高效耐盐菌处理高浓度石化废水的研究

田　２０１０，Ｖｏ１．２７　Ｎｏ．９亿学与生物互程　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　高效耐盐菌处理高浓度石化废水的研究　王祖佑　，马庆霞　，关迎春　，邵硕。，陈怡　，张忠智　（１．兰州石化公司环保处，甘肃兰州７３００６０；　２．中国石油大学（北京）化学科学与工程学院，北京１０２２４９）　摘　要：采用３株高效耐盐菌对模拟兰州石化废水进行处理，探讨了废水处理前后ｐＨ值、ＢＯＤｓ等的变化，同时考　察了营养物质的添加对ＣＯＤ去除率的影响。结果表明，处理后废水ｐＨ值下降，ＢＯＤｓ大幅升高，且高效耐盐茵在３　含盐量下的ＣＯＤ去除率可达８Ｏ　以上，外加碳源对ＣＯＤ去除率影响较小。３株高效耐盐菌均从自然界中分离获得，初　步鉴定为食酸茵属（Ａｃｉｄｏｖｏｒａｘ）。　关键词：高效耐盐菌；石化废水；处理　中图分类号：Ｘ　７８３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—５４２５（２０１０）０９—００８２—０３　石油化工企业的有机化工厂和助剂厂所产生的废　／。　水具有排放量大、污染物组分复杂、处理难度大等特　１．２方法　点，主要含酚类衍生物，其中以邻苯二甲酸二正丁酯　（ＤＢＰ）含量最高，属较难生物降解的工业废水¨】　。在　这样的废水条件下，一般的生物难以较好地生存，废水　处理效果不佳　３．４３。如何有效处理高浓度石化废水一　直是生产企业面临的难题，也是企业实现废水稳定达　１．２．１菌株的驯化分离　‘　取少量经过富集培养的菌液接入５０　ｍＬ以２００　ｍｇ・Ｉ　邻苯二甲酸二正丁酯为唯一碳源的培养基　中，３０℃、１５０　ｒ・ｍｉｎ　振荡培养４８　ｈ。重复上述培养　过程，直至邻苯二甲酸二正丁酯浓度达到１０００　ｍｇ・　标排放的瓶颈　。为此，作者利用从自然界分离获得　的３株高效耐盐菌对高浓度石化废水进行了处理研　究。　Ｉ　～。采用梯度稀释法对菌株进行分离，划线法纯化。　将纯化后处在对数生长期且０Ｄ　。。值相近的驯化菌　株，按３　（体积比）的接种量接入新的唯一碳源培养　基中，选取同一时间内降解率（采用气相色谱法测定）　最大的菌株，置４℃冰箱备用。　１．２．２装置及流程　ｌ　实验　１．１材料和培养基　取兰州石化废水（ＧＣ　ＭＳ分析其主要特征污染物　实验装置如图１所示。计量泵将模拟废水从生物　膜反应器底部打人，从上部出水管排出。实验采用隔　膜式气泵，按向上流运行，用曝气环均匀曝气。加热装　置为加热棒，利用温控仪控制温度。进水槽配备小型　搅拌器，以保持进水浓度均匀。　是邻苯二甲酸二正丁酯、对羟基苯甲醛、甲乙酮等有机　物，以邻苯二甲酸二正丁酯为主），根据矿化度、有机污　染物的浓度，配制初始邻苯二甲酸二正丁酯含量为　１０００　ｍｇ・Ｉ　的模拟废水。　菌种从兰州石化污水处理厂的活性污泥中筛选分离。　在反应器中加入７　Ｉ　的实验泥样，采用连续曝气，　溶解氧控制在２．０　ｍｇ・Ｌ　，温度控制在３Ｏ℃，ｐＨ值　控制在７．５～７．８，含盐量２．５　～３．０　，每隔２４　ｈ取　富集培养基：牛肉膏５　ｇ，蛋白胨１ｏ　ｇ，氯化钠５　ｇ，　ｐＨ值７．２－－７．６，加水定容至１　Ｉ　。　筛选培养基：ＮＨ　ＮＯ。１．０　ｇ，ＫＨ　ＰＯ４　０．５　ｇ，　Ｋ２　ＨＰＯ４　０．５　ｇ，ＭｇＳＯ　・７Ｈ　２　Ｏ　０．２　ｇ，ＣａＣ１２　０．１　ｇ，　样１００　ｍＬ，每组２个平行样，测定出水的ｐＨ值、ＣＯＤ　值、生化需氧量（ＢＯＤ　）、在不同废水与营养比例下及　ＮａＣ１　０．２　ｇ，ＭｎＳＯ　・Ｈ　＿【）微量，ＦｅＳＯ　・７Ｈ。Ｏ微　不同营养配方条件下出水ＣＯＤ值情况，处理系统连　续运转９０　ｄ。　量，邻苯二甲酸二正丁酯适量，加水定容至１　Ｌ，ｐＨ值　收稿日期：２ｏ１ｏ一０６—１２　作者简介：王祖佑（１９５９），男，甘肃兰州人，工程师，从事炼油化工企业污染防治和环境管理。Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｉａｎｈｕｉ２００２＠１６３．ｃｏｒｎ。　王祖佑等：高效耐盐菌处理高浓度石化废水的研究／２０１０年第９期　出水　６　ｌ｜模拟废水２．计量泉３．生化反应罐４．温控仪　５．空气压缩机６．沉淀池　图１实验装置　Ｆｉｇ．１　Ｄｅｖｉｃｅ　ｏｆ　ｔｒｅｎｔｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｔ　ｂａｃｔｅｒｉａ　１．２．３分析测试　ｐＨ值测定：ｗＴｗ　ｐＨ／Ｏｘｉ　３４０ｉ型测试计；生化　需氧量（ＢＯＤ　）测定：ＷＴＷ　ＯｘｉＴｏｐ　ＩＳ型ＢＯＤ测定　仪；化学需氧量（ＣＯＤ）测定：５Ｂ一３Ｄ型ＣＯＤ快速测定　仪。　