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CN110330104B - 一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法 - Google Patents

一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，用3种淡水微藻富集吸收水体中的对氨基苯甲酸，然后再用2种轮虫捕食微藻，再用一种名叫多刺裸腹溞的枝角类捕食轮虫，用浮游生物网捞取过滤多刺裸腹溞和残存的微藻和轮虫，弃掉滤渣，即得干净的淡水。本发明处理对氨基苯甲酸废水，工艺简单，成本低，设备简单，占地面积小，可以规模化生产，对氨基苯甲酸去除率达99.5％；处理每吨淡水的费用为0.19元，低于其它处理方法费用。

Description

一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法
技术领域
本发明涉及环境污染治理技术领域，更具体的说是涉及一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法。
背景技术
对氨基苯甲酸(PABA)为无色针状晶体，在空气中或光照下变为浅黄色，工业品为米黄色或灰白色膏状物，用于染料和医药中间体，也可作防晒剂，但其残留物对环境有危害，进入水体后危害特别大，其废水治理难度较大。
吴强、陈建挺等进行了紫外/过硫酸盐降解水中对氨基苯甲酸的研究。结果表明，紫外/过硫酸盐工艺能有效去除PABA，去除率可达到99％。实验条件下，PABA去除率随着PDS(过硫酸盐)投加量的增加而增大，溶液pH和不同离子对PABA去除效果影响不大，而HA对PABA降解具有抑制作用，并且紫外/过硫酸盐工艺对于真实PABA水样的处理也有很好的去除效果；但该方法技术繁琐，成本较高。王丹、余卫晓等进行了萃取技术处理邻氨基苯甲酸废水的研究，通过调节pH值，废水COD去除率达到40％，从而提高废水的可生化性，但该技术设备庞大，占地面积大，成本较高，且对技术要求较高。
因此，提供一种工艺简单，成本低，可以规模化生产，对氨基苯甲酸去除率高的去除水体中对氨基苯甲酸的方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，工艺简单，成本低，设备简单，可以规模化生产，对氨基苯甲酸去除率高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，具体步骤如下：
(1)在含对氨基苯甲酸的待处理水中加入营养盐，搅拌混匀；
(2)接种淡水微藻：在步骤(1)加入营养盐的待处理水中依次分别接种十字卡德藻、球囊藻和纤细月牙藻，摇匀，在温度为20-25℃，光照强度为6500-8500lux的条件下连续培养70-74h，期间进行搅拌；
接种十字卡德藻，球囊藻，纤细月牙藻用的藻种要用处于指数生长期、生长旺盛、洁净、无污染的藻种，不要用老化和污染的藻种；
(3)移植轮虫：在步骤(2)的藻液培养到70-74h时，依次接种异尾轮虫和前额犀轮虫，在温度为20-25℃，光照强度为6500-8500lux的条件下保持45-50h，期间进行搅拌；
(4)接种多刺裸腹溞：在步骤(3)结束后，接种多刺裸腹溞，在温度为20-25℃，光照强度为6500-8500lux的条件下保持32-40h，期间进行搅拌；
(5)用浮游生物网捞取浮游生物，弃掉滤渣，保留滤液；
(6)黑暗中静置沉淀，弃沉渣，取上清液，获得洁净的淡水。
进一步，步骤(1)所述营养盐的组成如下：尿素2.5mg/L，KH2PO40.6mg/L，NaHCO38mg/L，柠檬酸铁0.004mg/L，植物生长刺激素0.0002mg/L。
配制培养液时配方中各种营养盐如尿素，KH2PO4，NaHCO3，柠檬酸铁，920植物生长刺激素等，要按配方中提供的顺序依次加入，同时不断搅拌，以免发生化学反应；配制培养液时所用的各种的营养盐如尿素，KH2PO4，NaHCO3，柠檬酸铁，920植物生长刺激素等化学药品纯度均需化学纯级别；
进一步，步骤(2)所述十字卡德藻的接种密度为20×104-30×104个/毫升，所述球囊藻的接种密度为23×104-27×104个/毫升，所述纤细月牙藻的接种密度为40×104-50×104个/毫升。
进一步，步骤(2)所述连续培养70-74h，期间进行搅拌的具体步骤如下：光照周期为18h光照，6h黑暗；每隔4h搅拌一次，每次搅拌3min；培养到48h时，加入待处理水1/5体积的蒸馏水，稀释藻液，继续培养至70-74h。
