公布日：2022.01.21
申请日：2021.10.29
分类号：C02F9/14(2006.01)I;G01N33/18(2006.01)I;C12Q1/02(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C12R1/25(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种噻菌灵生产废水的生物预处理方法，包括以下步骤：（1）对多股噻菌灵生产废水进行生物毒性检测，区别出高毒废水和非高毒废水；（2）对高毒废水进行高级氧化处理后，与非高毒废水进行混合，获得混合水；（3）采用亮杆菌CQ4‑1或包含亮杆菌CQ4‑1的复合菌群，对混合水进行发酵处理。本发明在对噻菌灵生产废水进行高级氧化处理后，采用亮杆菌CQ4‑1或包含亮杆菌CQ4‑1的复合菌株进行发酵处理，能降低废水毒性，从而减小生物预处理后的废水对后续生化处理系统的负荷，提高生化处理效率。
权利要求书
1.一种噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）对多股噻菌灵生产废水进行生物毒性检测，区别出高毒废水和非高毒废水；（2）对高毒废水进行高级氧化处理后，与非高毒废水进行混合，获得混合水；（3）采用亮杆菌或包含亮杆菌的复合菌群，对混合水进行发酵处理；所述亮杆菌命名为CQ4 1，已在2021年8月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNO.23302，微生物分类命名为亮杆菌Leucobactersp.。
2.如权利要求1所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（3）中，所述复合菌群还包含恶臭假单胞菌和/或多食鞘氨醇杆菌。
3.如权利要求2所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，所述复合菌群中，亮杆菌或突变体的含量为2×1011~4×1011CFU/g，恶臭假单胞菌的含量为2×1011~4×1011CFU/g，多食鞘氨醇杆菌的含量为2×1011~4×1011CFU/g。
4.如权利要求1所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（1）中，所述生物毒性检测的具体过程包括以下步骤：（1.1）将胰蛋白胨、酵母提取物、柠檬酸铁和七叶苷加入水中，混合均匀后，配制成培养基；（1.2）将噻菌灵生产废水加入培养基中，制成混合体系，所述混合体系中，废水的体积分数为25~35%；将植物乳杆菌以1~3.4w/v%的接种量接种到混合体系中，制成培养体系；所述植物乳杆菌命名为CR3，已在2021年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCCNO.22011，微生物分类命名为植物乳杆菌Lactobacillusplantarum；（1.3）将培养体系进行培养，观察显色情况，若不显黑色，则噻菌灵生产废水为高毒废水，若显黑色，则噻菌灵生产废水为非高毒废水。
5.如权利要求4所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（1.1）中，所述培养基中，胰蛋白胨、酵母提取物、柠檬酸铁和七叶苷的浓度分别为3.3~10g/L、1.67~5g/L、0.5~0.6g/L和1~1.2g/L。
6.如权利要求5所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（1.1）中，所述培养基中，胰蛋白胨、酵母提取物、柠檬酸铁和七叶苷的浓度分别为3.3g/L、1.67g/L、0.5g/L和1g/L。
7.如权利要求1所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（3）的具体过程包括以下步骤：（3.1）对混合水进行水质调节，获得待处理废水；（3.2）将所述亮杆菌或所述突变体或所述复合菌群以5~15w/v%的接种量接种到待处理废水中，控制水力停留时间3~4d进行发酵处理。