２结果与讨论　２．１菌株的驯化分离　经富集、驯化培养，确定３株菌株具有较强的邻苯　二甲酸二正丁酯降解能力，命名为ＪＦ一２、ＪＦ一３、ＪＦ一６，经　过生理生化鉴定及分子生物学鉴定为食酸菌属（Ａｃｉ—　ｄｏｖｏｒａ：ｃ）。　．　２．２废水处理前后各项指标变化　２．２．１废水处理前后ｐＨ值变化（图２）　图２废水处理前后ｐＨ僵的变化　Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　由图２可知，废水进入反应罐之前ｐＨ值调节在　７．５～７．８，经过反应器活性污泥处理之后，ｐＨ值降低　为５．５～６．５。其主要原因可能在于微生物在代谢过　程中产生了乙酸等酸性物质。对比最适生长初始ｐＨ　值可知，３株菌处理废水过程中，其ｐＨ值变化基本在　其适宜生长范围内。　２．２．２　废水处理前后ＣｏＤ的变化　微生物以邻苯二甲酸二正丁酯作为唯一碳源，将　废水中邻苯二甲酸二正丁酯代谢成ＣＯ　和Ｈ。（）等。　３株菌作用前后废水的ＣＯＤ的变化见图３。　图３废水处理前后ＣＯＤ的变化　Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ＣＯＤ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　∞　如　∞　５　２　Ｏ　７　５　２　如　∞　如　Ｏ　由图３可知，处理后废水的ＣＯＤ均大幅降低，其　中ＪＦ一２菌对ＣＯＤ最佳去除率为９３　，ＪＦ一３菌对ＣＯＤ　最佳去除率为９９　，ＪＦ一６菌对ＣＯＤ最佳去除率为　９４　，ＣＯＤ去除率均在．８０　以上。整个处理过程中，　微生物对邻苯二甲酸二正丁酯的降解效果较为稳定。　２．２．３废水处理过程中ＢＯ　的变化（图４）　●　曲　吕　凸　０　∞　０　ｌ　２　３　４　５　６　处理时间／周　图４废水处理过程中ＢＯＤ　的变化　Ｆｉｇ．４　Ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ＢＯＤｓ　ｄｅｍａｎｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　由图４可知，随处理时间的延长，废水ＢＯＤｊ不断　增大，其中，ＪＦ一３的增幅最大，ＢＯＤｊ达到１４００　ｍｇ・　Ｉ　，其次为ＪＦ一２，ＢＯＤ　达到７５０　ｍｇ・Ｉ　，ＪＦ一６增幅　较小。表明在废水中接种高效耐盐菌可大幅提高废水　的ＢＯＤ。，增强其可生化性，更利于废水中污染物的降　解，改善废水的生化处理效果。　２．２．４碳源／氮源复合营养下废水处理前后ＣＯＤ的　变化（图５）　日ｌ———一—＼碍　口００　—王祖佑等：高效耐盐菌处理高浓度石化废水的研究／２ｏｌ０年簟９　ＩｌＵ　在小试试验中，模拟废水初始ＣＯＤ值是３６００　ｍｇ　＼好篮　００ｕ　・∞　如　∞　们　加　Ｌ一，添加营养液后有所升高，为４１００　ｍｇ・Ｌ＿。。由　∞如∞　∞如　如　图６可知，生化反应器的出水ＣＯＤ去除率达到８Ｏ　以　上，出水ＣＯＤ浓度在８００　ｍｇ・Ｌ　以下。矿化度实测　２．５ｘ１０　～３．０×１０　ｍｇ・Ｉ　～。这充分说明生物系统　形成了耐高矿化度、降解高浓度有毒有机污染物的极端　Ｏ　３　４　５　６　微生物的优势群系。以上研究表明，模拟废水中的有机　物质完全可以满足微生物生长所需，可少投加或不投加　处理时间／周　图５碳源／氦源复合营养下废水ＣＯＤ去除率　Ｆｉｇ．５　ＣＯＤ　Ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　碳源营养，ＣＯＤ的去除效果是理想的。　ｗｉｔｈ　Ｃ／Ｎ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　３　结论　（Ｉ）３株高效耐盐菌处理高浓度石化废水，出水　添加含碳源的营养物质，处理初期污水的ＣＯＤ明显　增加，说明添加此营养可显著增加ＣＯＤ。由图５可　知，模拟废水进水ＣＯＤ值为４１００　ｍｇ・Ｌ　时，处理后　废水ＣＯＤ去除率虽然达到７Ｏ　～８５％，但仍较高，原　因可能是由于装置运行时间较短，污泥对废水需要一　定的时间适应。　ｐＨ值均有所下降，污染物含量大幅降低，３　含盐量　下的ＣｏＤ去除率均在８０　以上。　（２）３株高效耐盐菌处理高浓度石化废水，均可大　幅提高废水的ＢＯＤ　，从而改善废水处理效果。　（３）３株高效耐盐菌处理高浓度石化废水（初始　ｃＯＤ为４１００　ｍｇ・Ｉ　），外加碳源对ＣＯＤ去除率影　响较小。　参考文献：　［１］沈学崴，孙为军，刘景泰，等．用ＧＣ／ＭＳ法分析某有机化工厂周围　土壤中的有机污染物［Ｊ］．