进一步，步骤(3)所述异尾轮虫的接种密度为10-15个/毫升，所述前额犀轮虫的接种密度为25-35个/毫升。
进一步，步骤(3)所述搅拌过程为每隔6h搅拌一次，每次搅拌3min。
进一步，步骤(4)所述多刺裸腹溞的接种密度为500-700个/升。
进一步，步骤(4)所述搅拌过程为每隔3h搅拌一次，每次搅拌3min。
进一步，步骤(5)所述用浮游生物网捞取浮游生物的步骤如下：用13号浮游生物网过滤捞取多刺裸腹溞，弃掉滤渣，保留一次滤液；用25号浮游生物网过滤捞取一次滤液中残存的微藻、轮虫，弃滤渣，保留二次滤液。
步骤(5)的目的是用浮游生物网捞取或过滤掉水体中的浮游生物，此过滤过程可以进行2-3次，以便较彻底过滤；所用浮游生物网市场有售，可直接购买，13号和25号浮游生物网的结构基本一样，只是网眼大小不同，其中25号网眼较小，适合捞取较小的浮游生物；如果没有浮游生物网，也可以用筛绢代替，筛绢的网眼在50到120微米均可。
进一步，步骤(6)在黑暗中静置沉淀20-28h，弃沉渣，取上清液，获得洁净的淡水。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，用3种淡水微藻富集吸收水体中的对氨基苯甲酸，然后再用2种轮虫捕食微藻，再用一种名叫多刺裸腹溞的枝角类捕食轮虫，用浮游生物网捞取过滤多刺裸腹溞和残存的微藻和轮虫，弃掉滤渣，即得干净的淡水。本发明处理对氨基苯甲酸废水，工艺简单，成本低，设备简单，占地面积小，可以规模化生产，对氨基苯甲酸去除率达99.5％；处理每吨淡水的费用为0.19元，低于其它处理方法费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明所用十字卡德藻形态结构图；
图2附图为本发明所用球囊藻形态结构图；
图3附图为本发明所用纤细月牙藻形态结构图；
图4附图为本发明所用异尾轮虫形态图；
图5附图为本发明所用前额犀轮虫形态图；
图6附图为本发明所用多刺裸腹溞形态图；
图7附图为本发明所用13号浮游生物网形态图；
图8附图为本发明所用25号浮游生物网形态图；
图9附图为本发明所用白塑料桶形态图，实施例所用白塑料桶相同。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
920植物生长刺激素购于山东寿光市众鑫益合农资有限公司；
十字卡德藻、球囊藻、纤细月牙藻，异尾轮虫、前额犀轮虫，多刺裸腹溞均购于中国海洋大学微藻种质库；
13号浮游生物网、25号浮游生物网购自北京普雷德仪器设备有限公司。
实施例1
一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，具体步骤如下：
(1)接种淡水微藻
取一个20L的白塑料桶(图9)，洗刷干净，加入10L的含对氨基苯甲酸的待处理水(对氨基苯甲酸含量为2％，重量比)，依次加入以下营养盐：尿素25mg，KH2PO46mg，NaHCO380mg，柠檬酸铁0.04mg，920植物生长刺激素0.002mg，用干净玻璃棒搅拌15min，使化学药物充分溶解，然后依次分别接种十字卡德藻(图1)，球囊藻(图2)，纤细月牙藻(图3)，即3种微藻在同一水体中培养，接种密度为十字卡德藻30×104个/毫升，球囊藻25×104个/毫升，纤细月牙藻45×104个/毫升，用玻璃棒轻轻摇匀，将此塑料桶连同其中的培养液置入微藻培养室中培养。培养室空调控温，LED节能灯照明，温度控制在23℃，光照强度7500lux，敞口培养，无需充气，连续培养72h，光照周期为L：D＝18h：6h(即18h光照，6h黑暗)，每天用干净玻璃棒搅拌6次(即每隔4h搅拌一次)，每次搅拌时间持续3min。培养到48h后，加入2L蒸馏水，以稀释藻液，共培养72h。
(2)移植轮虫
上述步骤(1)培养到72h时，在培养的藻液中依次接种异尾轮虫(图4)和前额犀轮虫(图5)，接种密度为异尾轮虫12个/毫升，前额犀轮虫30个/毫升，让轮虫捕食微藻，同时轮虫也大量繁殖，光照和温度同步骤(1)一样，该捕食过程维持48h；每隔6h用干净玻璃棒搅拌一次，每次搅拌时间持续3min。
(3)接种多刺裸腹溞
步骤(2)结束后，移植多刺裸腹溞(图6)到培养液中，让多刺裸腹溞捕食轮虫，多刺裸腹溞的接种密度为600个/升，光照和温度同步骤(1)一样，该捕食过程维持36h，每隔3h用干净玻璃棒搅拌一次，每次搅拌时间持续3min。
(4)用浮游生物网捞取浮游生物
