一种含利福霉素废水的微生物预处理方法技术

本发明专利技术涉及水处理领域，公开了一种含利福霉素废水的微生物预处理方法，包括：步骤一：选择混合菌种作为初始生化菌剂；步骤二：将混合菌种加入废水生化系统中进行细菌生化处理；步骤三：往废水中添加生长因子；步骤四：废水生化系统稳定后取菌液，确定最终的菌属比例及优势菌属；步骤五：运行过程中，当处理效果不佳时，依据步骤四的菌属比例结果，将接入的混合菌种中各菌属的比例调整为与步骤四的菌属比例一致。本发明专利技术通过筛选出对利福霉素具有较强抗性的混合菌种，通过细菌生化处理可将废水中的难降解生物毒性物质降解为无毒的物质，快速、经济地将微生物无法直接处理的含利福霉素废水转化为低浓度废水，生化性大大提升。生化性大大提升。生化性大大提升。

【技术实现步骤摘要】
一种含利福霉素废水的微生物预处理方法


本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及一种含利福霉素废水的微生物预处理方法。

技术介绍

抗生素是人类历史上的大发现，已被广泛地用于医疗等多个领域，有效保障了人类身体健康。但在抗生素生产及应用过程中，会产生大量的含有抗生素的难降解有机废水，若直接排放，会严重危害水体环境。利福霉素类抗生素是由地中海链丝菌产生的一类抗生素，其分子结构与磷酸烯醇丙酮酸相似，可与细菌竞争同一个转移酶，使细菌细胞壁合成受到抑制而导致细菌死亡，具有广谱抗菌作用，因此对生化处理工艺的微生物具有抑制作用。利福霉素生产废水主要包括生产工艺废水、洗涤废水及冷却排污水等。该类废水成分复杂，有机物、溶解性或胶体性固体物浓度高，含有难生物降解和抑菌作用的抗生素等生物毒性物质，属于含有难降解生物毒性物质的高浓度有机废水。由于利福霉素废水高毒、可生化性差的特点，通常要对其进行预处理，降低生物毒性，提高可生化性后，才能进入常规活性污泥系统处理。目前，常见的废水预处理手段有许多，例如铁碳微电解、芬顿氧化、湿式氧化、电催化等物化手段，合适的物化法虽然立竿见影，但是通常设备投资高、耗能高，而且容易引起二次污染。因此针对高浓高毒抗生素废水，有必要开发出新的、更为高效低成本的处理方法。

