用于处理工业废料的方法技术

本发明专利技术提供一种用于处理废金属工作流体(MWF)的方法，包括步骤：(a)在第一生物反应器内的固态支撑基体上提供微生物生物膜；(b)将至少一部分包含微生物生物膜的固态支撑基体从第一生物反应器转入第二生物反应器；和(c)在第二生物反应器内培养微生物以降低包含在其内的废MWF的化学需氧量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术概括而言涉及生物修复领域，并且包括微生物在工业废料的处理中的应用。更具体而言，本专利技术涉及微生物用于处理废金属工作流体(MWF)的应用，因此本专利技术可适合用于污水排放或用于失活和进一步精制以使水可重复利用。
技术介绍
MWF在工业制造中例如在汽车发动机、变速器和冲压装置中用作金属切割和碾磨和钻孔操作中的润滑剂和冷却剂。MWF有三种类型合成的、半合成的和油基的(包括矿物油、植物油和动物油)。它们通常被配制为包括抑制金属腐蚀和抑制微生物活性的化学品 (生物杀灭剂)。当MWF用在机械加工操作中时，其随时间而降解并最终需要被除去。由于多种因素，将废MWF排放到环境中是非常困难的，这些因素包括(I)由加入的用于改进MWF性能的例如生物杀灭剂和其它化学组分引起的废MWF的高毒性；和(2)废MWF的高化学需氧量(COD)。COD是使材料(例如废液)的组分氧化所需的氧的量值，且通常被认为是这些材料的有机物含量的量值。典型地，在英国排放到公共下水道的废水的COD的极限值为2000mg/L左右，尽管根据地理情况该数值可能是更高或更低的数值，也可能在不同的国家是更高或更低的数值。用于测量COD的方法在本领域是公知的。一个示例性的方法描述在van derGast & Thompson (2005) Biotechnology & Bioengineering 89，3357-366 中，其中 LASA100移动实验室光度计与COD试管测试试剂盒一起使用。其中测量COD含量的MWF样品用0.2 u m孔径的膜(MiIlipore, UK)预过滤。由于废MWF的毒性和高C0D，将废液排放进环境是严格限制的，特别是在美国和欧洲。传统的化学和物理方法-例如超滤和闪蒸/真空蒸发-已被用在废MWF被排放进环境之前的处理中。然而，这些方法是高耗能的，难以按比例放大到大体积且不能处理现代MWF的污染物负载。一种用于处理不能通过过滤清除的污染物负载的方法是在化学或物理步骤之后对废MWF进行生物处理。一种用于处理废MWF的方法，包括生物处理MWF，其中向MWF中加入微生物以消化不需要的组分。这种生物修复MWF的方法在没有初始加工(例如废MWF的过滤或超滤)的情况下通常不能充分地降低COD (例如参见van der Gast & Thompson (2005) Biotechnology& Bioengineering 89, 3357-366),这为生物方法增加大量的时间、不便和费用。已经公开的可以在一定程度上降低COD的其它生物方法利用微生物液体接种进入生物反应器，其中微生物能够降低废MWF的COD含量。例如，Muszynski & Lebkowska(2005)PolishJournal of Environmental Studies 14,1 第 73-79 页和 Hila 等人(2005) Journal ofChemical Technology and Biotechnology (2005) 80,641-648 描述了根据废 MWF 来选择和培养微生物，随后将微生物液体接种进入生物反应器。已经公开的可以在一定程度上降低COD的另一种生物方法使用稳定的微生物群落，这些微生物群落在使用特定的微生物聚生体的处理过程中保持它们的组成。在这方面，W02008/102131描述了使用至少由土壤杆菌属某种(Agrobacterium spp.)、丛毛单胞菌属某种(Comamonas spp.)、甲基杆菌属某种(Methylobacterium spp.)和微小杆菌属某种(Microbacterrum spp.)组成的微生物聚生体从而处理废MWF。该文献中描述的方法利用液体接种微生物聚生体进入生物反应器，并且还公开了超滤MWF的使用。本专利技术人致力于开发适合以工业规模显著降低废MWF的COD含量的方法。然而，在这样做的过程中，他们遭遇了很多困难。例如，他们发现用现有技术方法建立的生物反应器通常需要冗长的运转时间才能在操作上有效地处理废MWF。这对于以工业规模处理废MWF来说具有严重的时间问题和成本问题。另外举例而言，他们也发现用现有技术的方法建立的生物反应器经常显示出不稳定的性能，一些试验显示出COD含量稍微降低而其它试验显示出不佳的COD降低水平。他们也发现，用这些方法可达到的COD的降低没有低到足够满足他们的需要，因此在被送入废水之前，MWF需要进一步的下游处理，从而增加了另外的费用和不便。 本专利技术在废MWF的生物处理中提供改进，目的在于克服与现有技术相关的问题。
技术实现思路
本专利技术至少部分基于令人惊奇的发现用包含生物膜的固态基体接种生物反应器，所述生物膜已经在不同的生物反应器内预先生长，可以改进废MWF的生物修复。具体来讲，已经发现这种“固态基体接种”方法可以导致接种和高效运转之间更短的时间周期，从而使得生物反应器在以工业规模高生产量地处理MWF方面更有效率。也已发现，生物反应器性能在试验之间更为稳定。因此，根据本专利技术的第一方面，提供一种用于处理废MWF的方法，包括步骤(a)在第一生物反应器内的固态支撑基体上提供微生物生物膜；(b)将至少一部分包含微生物生物膜的固态支撑基体从第一生物反应器转入第二生物反应器；和(C)在第二生物反应器内培养微生物以降低包含在其内的废MWF的化学需氧量。在一个具体实施方案中，在被转入第二生物反应器之前，第一生物反应器内的固态支撑基体上的微生物生物膜能够将废MWF的COD降低到2000mg/L或更低。在一个具体实施方案中，在约30天后，第二生物反应器内的微生物能够将废MWF的COD降低到2000mg/L或更低。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，在步骤(b)中从第一生物反应器转入第二生物反应器的包含微生物生物膜的固态支撑基体的体积为第二生物反应器的体积的至少约10%。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，第二生物反应器的剩余体积被其上不存在或基本上不存在微生物生物膜的固态支撑基体占据。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，在步骤(b)之前或之后首先用MWF，适合地用稀释的MWF填充第二生物反应器，其中其COD介于约5000和10000mg/L之间。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，固态支撑基体包含塑料编织管，由塑料编织管组成，或基本上由塑料编织管组成。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，第一和/或第二生物反应器内的空气流量介于约250和300升每分钟每5000升液态生物反应器体积之间。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，在步骤(a)中建立的生物膜是(i)源自从MWF分离的内源性微生物群落；或(ii)源自通过转入至少一部分包含微生物生物膜的固态支撑基体接种的不同的生物反应器的生物膜，其中所述生物反应器能够将废MWF的COD降低到2000mg/L。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，当生物膜源自从MWF分离的内源性微生物群落时，则第一生物反应器的成熟将通常花费约70天或更长。在一个具体实施方案或上述具体实施方案的组合中，当生物膜源 自通过转入至少一部分包含微生物生物膜的固态支撑基体接种的不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·埃杰，T·古多尔，W·波普，
申请(专利权)人：微生物解决方案有限公司，
类型：
国别省市：