專利名稱:一種生物處理稠油廢水的方法
技術領域：
本發明涉及水體污染的微生物處理技術，具體地說為一種利用真菌自絮凝能力處理稠油廢水的方法。
背景技術：
目前，國內油田開采大都采用注水方式，隨著開采時間增加，原油含水量逐年升高，后期可高達90％以上，因此產生大量含油廢水。稠油廢水的處理方法主要有物理方法、化學方法和生物方法。前兩種方法主要是處理高濃度含油廢水，對于含油量較低的廢水處理費用較高，而生物處理費用低，無二次污染，污染物可徹底降解，因此被廣泛應用于含油廢水的后續處理。
有機聚合物和石油烴類物質是稠油廢水中的主要污染物，這些污染物分子量大、可生化性差、難以生物降解，它們常隨著油田采出水的排放進入環境，對環境造成嚴重污染。這些污染物生物處理效率很低，多數情況下COD去除率不足30％，遠遠達不到設計標準和當前需要。低效率的稠油廢水處理已經對企業的環保達標和資源節約形成很大壓力，所以企業迫切需求一種高效率、低成本、對現有工藝無重大改變的新的稠油廢水生物處理技術。
發明內容為彌補上述不足，本發明的目的在于提供一種生物處理稠油廢水的方法，它利用具有自絮凝能力的互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，在優化的環境條件下對稠油廢水進行生物處理，能夠在短時間內迅速、高效地降低稠油廢水COD，這對稠油廢水生物處理具有十分重要的意義。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為采用互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，經活化與增殖培養后制備成菌體，然后投加到稠油廢水中，在溫度20～35℃、搖床轉速100～200rpm環境條件下經6～96小時處理稠油廢水；其中以質量百分比計，菌體接種量為1％～3％。
所述菌體在處理廢水前需經過活化與增殖培養，其具體操作步驟為(1)菌種活化將互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)接種到試管斜面培養基，于25～30℃培養3～4天，至出現黑色孢子；(2)增殖培養用接種環從斜面上挑取生長良好的菌體接種到裝有液體培養基的容器中，在溫度設置為25～30℃、轉速為120～180rpm的搖床上培養2～3天，至液體培養基內菌菌體大量繁殖；(3)菌體制備將上述繁殖后菌體離心，菌體用無菌生理鹽水和/或無菌水洗滌，再離心，反復2～3次，每次8～15min，即可獲得純凈的互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)菌體；離心速度為3000～5000rpm。
其中所處理稠油廢水COD濃度為150～500mg/L；所述互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)的液體培養基包括下述質量百分比濃度的成分1.5％～3％葡萄糖、15％～25％馬鈴薯、0.05％～0.15％KH2PO4、0.025％～0.035％MgSO4，pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min；所述斜面培養基包括下述質量百分比濃度的成分1.5％～3％葡萄糖、15％～25％馬鈴薯、0.05％～0.15％KH2PO4、0.025％～0.035％MgSO4、1.4％～2％瓊脂，pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min；以質量百分比計，所述制備成菌體投加到稠油廢水中的接種量以1％～2％為佳，溫度以25～30℃為佳，搖床轉速以120～180rpm為佳，培養時間以9～72小時為佳。
本發明的有益效果1.稠油廢水處理效果好。現有稠油廢水處理方法中物化方法易造成二次污染，生物方法對可生化性差的稠油廢水處理效果不佳。采用本發明進行稠油廢水處理時，可實現對稠油廢水中污染物的有效去除，如在稠油廢水初始COD為150～500mg·L-1下，經該菌作用后COD大幅度降低，去除率在46％～66％左右。其中試驗培養時間隨稠油廢水COD濃度不同而異，濃度高時培養時間長，濃度低時培養時間相對較短。
2.提供一條生物處理稠油廢水新技術方案。本發明在充分利用原有厭氧-好氧生物處理技術的前提下，提供一種生物處理稠油廢水的方法，通過微生物生長條件優化來提高稠油廢水生物處理效率，是提高單位容積負荷、提高總COD去除率，降低平均處理費用的一條有效途徑。
3.成本低，可實現產業化。本發明所述互隔交鏈孢霉(Alternariaalternate)具有極高絮凝能力，對稠油廢水COD去除能力極強，其培養方法簡單，生長速度快，不易變異。本發明具有稠油廢水處理工業化應用前景。
圖1為本發明一個實施例互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)自絮凝宏觀效果圖。