8.如权利要求7所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（3.2）中，在发酵处理过程中，当处理效率降低时，投加所述亮杆菌或所述突变体或所述复合菌群，并投加乙醇。
9.如权利要求7所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（3.1）中，所述水质调节的具体过程包括以下步骤：向混合水中加入KH2PO4，并调节pH至6.8~7.2，获得待处理废水。
10.如权利要求9所述的噻菌灵生产废水的生物预处理方法，其特征在于，步骤（3.1）中，所述KH2PO4与混合水的质量体积比为0.3~0.7g:1L。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种噻菌灵生产废水的生物预处理方法。本发明在对噻菌灵生产废水进行高级氧化处理后，采用亮杆菌CQ4 1或包含亮杆菌CQ4 1的复合菌株进行发酵处理，能进一步降低废水毒性，从而减小生物预处理后的废水对后续生化处理系统的负荷，提高生化处理效率。
本发明的具体技术方案为：一种噻菌灵生产废水的生物预处理方法，包括以下步骤：(1)对多股噻菌灵生产废水进行生物毒性检测，区别出高毒废水和非高毒废水；(2)对高毒废水进行高级氧化处理后，与非高毒废水进行混合，获得混合水；(3)采用亮杆菌或包含亮杆菌的复合菌群，对混合水进行发酵处理；所述亮杆菌命名为CQ4 1，已在2021年8月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNO.23302，微生物分类命名为亮杆菌Leucobactersp.。
上述亮杆菌经鉴定后，判断为亮杆菌属的新种，命名为Leucobactersp.CQ4 1。噻菌灵生产废水除了有乙醇、乙酸乙酯等溶剂类，还含有噻唑衍生物中间体与苯胺类物质，对微生物具有高毒性抑制，在高级氧化处理后仍会对现有的活性污泥及其他菌群产生较大的毒性和难生化性，限制了废水的生化处理效率。而本发明的亮杆菌CQ4 1对噻菌灵生产废水具有更高的耐受性，能有效去除废水中的COD，因而对噻菌灵生产废水具有较好的处理效果，因此，采用亮杆菌CQ4 1对高级氧化处理后的噻菌灵生产废水进行发酵处理，能降低废水毒性，将本发明生物预处理后的废水再通入生化处理系统中，能减小后续生化处理系统的负荷，提高生化处理的效率，从而确保噻菌灵生产废水的处理效果。
在现有的“高级氧化+生化”处理工艺中，由于缺乏源头废水生物毒性检测手段，各单股废水基本上都先经过高级氧化设备进行预处理减毒后进行生化处理，并没有从源头上区分废水毒性，导致本身无需采用高级氧化的非高毒废水也进行了高级氧化处理，使得设备资源浪费、处理成本高，并且，高级氧化的过程中还易产生二次污染。针对上述技术问题，本发明采用源头毒性管控技术，对源头废水进行生物毒性检测，区别出可直接进行发酵处理的非高毒废水，以及需要通过高级氧化处理减毒后才能进行发酵处理的高毒废水，可避免全部废水盲目地全部进行高级氧化，因而能节省高级氧化处理的费用，避免资源浪费，减少二次污染。
作为优选，步骤(3)中，所述复合菌群还包含恶臭假单胞菌(Pseudomonasalloputida)和/或多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacteriummultivorum)。
亮杆菌CQ4 1与恶臭假单胞菌、多食鞘氨醇杆菌之间具有协同作用，将其复配后，能够提高噻菌灵生产废水中COD的去除效果。
进一步地，所述复合菌群中，亮杆菌或突变体的含量为2×1011～4×1011CFU/g，恶臭假单胞菌的含量为2×1011～4×1011CFU/g，多食鞘氨醇杆菌的含量为2×1011～4×1011CFU/g。
作为优选，步骤(1)中，所述生物毒性检测的具体过程包括以下步骤：(1.1)将胰蛋白胨、酵母提取物、柠檬酸铁和七叶苷加入水中，混合均匀后，配制成培养基；(1.2)将噻菌灵生产废水加入培养基中，制成混合体系，所述混合体系中，废水的体积分数为25～35％；将植物乳杆菌以1～3.4w/v％的接种量接种到混合体系中，制成培养体系；所述植物乳杆菌命名为CR3，已在2021年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCCNO.22011，微生物分类命名为植物乳杆菌Lactobacillusplantarum；(1.3)将培养体系进行培养，观察显色情况，若不显黑色，则噻菌灵生产废水为高毒废水，若显黑色，则噻菌灵生产废水为非高毒废水。