辽宁城乡环境科技，２００５，２５（３）：１４—１５，　２３．　２．２．５未添加碳源营养下废水处理前后ＣＯＤ的变　化（图６）　Ｅ２］李娜，王暄，吕晓龙．优势菌技术处理难降解石化废水研究［Ｊ］．天　津工业大学学报，２００８，２７（４）：４１—４４，４８．　Ｅ３３何义亮，张波．高效复合微生物技术处理化工试剂废水［Ｊ３．中国　２　３　４　５　６　给水排水，２００２，１８（５）：７４　７６．　处理时间／周　［４３宋秀娟，张春燕，荣国海．生物强化技术处理化纤废水ＥＪ３．化工环　保，２００５，２５（４）：２９５—２９７．　图６未加碳源营养下废水ＣＯＤ去除率　Ｆｉｇ．６　ＣＯＤ　Ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｃａｒｂｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ　［５］郭文静，朱运伟，钟理．石化废水深度处理用于回用的研究进展　［Ｊ］．广东化工，２００２，１１（５）：３４　３７．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｃｏｎｅｎｔｒａｔｉｏｎ　Ｐｅｔｒｏ－Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｂｙ　Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｔ　Ｂａｃｔｅｒｉａ　ＷＡＮＧ　Ｚｕ－ｙｏｕ　，ＭＡ　Ｑｉｎｇ－ｘｉａ　，ＧＵＡＮ　Ｙｉｎｇ－ｃｈｕｎ。，ＳＨＡＯ　Ｓｈｕｏ。，ＣＨＥＮ　Ｙｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇ－ｚｈｉ。　（１．Ｔｈｅ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ，　Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００６０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｅｅ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｔ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｒｅａｔ　ｐｅｔｒｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．　Ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ，ＢＯＤ５　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ａｄｄｉｎｇ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ　ｏｎ　ＣＯＤ　ｒｅｍｏｖａ１　ｒａｔｅ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ＢＯＤ５　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　３　ｓａｌｉｎｉｔｙ，ｔｈｅ　ＣＯＤ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　ａｂｏｖｅ　８０　．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈａｄ　ｌｉｔｔｌｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ＣＯＤ　ｒｅｍｏｖａ１　ｒａｔｅ．Ｔｈｒｅｅ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｗｅｒｅ　ｓｅｐａｒａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｎａｔｕｒｅ。ａｎｄ　ｔｈｅｙ　ｗｅｒｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ａｓ　Ａｃｉｄｏｖｏｒａｘ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｔ　ｂａｃｔｅｒｉａ；ｐｅｔｒｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