申请日2019.08.27
公开(公告)日2019.11.19
IPC分类号C02F3/34; G16C20/10; C02F103/06
摘要
本发明公开了一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法及其应用。该方法包括如下步骤：(1)将对数生长期的假单胞菌分别接种至含有浓度梯度的垃圾渗滤液浓缩液的培养基中作为试验组，同时以接种假单胞菌的培养基为空白对照组，培养至试验组中TOC和TN均趋于稳定;(2)垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性评价和/或可生化性评价：测定试验组和空白对照组中假单胞菌的生长密度，以进行垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性评价;测定培养前后试验组和空白对照组的TOC浓度和TN浓度，并计算其Tt和Dt，以进行垃圾渗滤液浓缩液的可生化性评价。本发明方法有望成为垃圾渗滤液浓缩液可生化性提升技术研究的重要手段。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)设计实验
将对数生长期的假单胞菌分别接种至含有浓度梯度的垃圾渗滤液浓缩液的培养基中作为试验组，同时以接种假单胞菌的培养基为空白对照组，然后分别在22±2℃下进行培养，培养至试验组中TOC和TN均趋于稳定为止;
(2)垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性评价和/或可生化性评价
S1：微生物毒性评价
测定步骤(1)中培养后的试验组和空白对照组中假单胞菌的生长密度Dt、Dbl(t)，并以此进行渗滤液浓缩液微生物毒性评价：若1×104cells/ml S2：可生化性评价 ①先测定步骤(1)中培养前的试验组和空白对照组初始TOC浓度C0和Cbl(0)，以及TN浓度H0和Hbl(0)，然后测定步骤(1)中培养后的试验组和空白对照组的TOC浓度Ct和Cbl(t)，以及TN浓度Ht和Hbl(t)，并计算TOC降解率Tt和TN降解率Dt： Tt=[1-(Ct-Cbl(t))/C0-Cbl(0)]×100%; Dt=[1-(Ht-Hbl(t))/H0-Hbl(0)]×100%; ②根据TOC降解率Tt和TN降解率Dt进行垃圾渗滤液浓缩液的可生化性评价： 若Tt≥75%，且Dt≥75%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性强; 若60%≤Tt<75%，且60%≤Dt<75%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性较强; 若50%≤Tt<60%，且50%≤Dt<60%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性较弱; 若Tt<50%，且Dt<50%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性弱; 若Tt和Dt在不同的范围内，以降解率较低的为准。 2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于，步骤(1)中所述的试验组中TOC和TN均趋于稳定为通过如下方法确定： 将试验组和空白对照组分别在22±2℃下进行培养，培养至10～13天，分别取试验组样品并测定其TOC浓度和TN浓度，然后继续培养至14天，再分别取试验组样品并测定其TOC浓度和TN浓度，若两次测定的TOC浓度以及TN浓度差值均在15%以内，则可以结束培养，进行后续实验;反之，则继续培养，直至TOC浓度和TN浓度相较于上一个时间段的差值均在15%以内;其中，取样的两个时间段间隔不超过四天。 3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 步骤(1)中所述的含有浓度梯度的垃圾渗滤液浓缩液的培养基通过如下方法配置得到：将牛肉膏3g、蛋白胨10g和NaCl 5g分别溶解到1000ml不同稀释倍数的垃圾渗滤液浓缩液中，调pH至7～7.5，121℃灭菌20min，得到所述的培养基;其中，垃圾渗滤液浓缩液稀释的倍数为50～150倍。 4.根据权利要求3所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 所述的垃圾渗滤液浓缩液稀释的倍数分别为50倍、100倍和150倍。 5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 步骤(1)中所述的假单胞菌为OD600为0.6～0.8的假单胞菌悬浮液; 步骤(1)中所述的假单胞菌的接种量为不超过30mg/L。 6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 步骤(1)中所述的假单胞菌为假单胞菌(Pseudomonas Sp.)ATCC27853。 7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 步骤(1)中所述的垃圾渗滤液浓缩液为DTRO膜浓缩液，RO膜浓缩液、纳滤膜浓缩液。 8.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 步骤(1)中所述的培养基为LB培养基。 9.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，其特征在于： 步骤S1中所述的生长密度为采用活菌计数法进行测定。 10.权利要求1～9任一项所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法在垃圾处理领域中的应用。 说明书 一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法及其应用 技术领域 本发明属于垃圾处理技术领域，特别涉及一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法及其应用。 背景技术 垃圾渗滤液膜浓液成分复杂、含盐量高、污染物浓度高、可生化性差，对环境有严重的危害性。目前针对垃圾渗滤液膜浓液的处理，已报道的主要方法有：回灌法、蒸发法、高级氧化法等。回灌法随着回灌次数的增加会不断富集污染物，尤其是无机盐和难降解有机物，而蒸发法和高级氧化法，要达到浓液的无害化处理成本高昂，无法适应膜浓液产量越来越高的趋势。