在本发明中，对源头废水的生物毒性检测采用专利CN202110960186.5(本申请人之前申请的专利)中的方法，利用植物乳杆菌CR3，通过显色深浅直观地反映出废水毒性的强弱，区分出可直接进行发酵处理的非高毒废水，以及需要通过高级氧化处理减毒后才能进行发酵处理的高毒废水。
植物乳杆菌CR3易于培养，能分泌七叶苷水解酶，将七叶苷分解成葡萄糖和七叶素，七叶素与铁离子反应后生成黑色的化合物，植物乳杆菌CR3数量越多，黑色越深，通过这种方式，能通过观察显色深浅，直观地反映出废水对植物乳杆菌CR3的抑制作用强弱。并且，植物乳杆菌CR3对废水毒性的耐受性适宜，能体现出废水毒性的强弱，显色明显且稳定。
根据经验，将废水浓度25～35％(即稀释后废水体积占总体积的25～35％)作为废水判断为毒性程度较高的临界点，优选为废水浓度30％。植物乳杆菌CR3在接种量为1～3.4w/v％的情况下，当废水浓度为25～35％时，能区别高毒废水与非高毒废水，即，在废水浓度25～35％下培养，高毒废水不显黑色，而非高毒废水显黑色。因此，植物乳杆菌CR3能应用于源头废水生物毒性检测中，根据其在废水浓度25～35％下培养时的显色情况，能够判断废水能否直接进行发酵处理。
此外，当在常规的乳酸菌培养基中加入七叶苷和柠檬酸铁，对植物乳杆菌CR3进行培养时，培养体系无法显色，说明常规的乳酸菌培养基不能用于源头废水生物毒性检测。为此，在生物毒性检测中创新了培养基配方，当采用该培养基对植物乳杆菌CR3进行培养时，培养体系能够显色，因而能用于源头废水的生物毒性检测。
进一步地，步骤(1.1)中，所述培养基中，胰蛋白胨、酵母提取物、柠檬酸铁和七叶苷的浓度分别为3.310g/L、1.67～5g/L、0.5～0.6g/L和1～1.2g/L，进一步优选为3.3g/L、1.67g/L、0.5g/L和1g/L。
培养基中各成分的浓度过高或过低均会对源头废水生物毒性检测造成影响，具体而言：当浓度过低时，培养体系无法显色，导致其无法反映废水毒性的强弱；当浓度过高时，培养基中含有的营养成分过多，会掩盖废水中的营养成分含量对菌株生长的影响。因此，当将胰蛋白胨、酵母提取物、柠檬酸铁和七叶苷的浓度分别控制在3.3～10g/L、1.67～5g/L、0.5～0.6g/L和1～1.2g/L范围内时，培养体系能够显色；进一步优选为3.3g/L、1.67g/L、0.5g/L和1g/L，在该浓度下，培养基中营养成分含量较低，不会掩盖废水中的营养成分含量对菌株生长的影响。
作为优选，步骤(3)的具体过程包括以下步骤：(3.1)对混合水进行水质调节，获得待处理废水；(3.2)将所述亮杆菌或所述突变体或所述复合菌群以5～15w/v％的接种量接种到待处理废水中，控制水力停留时间3～4d进行发酵处理。进一步地，步骤(3.2)中，在发酵处理过程中，当处理效率降低时，投加所述亮杆菌或所述突变体或所述复合菌群，并投加乙醇。进一步地，步骤(3.1)中，所述水质调节的具体过程包括以下步骤：向混合水中加入KH2PO4，并调节pH至6.8～7.2，获得待处理废水。进一步地，步骤(3.1)中，所述KH2PO4与混合水的质量体积比为0.3～0.7g:1L。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)先利用植物乳杆菌CR3对源头废水进行生物毒性检测，区别出高毒废水和非高毒废水，可避免全部废水盲目地全部进行高级氧化处理，从而降低成本，避免资源浪费，减少二次污染；(2)亮杆菌CQ4 1对噻菌灵生产废水具有较高的耐受性，能有效去除其中的COD，且与恶臭假单胞菌、多食鞘氨醇杆菌之间均具有协同作用，复配后能进一步提高对噻菌灵生产废水中COD的处理效果；(3)在高级氧化处理后，采用亮杆菌CQ4 1或包含亮杆菌CQ4 1的复合菌株进行发酵处理，能够进一步降低噻菌灵生产废水的毒性，减小后续生化处理系统的负荷。
（发明人：苏悦;杨勇;张文武;夏雨;王伟;杨宇斯;丁静;李栩琪）