步骤(3)结束后，将培养液转移到另一个同样大小的白塑料桶(图9)中，转移的过程中用13号浮游生物网(图7)过滤捞取多刺裸腹溞，弃掉滤渣，将滤液再转移到第三个白塑料桶(图9)中，转移的过程中用25号浮游生物网(图8)过滤捞取水体中残存的微藻、轮虫，弃滤渣，保留滤液。
(5)黑暗中静置沉淀
将步骤(4)获得的滤液转移到一个20L黑色塑料桶中，在黑暗中静置沉淀24h，弃沉渣，取上清液即得洁净的淡水；全部处理过程结束。
经测定，处理后淡水中对氨基苯甲酸的含量为0.010％，去除率＝(2％-0.010％)÷2％×100％＝99.5％；即对氨基苯甲酸去除率达99.5％；处理每吨淡水的费用为0.19元。
处理废水费用＝所用化学药品等耗材费用+水电动力费+设备费(按十年使用寿命平均折旧到每一年)
实施例2
一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，具体步骤如下：
(1)接种淡水微藻
取一个20L的白塑料桶，洗刷干净，加入10L的含对氨基苯甲酸的待处理水(对氨基苯甲酸含量为2％，重量比)，依次加入以下营养盐：尿素25mg，KH2PO46mg，NaHCO380mg，柠檬酸铁0.04mg，920植物生长刺激素0.002mg，用干净玻璃棒搅拌15min，使化学药物充分溶解，然后依次分别接种十字卡德藻，球囊藻，纤细月牙藻，即3种微藻在同一水体中培养，接种密度为十字卡德藻20×104个/毫升，球囊藻23×104个/毫升，纤细月牙藻50×104个/毫升，用玻璃棒轻轻摇匀，将此塑料桶连同其中的培养液置入微藻培养室中培养。培养室空调控温，LED节能灯照明，温度控制在20℃，光照强度8500lux，敞口培养，无需充气，连续培养70h，光照周期为L：D＝18h：6h(即18h光照，6h黑暗)，每天用干净玻璃棒搅拌6次(即每隔4h搅拌一次)，每次搅拌时间持续3min。培养到48h后，加入2L蒸馏水，以稀释藻液，共培养70h。
(2)移植轮虫
上述步骤(1)培养到70h时，在培养的藻液中依次接种异尾轮虫和前额犀轮虫，接种密度为异尾轮虫10个/毫升，前额犀轮虫35个/毫升，让轮虫捕食微藻，同时轮虫也大量繁殖，光照和温度同步骤(1)一样，该捕食过程维持48h；每隔6h用干净玻璃棒搅拌一次，每次搅拌时间持续3min。
(3)接种多刺裸腹溞
步骤(2)结束后，移植多刺裸腹溞到培养液中，让多刺裸腹溞捕食轮虫，多刺裸腹溞的接种密度为500个/升，光照和温度同步骤(1)一样，该捕食过程维持36h，每隔3h用干净玻璃棒搅拌一次，每次搅拌时间持续3min。
(4)用浮游生物网捞取浮游生物
步骤(3)结束后，将培养液转移到另一个同样大小的白塑料桶中，转移的过程中用13号浮游生物网过滤捞取多刺裸腹溞，弃掉滤渣，将滤液再转移到第三个白塑料桶中，转移的过程中用25号浮游生物网过滤捞取水体中残存的微藻、轮虫，弃滤渣，保留滤液。
(5)黑暗中静置沉淀
将步骤(4)获得的滤液转移到一个20L黑色塑料桶中，在黑暗中静置沉淀20h，弃沉渣，取上清液即得洁净的淡水；全部处理过程结束。
经测定，获得的洁净的淡水中对氨基苯甲酸的含量为0.014％，对氨基苯甲酸去除率达99.3％；处理每吨淡水的费用约为0.20元。
实施例3
一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，具体步骤如下：
(1)接种淡水微藻
取一个20L的白塑料桶，洗刷干净，加入10L的含对氨基苯甲酸的待处理水(对氨基苯甲酸含量为2％，重量比)，依次加入以下营养盐：尿素25mg，KH2PO46mg，NaHCO380mg，柠檬酸铁0.04mg，920植物生长刺激素0.002mg，用干净玻璃棒搅拌15min，使化学药物充分溶解，然后依次分别接种十字卡德藻，球囊藻，纤细月牙藻，即3种微藻在同一水体中培养，接种密度为十字卡德藻25×104个/毫升，球囊藻27×104个/毫升，纤细月牙藻40×104个/毫升，用玻璃棒轻轻摇匀，将此塑料桶连同其中的培养液置入微藻培养室中培养。培养室空调控温，LED节能灯照明，温度控制在25℃，光照强度6500lux，敞口培养，无需充气，连续培养74h，光照周期为L：D＝18h：6h(即18h光照，6h黑暗)，每天用干净玻璃棒搅拌6次(即每隔4h搅拌一次)，每次搅拌时间持续3min。培养到48h后，加入2L蒸馏水，以稀释藻液，共培养74h。
(2)移植轮虫
上述步骤(1)培养到74h时，在培养的藻液中依次接种异尾轮虫和前额犀轮虫，接种密度为异尾轮虫15个/毫升，前额犀轮虫25个/毫升，让轮虫捕食微藻，同时轮虫也大量繁殖，光照和温度同步骤(1)一样，该捕食过程维持48h；每隔6h用干净玻璃棒搅拌一次，每次搅拌时间持续3min。
(3)接种多刺裸腹溞
步骤(2)结束后，移植多刺裸腹溞到培养液中，让多刺裸腹溞捕食轮虫，多刺裸腹溞的接种密度为700个/升，光照和温度同步骤(1)一样，该捕食过程维持36h，每隔3h用干净玻璃棒搅拌一次，每次搅拌时间持续3min。
(4)用浮游生物网捞取浮游生物
步骤(3)结束后，将培养液转移到另一个同样大小的白塑料桶中，转移的过程中用13号浮游生物网过滤捞取多刺裸腹溞，弃掉滤渣，将滤液再转移到第三个白塑料桶中，转移的过程中用25号浮游生物网过滤捞取水体中残存的微藻、轮虫，弃滤渣，保留滤液。
(5)黑暗中静置沉淀
将步骤(4)获得的滤液转移到一个20L黑色塑料桶中，在黑暗中静置沉淀24h，弃沉渣，取上清液即得洁净的淡水；全部处理过程结束。
经测定，获得的洁净的淡水中对氨基苯甲酸的含量为0.015％，对氨基苯甲酸去除率达99.25％；处理每吨淡水的费用约为0.21元。
沈阳化工研究院设计工程有限公司的孙兰梅用流化床芬顿法处理对氨基苯甲酸废水，优于传统工艺，且设备也不复杂，但对氨基苯甲酸去除率仅达85％，且成本高达0.56元/吨废水。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)在含对氨基苯甲酸的待处理水中加入营养盐，搅拌混匀；
所述营养盐的组成如下：尿素2.5mg/L，KH2PO40.6mg/L，NaHCO38mg/L，柠檬酸铁0.004mg/L，植物生长刺激素0.0002mg/L；
(2)接种淡水微藻：在步骤(1)加入营养盐的待处理水中依次分别接种十字卡德藻、球囊藻和纤细月牙藻，摇匀，在温度为20-25℃，光照强度为6500-8500lux的条件下连续培养70-74h，期间进行搅拌；
所述十字卡德藻的接种密度为20×104-30×104个/毫升，所述球囊藻的接种密度为23×104-27×104个/毫升，所述纤细月牙藻的接种密度为40×104-50×104个/毫升；
(3)移植轮虫：在步骤(2)的藻液培养到70-74h时，依次接种异尾轮虫和前额犀轮虫，在温度为20-25℃，光照强度为6500-8500lux的条件下保持45-50h，期间进行搅拌；
所述异尾轮虫的接种密度为10-15个/毫升，所述前额犀轮虫的接种密度为25-35个/毫升；
(4)接种多刺裸腹溞：在步骤(3)结束后，接种多刺裸腹溞，在温度为20-25℃，光照强度为6500-8500lux的条件下保持32-40h，期间进行搅拌；
所述多刺裸腹溞的接种密度为500-700个/升；
(5)用浮游生物网捞取浮游生物，弃掉滤渣，保留滤液；
(6)黑暗中静置沉淀，弃沉渣，取上清液，获得洁净的淡水。
2.根据权利要求1所述的一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，其特征在于，步骤(2)所述连续培养70-74h，期间进行搅拌的具体步骤如下：光照周期为18h光照，6h黑暗；每隔4h搅拌一次，每次搅拌3min；培养到48h时，加入待处理水1/5体积的蒸馏水，稀释藻液，继续培养至70-74h。
3.根据权利要求1所述的一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，其特征在于，步骤(3)所述搅拌过程为每隔6h搅拌一次，每次搅拌3min。
4.根据权利要求1所述的一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，其特征在于，步骤(4)所述搅拌过程为每隔3h搅拌一次，每次搅拌3min。
5.根据权利要求1所述的一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，其特征在于，步骤(5)所述用浮游生物网捞取浮游生物的步骤如下：用13号浮游生物网过滤捞取多刺裸腹溞，弃掉滤渣，保留一次滤液；用25号浮游生物网过滤捞取一次滤液中残存的微藻、轮虫，弃滤渣，保留二次滤液。
6.根据权利要求1所述的一种用微生物去除水体中对氨基苯甲酸的方法，其特征在于，步骤(6)在黑暗中静置沉淀20-28h，弃沉渣，取上清液，获得洁净的淡水。
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Granted publication date: 20220429

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