技术实现思路

为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种含利福霉素废水的微生物预处理方法。针对含利福霉素废水。本专利技术通过从自然环境中筛选出适应性强、效果明显的混合菌种CHMS，该混合菌种对利福霉素具有较强的抗性，通过混合菌种的细菌生化处理可将废水中的难降解生物毒性物质降解为无毒的物质，快速、经济地将微生物无法直接处理的含利福霉素废水转化为低浓度废水，生化性大大提升，并去除废水中60～80％的COD和氨氮，降低后续常规生化系统处理负担约60～80％。在现有技术中尚未有报道上述菌属可用于含利福霉素废水的微生物预处理。本专利技术的具体技术方案为：一种含利福霉素废水的微生物预处理方法，包括以下步骤：步骤一：选择混合菌种CHMS作为初始生化菌剂；所述混合菌种包括：Dysgonomonas菌属30
‑
33％，Brevundimonas短波单胞菌属29
‑
32％，Sphingobacterium鞘氨醇杆菌属8
‑
12％，Erysipelothrix丹毒丝菌属5
‑
9％，剩余为其他菌属。步骤二：将混合菌种加入含利福霉素废水的废水生化系统中，进行细菌生化处理；步骤三：往废水中添加优势菌属生长所需生长因子以优化预处理效果。步骤四：废水生化系统稳定后取菌液，提取微生物基因组DNA，对废水生化系统中的微生物结构进行高通量测序，确定最终的菌属比例及优势菌属。
步骤五：运行过程中，当处理效果不佳时，依据步骤四的菌属比例结果，将接入的混合菌种中各菌属的比例调整为与步骤四的菌属比例一致。本专利技术团队在前期研究中发现，抗生素废水成分复杂，含碳水化合物，蛋白质，废菌丝体，有机溶剂，来自发酵残余营养物浓度高，悬浮物浓度高、色度高且有发酵液和酯类气味，存在大量生物毒性物质，如残留抗生素及其代谢产物、表面活性剂、酸、碱、DMF、酯类等有机无机化合物。但实际上，此类废水的有机物对微生物来说是可生化的，废水中的二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)等有机溶剂是生物分解利用中的主要贡献者，只要选择合适的混合菌种，就能够实现高浓废水的生物预处理，进而进行解毒的处理。针对含利福霉素废水，本专利技术通过从自然环境中筛选出适应性强、效果明显的混合菌种CHMS，该混合菌种对利福霉素具有较强的抗性，通过CHMS混合菌种的细菌生化处理可将废水中的难降解生物毒性物质降解为无毒的物质，快速、经济地将微生物无法直接处理的含利福霉素废水转化为低浓度废水，生化性大大提升，并去除废水中60％～80％的COD和氨氮，降低后续常规生化系统处理负担约60％～80％。在现有技术中尚未有报道上述菌属可用于含利福霉素废水的微生物预处理。所述混合菌种CHMS具有以下特性：(1)在含不同浓度利福霉素(0.1％
‑
2％)的培养条件下，各菌属相对丰度基本稳定；(2)较高的利福霉素降解活性；(3)混合菌种的保藏方式为
‑
80℃保藏，配置成含20％甘油的冻存管，复苏时使用LB培养基；(4)混合菌种的培养条件为：温度20
‑
35℃(25℃最适)，pH＝6.0
‑
8.5(pH＝7.0最适)，盐度0.5w/v％
‑
4.5w/v％(1.5w/v％最适)。在该混合体系中，四种不同的主要菌属可以发挥自身的产酶特性，通过酶系互补，起到相辅相成，相互促进的作用，在自然界中细菌之间一直都是广泛共存，两者之间往往存在着某种生态共生作用。在复杂化合物的降解过程中，一种微生物不能单独完成或只能微弱进行的，必须依靠两种或两种以上的微生物来共同完成，通过各自的代谢活动单独或协同降解不同物质来实现细菌之间的共同生存。利福霉素废水成分复杂，含碳水化合物，蛋白质，废菌丝体，有机溶剂，残留抗生素及其代谢产物、表面活性剂、酸、碱、DMF、THF、酯类等有机无机化合物。废水中的二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)等有机溶剂以及其它有机化合物有利于上述四类菌株的生化，该四类菌株属于水解产酸菌，可将复杂有机物转化为简单有机物。其水解主要发生在胞外，在胞外酶的作用下进行生化的最终产物为锻炼的挥发性脂肪防酸。废水中的利福霉素降解主要由Dysgonomonas和Brevundimonas产生的酶催化，其机制为酶催化利福霉素的开环失活。此外，本专利技术将混合菌种中的四类菌的比例在上述范围内的原因在于：Dysgonomonas和Brevundimonas是降解废水中利福霉素的贡献者，属于废水中的优势菌株，故二者在复配菌株中占比大；Sphingobacterium和Erysipelothrix主要参与降解废水中的其它成分。作为优选，所述其他菌株包括Pseudochrobactrum假色杆菌属4
‑
8％，Pseudomonas假单胞菌属2
‑
6％，Vagococcus漫游球菌属3
‑
5％，Paracoccus副球菌属2
‑
4％。
作为优选，所述微生物预处理方法适用于符合以下指标的含利福霉素废水：废水为高毒性，废水中可生化有机碳占总有机碳的比例大于50％，BOD5/CODcr的比值在0.4
±
0.1，CODcr在10000～20000mg/L。作为优选，步骤二具体包括：将废水转移至水质调节池，废水经过水质调节后通向生化处理池中，并在生化处理池中投加尿素、磷盐和15
‑
25w/v％的混合菌种；前期COD＝5000
‑
10000mg/L低负荷间歇进水，控制DO在2
‑
5mg/L、温度在25
‑
30℃；待生化处理池内菌体浓度稳定，菌体对废水CODcr的去除率达到40％以上后再进行COD＝10000
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含利福霉素废水的微生物预处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：选择混合菌种作为初始生化菌剂；所述混合菌种包括：Dysgonomonas菌属30
‑
33%，Brevundimonas短波单胞菌属29
‑
32%，Sphingobacterium鞘氨醇杆菌属8
‑
12%，Erysipelothrix丹毒丝菌属5
‑
9%，剩余为其他菌属；步骤二：将混合菌种加入含利福霉素废水的废水生化系统中，进行细菌生化处理；步骤三：往废水中添加优势菌属生长所需生长因子以优化预处理效果；步骤四：废水生化系统稳定后取菌液，提取微生物基因组DNA，对废水生化系统中的微生物结构进行高通量测序，确定最终的菌属比例及优势菌属；步骤五：运行过程中，当处理效果不佳时，依据步骤四的菌属比例结果，将接入的混合菌种中各菌属的比例调整为与步骤四的菌属比例一致。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述其他菌株包括Pseudochrobactrum假色杆菌属4
‑
8%，Pseudomonas假单胞菌属2
‑
6%，Vagococcus漫游球菌属3
‑
5%，Paracoccus副球菌属2
‑
4%。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述微生物预处理方法适用于符合以下指标的含利福霉素废水：废水中可生化有机碳占总有机碳的比例大于50%，BOD5/CODcr的比值在0.4
±
0.1，CODcr在10000~20000mg/L。4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤二具体包括：将废水转移至水质调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙聪，叶永炼，徐林，张文武，苏悦，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：