圖2為本發明一個實施例處理結果在顯微鏡下微觀吸附效果圖。
具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
需要說明的是在實施例中所有百分比濃度均為質量百分比濃度，所有培養基中的溶劑均為水。
實施例1采用互隔交鏈胞霉(Alternaria alternate)，經活化與增殖培養后制備成菌體，然后投加到稠油廢水中，處理稠油廢水；具體如下(1)菌種活化在裝有斜面培養基的試管中用接種環挑取菌體接種互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，置于30℃培養箱中培養3天，至出現黑色孢子。斜面培養基的成分為2％葡萄糖、20％馬鈴薯、0.05％KH2PO4、0.025％MgSO4，2％瓊脂、pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min。
(2)增殖培養用接種環從斜面上挑取生長良好的菌體接種到裝有液體培養基的三角瓶中，在溫度設置為28℃、轉速為180rpm的搖床上培養3天，至液體培養基內菌體大量繁殖；液體培養基的成分為2％葡萄糖、20％馬鈴薯、0.05％KH2PO4、0.025％MgSO4，pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min。
(3)菌體制備將上述繁殖后菌體離心，菌體用0.8％無菌生理鹽水和無菌水洗滌，再離心，反復2次，每次15min，即可獲得純凈的互隔交鏈孢霉(Alternariaalternate)菌體，離心速度為3000rpm。
(4)處理參數將制備后的菌體，以1％的接種量(如2.5克)轉接到盛裝250ml稠油廢水的500ml三角瓶中，稠油廢水COD初始濃度為200mg·L-1，在轉速120rpm，25℃條件下進行搖瓶試驗，經6小時后靜置30min。
結果表明取其上清液采用重鉻酸鉀氧化法測定COD，去除率η(％)＝(A-B)/A×100％；COD的去除率可達55.63％(其中A為對照COD值即200.54mg·L-1，B為降解后COD值即88.97mg·L-1，η為COD降解率即55.63％)；本實施例觀察到互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)具有極強的絮凝能力，投加到稠油廢水后菌體迅速擴增，由互隔交鏈孢霉(Alternariaalternate)和廢水中原有微生物組成的絮凝體迅速吸附污染物，使得廢水中變得清澈透明(圖1，其中左側三角瓶中的稠油廢水為不投加菌體的對照例，右側三角瓶中的稠油廢水為投加菌體處理后的結果)。經光學顯微鏡觀察，稠油廢水中污染物被吸附到菌絲體表面(參見圖2)。
實施例2與實施例1不同處在于(1)菌種活化在裝有斜面培養基的試管中用接種環挑取菌體接種互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，置于28℃培養箱中培養4天，至出現黑色孢子。斜面培養基的成分為3％葡萄糖、25％馬鈴薯、0.15％KH2PO4、0.035％MgSO4，1.5％瓊脂、pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min。
(2)增殖培養用接種環從斜面上挑取生長良好的菌體接種到裝有液體培養基的三角瓶中，在溫度設置為30℃、轉速為120rpm的搖床上培養2天，至液體培養基內菌體大量繁殖；液體培養基的成分為3％葡萄糖、25％馬鈴薯、0.15％KH2PO4、0.035％MgSO4，pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min。
(3)菌體制備上述繁殖后菌體離心，菌體用0.8％無菌生理鹽水洗滌，再離心，反復3次，每次8min，即可獲得純凈的互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)菌體，離心速度為5000rpm。
(4)處理參數將制備后的菌體，以2％的接種量(如2.5克)轉接到盛裝250ml稠油廢水的500ml三角瓶中，稠油廢水COD初始濃度為256.42mg·L-1，在轉速180rpm，30℃條件下進行搖瓶試驗，經12小時后靜置30min。取其上清液采用重鉻酸鉀氧化法測定COD值為86.97mg·L-1。試驗結果表明，按照上述處理過程，稠油廢水中COD去除率為66.08％。
實施例3與實施例1不同處在于
(1)菌種活化在裝有斜面培養基的試管中用接種環挑取菌體接種互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，置于25℃培養箱中培養3天，至出現黑色孢子。斜面培養基的成分為1.5％葡萄糖、15％馬鈴薯、0.10％KH2PO4、0.03％MgSO4，1.4％瓊脂、pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min。