近年来，高级氧化预处理结合生化方法处理垃圾渗滤液膜浓液的研究已有报道，但由于没有探明影响膜浓液可生化性的关键性组分和如何匹配优化和降低高级氧化技术成本，导致在实际应用中，生化方法在处理过程中发挥的作用非常有限，高级氧化复合生化组合工艺在大规模工程应用方面仍存在技术难题。因此对于垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液可生化性评价方法建立十分必要。 发明内容 本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法。 本发明的另一目的在于提供所述垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法的应用。 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法，包括如下步骤： (1)设计实验 将对数生长期的假单胞菌分别接种至含有浓度梯度的垃圾渗滤液浓缩液的培养基中作为试验组，同时以接种假单胞菌的培养基为空白对照组，然后分别在22±2℃下进行培养，培养至试验组中TOC(总有机碳)和TN(总氮)均趋于稳定为止; (2)垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性评价和/或可生化性评价 S1：微生物毒性评价 测定步骤(1)中培养后的试验组和空白对照组中假单胞菌的生长密度Dt、Dbl(t)，并以此进行渗滤液浓缩液微生物毒性评价：若1×104cells/ml S2：可生化性评价 ①先测定步骤(1)中培养前的试验组和空白对照组初始TOC浓度C0和Cbl(0)，以及TN浓度H0和Hbl(0)，然后测定步骤(1)中培养后的试验组和空白对照组的TOC浓度Ct和Cbl(t)，以及TN浓度Ht和Hbl(t)，并计算TOC降解率Tt和TN降解率Dt： Tt=[1-(Ct-Cbl(t))/C0-Cbl(0)]×100%; Dt=[1-(Ht-Hbl(t))/H0-Hbl(0)]×100%; ②根据TOC降解率Tt和TN降解率Dt进行垃圾渗滤液浓缩液的可生化性评价： 若Tt≥75%，且Dt≥75%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性强; 若60%≤Tt<75%，且60%≤Dt<75%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性较强; 若50%≤Tt<60%，且50%≤Dt<60%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性较弱; 若Tt<50%，且Dt<50%，说明垃圾渗滤液浓缩液可生化性弱; 若Tt和Dt在不同的范围内，以降解率较低的为准(例如：Tt>75%，但60%≤Dt<75%，则忽略Tt，直接根据降解率低的Dt进行判断，将其认为该垃圾渗滤液浓缩液可生化性较强)。 步骤(1)中所述的假单胞菌为OD600为0.6～0.8的假单胞菌悬浮液;优选为OD600为0.6的假单胞菌悬浮液。 步骤(1)中所述的假单胞菌优选为假单胞菌(Pseudomonas Sp.)ATCC27853。 步骤(1)中所述的假单胞菌的接种量为不超过30mg/L(优选为占培养基体积的0.01%)。 步骤(1)中所述的垃圾渗滤液浓缩液包括DTRO膜浓缩液(碟管式反渗透膜)、RO膜浓缩液(反渗透膜浓缩液)、纳滤膜浓缩液(垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液)。 步骤(1)中所述的培养基优选为LB培养基。 步骤(1)中所述的含有浓度梯度的垃圾渗滤液浓缩液的培养基优选为通过如下方法配置得到：将牛肉膏3g、蛋白胨10g和NaCl 5g分别溶解到1000ml不同稀释倍数的垃圾渗滤液浓缩液中，调pH至7～7.5，121℃灭菌20min，得到所述的培养基;其中，垃圾渗滤液浓缩液稀释的倍数可以根据实际需要进行调整;优选为50～150倍;更优选为分别稀释50倍、100倍和150倍。 步骤(1)中所述的培养为曝气培养，其培养的时间为14以上。 步骤(1)中所述的试验组中TOC和TN均趋于稳定优选为通过如下方法确定：将试验组和空白对照组分别在22±2℃下进行培养，培养至10～13天，分别取试验组样品并测定其TOC浓度和TN浓度，然后继续培养至14天，再分别取试验组样品并测定其TOC浓度和TN浓度，若两次测定的TOC浓度以及TN浓度差值均在15%以内(优选为10%以内)，则可以结束培养，进行后续实验;反之，则继续培养，直至TOC浓度和TN浓度相较于上一个时间段的差值均在15%以内(优选为10%以内);其中，取样的两个时间段间隔不超过四天(即小于等于四天)。 步骤S1中所述的生长密度优选为采用活菌计数法进行测定。 步骤①中所述的TOC浓度可采用常规方法或仪器设备进行测定，优选为采用岛津TOC-LCPH分析仪进行测定，可进行多次测定，再取平均值。 步骤①中所述的TN浓度可采用常规方法或仪器设备进行测定，优选为采用长春吉大·小天鹅GDYS-104TN进行测定，可进行多次测定，再取平均值。 所述的垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法在垃圾处理领域中的应用。 原理：在渗滤液浓缩液中加入简单培养基作为营养源，以受试物作为有机碳源，在温度22±2℃下曝气培养。14d培养期，以固定时间间隔测定TOC以及TN，用于评价渗滤液浓缩液可生化率。通过分析开始以及结束时TOC以及TN变化确定其可生化性。 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果： 膜浓液中长链烃和卤代烃的含量要高于原垃圾渗滤液，大量的芳香族化合物、邻苯二甲酸酯类等也在膜浓液中被检出，且其盐浓度较高。本发明利用假单胞菌(Pseudomonas Sp.)评价垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液生物毒性，以及利用假单胞菌降低渗滤液纳滤膜浓缩液TOC以及TN用于评价垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液可生化性，有望成为垃圾渗滤液浓缩液可生化性提升技术研究的重要手段。（发明人佘少桦;陆钢;郑剑峰;汤嘉炜;姚荣厚;杨少军;王旸;陈俊杰;李全）
