一方面又能分泌表面活性剂增溶多环芳烃,把多环芳烃等本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种产表面活性剂细菌,其特征在于,该菌株为Pseudomonas aeruginosa Rh5,于2018年1月12日保藏在广东省微生物菌种保藏中心,地址:广州市先烈中路100号大院59号楼5楼,保藏号为GDMCC NO:60313。

【技术特征摘要】
1.一种产表面活性剂细菌,其特征在于,该菌株为PseudomonasaeruginosaRh5,于2018年1月12日保藏在广东省微生物菌种保藏中心,地址:广州市先烈中路100号大院59号楼5楼,保藏号为GDMCCNO:60313。2.权利要求1所述的产表面活性剂细菌PseudomonasaeruginosaRh5应用于O1/H/O2工艺的煤/石油化工废水中原位削减多环芳烃。3.一种基于O1/H/O2工艺的煤/石油化工废水原位削减多环芳烃的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将权利要求1所述的产表面活性剂细菌PseudomonasaeruginosaRh5进行适应焦化废水驯化,得到驯化后的Rh5菌株;(2)待处理的煤/石油化工废水通入O1/H/O2生物流化床,进水依次经过O1阶段、H阶段和O2阶段,其中O1阶段和...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴海珍韦海朝孙胜利韦景悦
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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