(2)增殖培養用接種環從斜面上挑取生長良好的菌體接種到裝有液體培養基的三角瓶中，在溫度設置為25℃、轉速為150rpm的搖床上培養3天，至液體培養基內菌種體大量繁殖；液體培養基的成分為1.5％葡萄糖、15％馬鈴薯、0.10％KH2PO4、0.03％MgSO4，pH自然，余量為作為溶劑的水；在121℃、0.1MPa下滅菌30min。
(3)菌體制備上述繁殖后菌體離心，菌體用無菌水洗滌，再離心，反復2次，每次10min，即可獲得純凈的互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)菌體，離心速度為4000rpm。
(4)處理參數將制備后的菌體，以3％的接種量(如7.5克)轉接到盛裝250ml稠油廢水的500ml三角瓶中，稠油廢水COD初始濃度為500mg·L-1，在轉速200rpm，35℃條件下進行搖瓶試驗，經96小時后靜置30min。取其上清液采用重鉻酸鉀氧化法測定COD值為266.97mg·L-1。試驗結果表明，按照上述處理過程，稠油廢水中COD去除率為46.61％。
實施例4與實施例1不同處在于對稠油廢水的處理參數選擇上，以3％的接種量(如7.5克)轉接到盛裝250ml稠油廢水的500ml三角瓶中，稠油廢水COD初始濃度為300mg·L-1，在轉速150rpm，22℃條件下進行搖瓶試驗，經30小時后靜置30min。取其上清液測定COD值為144.32mg·L-1，去除率為51.89％。
權利要求
1.一種生物處理稠油廢水的方法，其特征在于采用互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，經活化與增殖培養后制備成菌體，然后投加到稠油廢水中，在溫度20～35℃、搖床轉速100～200rpm環境條件下經6～96小時處理稠油廢水；其中以質量百分比計，菌體接種量為1％～3％。
2.根據權利要求
1所述生物處理稠油廢水的方法，其特征在于以質量百分比計，所述制備成菌體投加到稠油廢水中的接種量為1％～2％，溫度為25～30℃，搖床轉速為120～180rpm，培養時間為9～72小時。
3.根據權利要求
1所述生物處理稠油廢水的方法，其特征在于菌體制備步驟如下(1)菌種活化將互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)接種到試管斜面培養基，于25～30℃培養3～4天，至出現黑色孢子；(2)增殖培養用接種環從斜面上挑取生長良好的菌體接種到裝有液體培養基的容器中，在溫度設置為25～30℃、轉速為120～180rpm的搖床上培養2～3天，至液體培養基內菌體大量繁殖；(3)菌體制備將上述繁殖后菌體離心，菌體用無菌生理鹽水和/或無菌水洗滌，再離心，反復2～3次，每次8～15min，即可獲得純凈的互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)菌體；離心速度為3000～5000rpm。
4.根據權利要求
1所述生物處理稠油廢水的方法，其特征在于所述互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)的液體培養基包括下述質量百分比濃度的成分1.5％～3％葡萄糖、15％～25％馬鈴薯、0.05％～0.15％KH2PO4、0.025％～0.035％MgSO4，pH自然，余量為作為溶劑的水；常規滅菌。
5.根據權利要求
1所述生物處理稠油廢水的方法，其特征在于所述斜面培養基包括下述質量百分比濃度的成分1.5％～3％葡萄糖、15％～25％馬鈴薯、0.05％～0.15％KH2PO4、0.025％～0.035％MgSO4、1.4％～2％瓊脂，pH自然，余量為作為溶劑的水；常規滅菌。
專利摘要
本發明涉及水體污染的微生物處理技術，具體地說為一種生物處理稠油廢水的方法。采用互隔交鏈孢霉(Alternaria alternate)，經活化與增殖培養后制備成菌體，然后投加到稠油廢水中，在溫度20～35℃、搖床轉速100～200rpm環境條件下經6～96小時處理稠油廢水；其中以質量百分比計，菌體接種量為1％～3％。本發明利用具有自絮凝能力的互隔交鏈孢霉，在優化的環境條件下對稠油廢水進行生物處理，能夠在短時間內迅速、高效地降低稠油廢水COD。
文檔編號C02F103/10GK1990395SQ200510136730
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發明者郭書海, 王鑫, 李鳳梅 申請人:中國科學院沈陽應用生態研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan