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水处理方法、该方法适用微生物及其用途

基本信息

  • 申请号 CN00810234.1 
  • 公开号 CN1420848A 
  • 申请日 2000/07/06 
  • 公开日 2003/05/28 
  • 申请人 克莱沃有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 J·欧蒂娜 G·泽彻夫  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 芬兰萨仑克拉 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 北京市中咨律师事务所 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 黄革生 
  • 有效性 发明公开 
  • 法律状态
  •  

摘要

本发明涉及利用三种特别适宜的细菌:枯草芽孢杆菌DT-1,壬二酸假单胞菌DT-2,和/或根瘤菌DT-5或其混合种群采用生物净化的方式进行废水净化的方法。
本发明进一步涉及所述细菌及其混合种群和它们在废水净化中的应用。
本发明还涉及包括上述细菌的生物反应器。
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权利要求书


1.一种废水净化方法,其特征在于用属于下述组中的微生物对水进 行生物净化,该组包括保藏号为DSM12560的枯草芽孢杆菌DT-1,保藏 号为DSM12561的壬二酸假单胞菌DT-2,和保藏号为DSM12562的根 瘤菌DT-5及它们的子代。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于所净化的为渗水,灰水, 黑水,工业废水和来自洗衣房的废水。

3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于净化所需的生物量是 在非无菌的生长培养基中制备的,该培养基包括自来水和约0.5-4g/l 的脂肪酸盐。

4.如权利要求1-3中任何一项所述的方法,其特征在于使用包括所 述的全部三种细菌的混合种群。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述废水还可以由选自下 列组中的一种或多种微生物来净化,该组包括保藏号为DSM 13516的壬 二酸假单胞菌DT-6,保藏号为DSM13517的固氮螺菌DT-10,保藏号为 DSM13518的水生弯杆菌DT-12,保藏号为DSM13519的黄色杆菌DT-13 及它们的子代。

6.保藏号为DSM12560的枯草芽孢杆菌DT-1及其子代。

7.保藏号为DSM12561的壬二酸假单胞菌DT-2及其子代。

8.保藏号为DSM12562的根瘤菌DT-5及其子代。

9.保藏号为DSM13516的壬二酸假单胞菌DT-6及其子代。

10.保藏号为DSM13517的固氮螺菌DT-10及其子代。

11.保藏号为DSM13518的水生弯杆菌DT-12及其子代。

12.保藏号为DSM13519的黄色杆菌DT-13及其子代。

13.一种混合细菌种群,特征在于其包括保藏号为DSM12560的枯 草芽孢杆菌DT-1,保藏号为DSM12561的壬二酸假单胞菌DT-2,和/ 或保藏号为DSM12562的根瘤菌DT-5及它们的子代。

14.如权利要求13所述的混合细菌种群,特征在于其还包括保藏 号为DSM13516的壬二酸假单胞菌DT-6,保藏号为DSM13517的固氮 螺菌DT-10,保藏号为DSM13518的,水生弯杆菌DT-12,和/或保藏号 为DSM13519的黄色杆菌DT-13及它们的子代。

15.使用权利要求6到14中任何一项中的细菌或混合细菌种群净 化废水。

16.一种生物反应器,特征在于其包含属于下述组的微生物,该组 包括保藏号为DSM12560的枯草芽孢杆菌DT-1,保藏号为DSM12561 的壬二酸假单胞菌DT-2,和保藏号为DSM12562的根瘤菌DT-5及它们 的子代。

17.如权利要求16所述的生物反应器,特征在于其包含所述的全 部三种细菌菌株。

18.一种生物反应器,特征在于其还包含属于下述组的微生物,该 组包括保藏号为DSM13516的壬二酸假单胞菌DT-6,保藏号为DSM13517 的固氮螺菌DT-10,保藏号为DSM13518的水生弯杆菌DT-12,和保藏 号为DSM13519的黄色杆菌DT-13及它们的子代。

19.如权利要求18所述的生物反应器,特征在于其包含所述的全 部七种细菌菌株。

20.如权利要求16所述的生物反应器,特征在于其包含一个或多 个迫使水在反应器中循环的分离壁。

21.如权利要求20所述的生物反应器,其特征在于所述细菌固定 在塑料载体介质上,该介质的比重约为0.8g/cm3
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说明书

发明的技术领域 本发明涉及采用生物学方式进行废水净化的方法,适用于该方法的 细菌和混合细菌种群及其用途。
本发明还进一步涉及包含所述细菌或混 合种群的生物反应器。
发明背景 通常水的净化采用物理和化学的方法,例如,通过沉淀,过滤或絮 凝(WO94/5866和WO88/5334)。
为了去除有机化合物和其它难于净化 的化合物也优选采用所谓生物净化方法,即使待净化的废水与可降解污 染物的微生物相接触。
生物水处理方法适用于普通的水处理厂和工业废 水处理厂。
生物水处理已通过了水再循环系统的检测(FI 964141)。
生物水处理也可用于净化垃圾场的渗水,例如在渗水排放到环境中以 前。
但生物净化方法比物理和化学净化方法更难控制。
首先,必须找到 可降解污染物的微生物。
其次,在水处理过程的各种条件下,该微生物 必须易于存活并能进行繁殖。
换句话说,用于水净化的微生物需具有竞 争优势以防止水中的其它微生物成为优势种群。
另外,在水处理过程中 由于污染源不同使微生物的生存环境时常发生变化,而用于水净化的微 生物不能对这种环境变化敏感。
已有多种微生物用于水净化,包括细菌和原生动物例如纤毛虫。
用的细菌包括假单胞菌属(Pseudomas genus)和产碱杆菌属 (Alcaligene)、不动杆菌属(Acinetobacter)或红球菌属 (Rhodococcus)的一些种。
此外还经常用到包括大量不同微生物的混合 种群,这些混合种群中有些已被鉴定,有些则未被鉴定。
需氧的和兼性 的微生物最适合用于水净化,这种情况下,宜向待净化的水中泵入空气 以使净化过程更为有效。
培养微生物时,其生长培养基通常需要灭菌以防止其它微生物的污 染。
由于废水净化过程中有大量的水需要处理,因此用于生物净化的生 物量也很大。
在无菌条件下生产如此大量的生物量费力且不经济;因此 非常需要一种可以在非无菌的条件下生产生物量而没有污染的危险的 方法。
本发明即提供一种无需灭菌的新发酵方法。
当所使用的微生物特 别适用于该方法且这些微生物摄取的养分适合于它们时,这种方法即成 为可能。
发明概述 本发明涉及惊人地适合于废水生物净化的微生物。
这些微生物特别 符合上述对适合于水净化的微生物所制定的要求。
此外,本发明的微生 物的特异之处还在于,它们可以在非无菌的条件下于生长培养基中进行 生物量的生产,且在此种条件下其它微生物均不能与之竞争。
这使得生 物方式的水净化过程的费用和能量消耗大大降低,而净化结果却很好。
依照本发明所净化的水甚至可以再循环。
本发明由此涉及保藏号为DSM12560的芽孢杆菌(Bacillus.sp)DT-1 及其子代,假单胞菌(Pseudomonas.sp)DT-2,其后鉴定为壬二酸假单 胞菌(Pseudomonoas azelaica),保藏号为DSM12561,及其子代, 及原先的假单胞菌某种(Pseudomonas.sp),现鉴定为根瘤菌某种 (Rhizobium.sp),其保藏号为DSM12562,及其子代。
由于后来16S rDNA 分析结果显示该菌与根瘤菌属的成员更相似,则其后就被归于根瘤菌属 的一个种。
本发明进一步涉及促进水净化的下列菌株:保藏号为 DSM13516的壬二酸假单胞菌(Pseudomonoas azelaica)DT-6,保藏号 为DSM13517的固氮螺菌(Azospirillium sp.)DT-10,保藏号为DSM 13518的水生弯杆菌(Ancylobacter aquaticus)DT-12,和保藏号为DSM 13519的黄单胞菌(Xanthobacter sp.)DT-13及其子代。
DSM 12560-12562已于1998年12月1日在德意志微生物保藏中心(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH,DSM)保藏, DSM13516-13519的保藏日为2000年5月29日。
本发明进一步涉及混合的细菌种群,其特征为包括保藏号为DSM 12560的枯草芽孢杆菌DT-1,保藏号为DSM12561的壬二酸假单胞菌 DT-2,和/或保藏号为DSM12562的根瘤菌DT-5及它们的子代。
本发明还涉及上述细菌或细菌混合种群在废水处理中的应用和废水 净化方法,该方法的特征在于利用属于下述组的微生物采用生物方式进 行水净化,上述组包括:保藏号为DSM12560的枯草芽孢杆菌DT-1,保 藏号为DSM12561的壬二酸假单胞菌DT-2,和保藏号为DSM12562的 根瘤菌DT-5及它们的子代。
本发明还涉及生物反应器,特征在于其包括属于下述组的微生物: 保藏号为DSM12560的枯草芽孢杆菌DT-1,保藏号为DSM12561的壬 二酸假单胞菌DT-2,和保藏号为DSM12562的根瘤菌DT-5及其子代。
生物反应器是能在其中进行生物净化操作的反应器。
附图 图1用图示的方式表示出渗水净化系统, 图2a是细菌菌株DT-1的脂肪酸数据图, 图2b是细菌菌株DT-1的脂肪酸分析打印结果, 图3a是细菌菌株DT-2的脂肪酸数据图, 图3b是细菌菌株DT-2的脂肪酸分析打印结果, 图4是细菌菌株DT-5的脂肪酸分析打印结果, 图5是细菌菌株DT-6的脂肪酸分析打印结果, 图6是细菌菌株DT-10的脂肪酸分析打印结果, 图7是细菌菌株DT-12的脂肪酸分析打印结果,和 图8是细菌菌株DT-13的脂肪酸分析打印结果。
发明的详细描述 从工厂的废水中富集可在脂肪酸盐混合物中生长的微生物,然后将 它们在装有垃圾场的废水的生物反应器中培养,使其适应。
分离出了三 株优于其它菌株的细菌。
所述细菌菌株为保藏号为DSM12560的枯草芽 孢杆菌DT-1,保藏号为DSM12561的壬二酸假单胞菌DT-2,和保藏号 为DSM12562的根瘤菌DT-5。
这些细菌可在含1-4g/l的脂肪酸盐的自 来水中培养。
极少的微生物能在这样的条件下具有活性;因此培养上述 三种微生物以获得生物量时,其生长培养基无须灭菌。
上述菌株可耐受 高达约40g/l的脂肪酸盐。
它们在脂肪酸盐浓度约为0.3-0.5g/l时 生长最为良好。
除了能在其它微生物所不能繁殖的培养基中生长之外,上述细菌还 能非常有效地去除废水中的有机负载。
这通常由总COD进行测定,总COD 表示总的化学耗氧量(mg O2/l)。
所分离的细菌菌株能特异地分解不易 降解的化合物,如氯酚,多环芳香烃(PAH化合物)和油。
它们还能去 除重金属。
本发明的范围还包括所述菌株的子代,该子代是指具有与已 保藏菌株基本相同的废水处理能力的所述菌株的子代。
枯草芽孢杆菌DT-1,壬二酸假单胞菌DT-2,和根瘤菌DT-5还易于 絮凝,絮凝时它们形成所谓生物网络结构,其包括由微生物和其它颗粒 所形成的块,其可促进净化。
当用一种或多种选自下列组中的细菌所构成的细菌混合种群进行生 物水净化时,可以得到特别好的废水净化结果,上述的组包括:枯草芽 孢杆菌DT-1,壬二酸假单胞菌DT-2,和根瘤菌DT-5及它们的子代。
用 包含上述全部三种细菌和/或其子代的混合种群可以得到最好的废水净 化结果。
除这三种细菌之外,该细菌混合种群还可以包含对水处理有用 的其它微生物菌株,这样在净化能力方面可具有良好复合作用。
当微生物菌株DT-1,DT-2,和/或DT-5与一种或多种选自下列组中 的细菌菌株一起使用时可以得到最佳的净化效果,上述的组包括保藏号 为DSM13516的壬二酸假单胞菌DT-6,保藏号为DSM13517的固氮螺 菌DT-10,保藏号为DSM13518的水生弯杆菌DT-12,保藏号为DSM13519 的黄色杆菌DT-13及它们的子代。
这四种细菌是从含脂肪酸盐混合物的 四级水处理生物反应器的最后单元的生物膜上分离出来的。
它们可以在 与培养DT-1,DT-2和DT-5相同的条件下利用相同的生长培养基生长。
当与DT-1,DT-2和DT-5混合时,DT-6,DT-10,DT-12和DT-13可以 增强生物膜的固定性能以支持基质。
上述菌株的结合还可形成对有毒物 质具有更高耐受性的生物膜,使废水处理过程得到改善。
芽孢杆菌DT-1为棒状,宽约1.0-1.2μm,长约3.0-6.0μm。
其16S rDNA 的部分测序结果表明其与蜡状芽孢杆菌(B.cereus)具有99.3%的相似 性,与苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)具有100%的相似性。
在鉴 定实验中,DT-1的反应特性如下表所示: 厌氧生长
+
VP反应
VP液体培养基中的pH值
+
4.8
在pH 5.7的培养基中生长
2%NaCl
5%
7%
10%
溶菌酶液体培养基
+
+
+
-
-
+
酸源于
L-阿拉伯糖
D-木糖
D-甘露糖醇
D-果糖

-
-
-
+
卵磷脂酶
+
水解
酪蛋白
吐温80
七叶苷

+

+
丙酸盐的利用
-
吲哚反应
-
苯丙氨酸脱氨酶
+
溶血作用
+
在900U/ml青霉素中生长
+
壬二酸假单胞菌DT-2为棒状,宽0.5-0.7μm,长1.5-3.0μm,带有1 到3根极性鞭毛,缺乏荧光色素。
其16S rDNA的部分测序结果与壬二 酸假单胞菌(Ps.azelaica)具有99.8%的相似性。
其反应特性如下: 用3%KOH溶菌
+
氨肽酶(Cerny)
+
卵磷脂酶
-
对下述物质的利用
阿拉伯糖
己二酸盐
甘露糖醇
葡萄糖酸盐
癸酸盐

-
+
-
+
+
根瘤菌DT-5为棒状,宽0.5-0.7μm,长1.5-3.0μm。
其16S rDNA的 部分测序结果与贾氏根瘤菌(R.giarcinii)具有98.6%的相似性,与 紫金牛叶瘤杆菌(Phyllobacterium myrisinacearum)具有98.6%的相 似性。
生理实验结果如下所示。
它们不确定这些属中的任何一个。
用3%KOH溶菌
+
氨肽酶(Cerny)
+
厌氧生长
-
西蒙斯氏枸橼酸盐
+
对下述物质的利用
阿拉伯糖
甘露糖
甘露糖醇
己二酸盐

+
+
+
-
DT-1,DT-2和DT-5的其它形态学,生理生化特性如表1所示。
表1.所述菌株的形态学和生理生化特性   特性
                菌株反应
  DT-1
    DT-2
    DT-5
  细胞形态
  直或微曲的棒状
    直棒状
    棒状
  运动性
  +
    +
    +
  内生孢子的形成
  +
    -
    -
  芽孢形成
  E
    -
    -
  芽孢位置
  T
    -
    -
  膨胀的孢子囊
  -
    -
    -
  革兰氏染色
  P
    N
    N
  接触酶
  +
    +
    +
  氧化酶
  +
    +
    +
  硝酸盐到亚硝酸
  盐的还原作用
  +

    +

    -

  反硝化作用
  -
    +
    -
  精氨酸脱氢酶
  +
    +
    -
  水解:
  淀粉
  明胶
  乙酰胺
    +
    +
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    +
  脲酶
    -
    -
    +
  裂解芳香环
    -
    Orto
    -
  生长温度:
  35℃
    39℃
    40℃
    41℃
    43℃



 
 
    +
    +
    +
    +
    -
 
 
    +
    +
    -
    -
    -
 
 
    +
    -
    -
    -
    -
  对下列物质的利用:
  醋酸盐
 
  D-丙氨酸
 
  L-丙氨酸
 
  β-丙氨酸
 
  L-精氨酸
 
  L-天冬酰胺
 
  L-天冬氨酸
 
  柠檬酸盐
 
  L-半胱氨酸
 
  L-胱氨酸
 
  乙醇
 
  D-葡萄糖
 
  谷氨酸盐
 
  甘油
 
  甘氨酸
 
  L-组氨酸
    +
    +
    +
    -
    +
    -
    -
    +
    +
    -
    +
    -
    +
    +
    +
    ±
    +
    ±
    ±
    +
    -
    +
    +
    -
    -
    -
    +
    -
    -
    -
    -
    +
    -
    +
    +
    +
    +
    +
    ±
    +
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    +
    +
  p-羟基苯甲酸盐
 
  内消旋-环己六醇
 
  乳糖
 
  L-亮氨酸
 
  L-赖氨酸
 
  苹果酸盐
 
  丙二酸盐
 
  甲醇
 
  L-甲硫氨酸
 
  L-脯氨酸
 
  DL-丝氨酸
 
  琥珀酸盐
 
  蔗糖
 
  DL-苏氨酸
 
  海藻糖
 
  DL-色氨酸
 
  L-酪氨酸
    -
    +
    -
    -
    -
    +
    -
    -
    -
    ±
    +
    +
    ±
    +
    -
    +
    +
    -
    +
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    +
    +
    +
    -
    -
    +
    +
    +
    ±
    -
    +
    -
    -
    -
    +
    -
    +
    ±
    -
    -
    -
    +
    ±
P=阳性 N=阴性 E=椭圆形 T=末端 测定了细菌菌株DT-1,DT-2,和DT-5的脂肪酸数据,如图2至4所 示。
细菌在胰蛋白酶大豆肉汤琼脂上于28℃下生长24小时,依照 Visnen,O.M.,E-L.Murmiaho-Lassila,S.A.Marmo和 M.S.Salkinoja-Salonen(1994)在在应用环境微生物60:641-653发 表的文章:纸和纸扳机定型机上的生物粘液的结构和组成中所描述的 制备甲基酯以对完整细胞的脂肪酸进行分析。
使用了3.9版的TSBA文 库(MIDI Inc.,Newark,DE,USA)。
如图2a和3a的X轴表示滞留时 间(以分钟计),Y轴表示峰的强度。
脂肪酸分析的相应打印结果如图 2b,3b和4所示。
DT-1的脂肪酸的数据图是典型的蜡状芽孢杆菌组, DT-2是典型的假单胞菌的RNA组1,而DT-5指根瘤菌组。
壬二酸假单胞菌DT-6宽0.5-0.7μm,长1.5-3.0μm,革兰氏阴性, 能运动,棒状有1-3根极性鞭毛,缺乏荧光色素。
其脂肪酸分析数据图 (图5)是典型的假单胞菌的RNA组1。
部分16S rDNA部分测序表明 其与壬二酸假单胞菌的相似性为99.8%。
DT-6的生理反应如下: 3%的KOH溶菌
+
氨肽酶(Cerny)
+
氧化酶
+
接触酶
+
ADH
+
从NO3到NO2
+
反消化作用

脲酶
-
明胶水解
-
卵磷脂酶
-
利用(API 20NE)
葡萄糖
阿拉伯糖
己二酸盐
苹果酸盐
 
+
-
+
+
甘露糖醇
葡萄糖酸盐
癸酸盐
-
+
+
固氮螺菌DT-10宽0.8-1.2μm,长2.0-4.0μm,革兰氏阴性,棒 状。
其脂肪酸分析的打印结果(图6)是典型的蛋白细菌 (proteobacteria)α亚组,指固氮螺菌属。
部分16S rDNA测序表明其 与固氮螺菌属的不同成员之间的相似性在92%到97.4%之间。
与生脂固 氮螺菌(Azospirillum lipoferum)的相似性最高达97.4%。
DT-10的 生理反应如下所示。
它们是固氮螺菌属但不是典型的生脂固氮螺菌。
DT-10可能是这个属的一个新种。
3%KOH溶菌

氨肽酶(Cerny)
+
氧化酶
+
接触酶
+
从NO3到NO2
+
脲酶
+
ADH
-
水解
明胶
七叶苷

-
-
利用(唯一碳源)
葡萄糖
阿拉伯糖
己二酸盐

-
-
-
苹果酸盐
甘露糖醇
乙酸苯酯
柠檬酸盐
癸酸盐
葡萄糖酸盐
麦芽糖
N-乙酰葡萄糖胺
α-酮戊二酸
蔗糖
内消旋-环己六醇
D-果糖
鼠李糖
阿拉伯糖醇
核糖
+
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
+
-
-
-
41℃下生长
3%NaCl中生长
-
-
水生弯曲杆菌(Ancylobacer aquaticus)DT-12是革兰氏阴性的弯 曲棒状,宽0.5-0.7μm,长1.5-2.0μm。
16S rDNA部分测序表明其与水 生弯曲杆菌的相似性为98.8%。
与新型硫杆菌(Thiobacillus novellus) 的相似性为97.8%。
脂肪酸(图7)属α-蛋白细菌。
下述生理实验清楚 地表明该种为水生弯曲杆菌。
3%KOH溶菌

氨肽酶(Cerny)
+
氧化酶
+
接触酶
+
ADH
-
脲酶
-
水解
明胶
七叶苷

-
+
从NO3到NO2
-
反硝化作用(24小时)
-
利用
葡萄糖
柠檬酸盐
阿拉伯糖
甘露糖
甘露糖醇
麦芽糖
N-乙酰葡萄糖胺
葡萄糖酸盐
苹果酸盐
乙酸苯酯
甲醇
甲酸盐

+(弱)
+
+
-
+
-
-
-
+
-
+

黄色杆菌DT-13形状不规则,能运动,革兰氏阴性棒状,宽 0.8-1.0μm,长1.5-3.0μm。
16S rDNA部分测序表明其与黄杆菌属成员 间的相似性为98.5%到99.3%。
其中与黄黄色杆菌(Xanthobacter falvus)的相似性最高(99.3%)。
其脂肪酸数据图是典型的α-蛋白细 菌亚类。
生理实验不能可靠地区分这个属中的各种(即未检阅到色素生 成,无粘液生成等等。
)生理实验数据如下: 3%KOH溶菌
+
氨肽酶(Cerny)
+
氧化酶
+
接触酶
+
ADH
-
脲酶(24h)
-
水解
明胶
七叶苷

-
-
NO3的利用
-
利用
乙酸苯酯
柠檬酸盐
苹果酸盐
阿拉伯糖
甘露糖
甘露糖醇
癸酸盐
麦芽糖
己二酸盐
丙二酸盐
甲醇
内消旋-环己六醇
内消旋酒石酸盐
D-葡萄糖酸盐
苯丙氨酸

-
-
+
-
-
-
-
-
+
+
-
-
+
+
-
上述细菌适合于废水净化。
所述细菌先在盛有微量盐培养基(KSN) 的摇瓶中培养。
根据需要可添加大豆蛋白胨(0.5g/l),胰蛋白胨(0.1 g/l),葡萄糖(0.2g/l),醋酸钾(0.3g/l)。
这些细菌的生长温 度在20℃到30℃之间。
此后,提高培养物的量以生产废水净化所必须 的生物量。
这一阶段无须在无菌条件下操作,这种情况下可以用加有 0.5-4g/l脂肪酸盐的自来水作为生长培养基。
所用的脂肪酸盐优选地为 包含阴离子,阳离子,两性离子和非离子表面活性剂的混合物。
优选地 使用不同脂肪酸盐的混合物,例如清洁剂,织物调理剂及衣服和盘子的 去污剂。
所述细菌浸没于培养基中生长,并在生长过程中向培养基中泵 送空气。
可以通过批量培养获得所需生物量,但优选的是连续培养或恒 化器培养。
优选地在生产所需生物量时使用载体。
任何普通的载体如塑 料即适用于这一目的。
然后将所得生物量转入水处理反应器中,其中已 注入了待净化的废水。
反应器中也需要使用细菌载体,该载体优选地为 与生产生物量时所用的载体一致。
所述载体优选比重低于1g/cm3
所述 载体一般通过例如网固定于池中的某处(固定载体),有时也可以让载 体自由地漂浮于池中(游离载体)。
本发明的方法特别适用于净化垃圾厂的渗水,下面参考图1进行更 详细的描述。
垃圾厂周围通常有环绕的水沟来收集渗水。
渗水是指那些 由于雨水或地下水的原因从垃圾厂渗出的水。
这种渗水包括地表水和空 洞中的水,通常首先疏导到水池中经由那里运送到净化程序,然后才能 排放到环境中。
来自地表和地下的渗水优选地首先输送到沉降池中,污 水从沉降池经进入管1流入过滤井2,从过滤井2经管道8进入生物反 应器3,该生物反应器中包括上述细菌和载体5。
这些细菌在载体周围 形成所谓的生物滤膜。
一般通过网使载体和其上的细菌保持在水面以 下。
该生物反应器优选地包括一个或多个彼此分开的壁6,设置这些壁 的作用在于使水在反应器中循环。
这些壁可设置在反应器相对的壁上, 如按照图1的方式设置。
该反应器通常进一步包括曝气装置9,通过曝 气管4将空气输送到反应器中。
反应器还包括排出管7,处理后的水经 此排除管从反应器排出。
除净化渗水之外,本发明还特别适用于净化家庭和工业灰水。
灰水 是指厕所废水之外的废水,如来自浴室,洗手池,浴盆或洗衣房的废水。
本发明的净化方法还可以净化来自洗衣房的废水,其被称为黑水。
本发 明的方法还可以用于净化洗衣店和工业废水,这些废水中通常包括大量 的有机废物,如油,多环芳香烃(PAH化合物)和/或重金属。
该方法还 可以净化食品工厂和游泳池的废水。
实施例1 生物量生产和启动生物反应器 芽孢杆菌DT-1,壬二酸假单胞菌DT-2和根瘤菌DT-5分别接入200ml 灭菌的微量盐培养基(KSN),该培养基包括下列成分(g/l蒸馏水): K2HPO4×3H2O-1.0,NaH2PO4×2H2O-0.25,(NH4)2SO4-0.1,MgSO4×7H2O-0.04,Ca(NO3)2×4H2O-0.01,酵母抽提物-0.05,pH 7.0-7.3,和 脂肪酸盐混合物约1g/l。
脂肪酸盐混合物包含约等量的下列去污剂:洗 衣皂,Comfort,Cleani Family-织物调理剂,Cleani Color,Serto Ultra,Bio Luvil,Ariel Futur,Omo Color,Tend Color,Tend Mega,Tend Total and Eko Kompakt(总共约1g/l)。
所述细菌于28℃摇瓶培养 (150-200rpm)。
培养液变得浓稠后,将三种培养物装到一个500升的发酵池中以制 备足够的生物量。
发酵池中装有未灭菌的自来水和总量为4g/l的上述 脂肪酸盐混合物,含聚乙烯的塑料载体,其比重为约0.8g/cm3
通过网 使载体保持在液面以下,在非无菌条件下继续培养至其浊度约为2 (600nm),然后作为恒化器培养物。
从该发酵池向图1的生物反应器 进行第一次接种,稀释比例为1∶10。
反应器中含城市垃圾厂的废水, 这些废水首先收集在一个池中,其后转入沉降池去除固体物质,接下来 输送到过滤井,再从过滤井泵入生物反应器。
该系统基本上靠重力工作, 仅在过滤池中有一个必须的潜水泵。
生物反应器和用于生产生物量的发 酵池含相同的载体。
该载体通过网保持在液面以下。
所用细菌在生物反 应器的末端絮凝。
净化过程是连续的,操作容量约为100m3/24h。
泵入 空气以使待处理的水中的氧含量>7mg/l。
实施例2 渗水的净化 用如实施例1所设置的生物反应器净化来自城市垃圾厂的渗水。
待 净化的废水的平均COD约为800mg-6g O2/l。
废水包含例如氯酚,PAH 化合物和油。
在监控下从废水中去除这些物质。
依照Nordtest的技术 报告NO.329(已接受为9603),这些化合物是由带有质量选择监控器 的气相色谱确定的。
结果如表2所示。
表2 检测项目
进入生物反应器前
经生物反应器处理

COD
氯酚
PAH

0.8-6g/l
>1mg/l
1mg/l
0.2-1mg/l
100-200mg/l
<1μg/l
<1μg/l
200μg/l
实施例3 城市废水的净化(实际规模) 来自城市废水厂的废水用废水厂传统的方式和本发明的方法进行净 化。
依照传统的方式净化废水,首先将废水输送到预沉淀池中使其中的 固体沉淀到池底。
经预处理的废水转入好气池中,由那里的硫酸亚铁沉 淀磷酸盐,加入聚胺沉淀生物污泥。
此后废水再从好气池转入二级沉淀 池。
本发明的净化系统包括5个池,总容量为7.5m3,依照下述顺序相 互连接:两个厌氧池,其中无载体的情况下加入细菌DT-1,DT-2和DT-5, 一个好气池其中附有载体(通过网),所述细菌DT-1,DT-2和DT-5固 定于载体上,和两个沉降池。
温度为8-15℃。
废水的流速为7.5m3/24h, 使水经过载体进行循环流动而通风。
结果如表3所示。
表3 参数

处理前

 经传统方式净化后

 经本发明方法净化
 后
BOD7mg O2/l
CODcrmg O2/l
总Nmg N/l
200-300
250-500
35-55
 10-15
 60-75
 15-25
 10-15
 40-50
 15-25
总Pmg P/l
粪链球菌
(Fec.streptococ
ci)cfu/100ml
耐热大肠菌
cfu/100ml
 5-10
 
 108
 
 
 3×108
0.6-1.8
 
2×104-3×104
 
 
2×104-4×104
 0.5-1.8
 
 2×104-3×104
 
 
 2×104-4×104
通过本发明的方法进行净化的效果均等同或优于传统净化方法所达 到的效果,而能量消耗显著降低。
城市污水处理厂处理1立方米废水耗 能0.23kWh,而用本发明的方法耗能仅为0.05-1kWh。
实施例4 净化家庭黑水(实际规模) 该系统包括5个池,总容量为6.5m3,依照下述顺序相互连接:两 个厌氧池,其中无载体的情况下加入细菌DT-1,DT-2和DT-5,一个好 气池,其中附有载体(通过网),所述细菌DT-1,DT-2和DT-5固定于 载体上,和两个沉降池。
温度为8-15℃。
废水的流速为0.5-5m3/24h, 使水经过载体进行循环流动而通气。
能量消耗为0.05-1kWh。
结果如表 4所示。
表4 参数
 处理前
 处理后
BOD7mg O2/l
 400-5500
 3-20
CODCrmg O2/l
总Nmg N/l
总Pmg P/l
粪链球菌
(Fec.streptococc
i)cfu/100ml
耐热大肠菌cfu/100
ml
pH
400-6000
100-300
10-25
 
108-109
 
108-109
7-8

 40-70
 1-5
 0.2-2
 
 <20
 
 <20
 6.5-7

实施例5 净化含脂肪酸盐和重金属的工业废水(实验室规模) 由有效处理部件包括6个厌氧池和12个好氧池的系统来净化涂料金 属工厂的废水。
细菌DT-1,DT-2和DT-5附着于通过网固定的载体上, 添加到所有的厌氧池和好氧池中,每池盛2升。
整个系统包括23个池, 其总容量为70l,各池按下述顺序彼此连接起来:6个厌氧池(有效处 理容量),1个沉淀池,6个好氧池(有效处理容量),1个沉淀池,6 个好氧池(有效处理容量),2个池通过CaCl2和NaOH处理来沉淀生物 量和重金属的池。
处理前将原始的废水用灰水稀释5倍。
稀释后加入下 述无机盐:NH4+2-10mg/l,NO3-5-20mg/l,Mg2+2-10mg/l,Ca2+0.5-2 mg/l,SO42-1-10mg/l PO43-2-20mg/l.温度为20-35℃。
废水的流速 为121水/24h,。
结果如表5所示。
表5 参数
 处理前
 处理后
CODcrmg O2/l
总Pmg P/l







pH
 19000-21000
 19-25
 5-6
 1.3-1.5
 35-40
 1-2
 23-25
 2-3
 30-60
 8-9
 100-400
 0.3-0.7
 0.01-0.02
 0.01-0.02
 0.03-0.1
 0.02-0.07
 0.02-0.09
 0.05-0.09
 0.003-0.007
 7-7.5
实施例6 净化家庭灰水以再循环(中试规模) 系统的有效部分包括3个好氧池,每池容量为0.2m3,整个系统包 括6个池,总容量为2.8m3,各池按下述顺序彼此连接起来:1个池用 来收集灰水,3个好气池其中附有载体,所述细菌DT-1,DT-2和DT-5 固定于载体上(有效容量),1个无载体的好气池和1个沉降池,接下 来是过滤系统和紫外光处理系统。
温度为20-35℃。
流速约为1m3/24h。
结果如表6所示。
表6 参数
处理前
处理后
CODCrmg O2/l
总Nmg N/l
总Pmg P/l
大肠菌cfu/100ml
pH
 150-400
 10-15
 5-10
 1.4-2×106
 7.5-8.5
15-35
<0.5
<0.1
0
6.5-7
实施例7 净化洗衣房灰水以再循环(中试规模) 系统的有效部分包括2个好氧池,每池容量为1m3,其中附有游离载 体,所述细菌DT-1,DT-2和DT-5固定于载体上。
整个系统包括10个 池,总容量为23m3,各池按下述顺序彼此连接起来:1个池用来收集灰 水,2个附有游离载体的好气池(有效容量),1个沉淀池,3个带有附 着了所述细菌的固定载体的好气池(有效容量)和1个无载体的好气池 及2个沉降池。
温度为20-35℃。
流速约为1m3/24h。
结果如表7所示。
表7 参数
 处理前
 处理后
CODCrmg O2/l
总Pmg P/l
pH
 200-450
 1-2
 8.5-9
 25-35
 <0.1
 7-8
实施例8 增加固定化的生物量 菌株DT-1,DT-2,DT-5,DT-6,DT-10,DT-12和DT-13的生物量依 照实施例1中描述的进行制备并固定于载体上,并将载体上的生物量总 量称重。
一片载体重72±1g。
当DT-1,DT-2和DT-5固定于载体上 后,一片载体重119±13g,即每片载体上的生物量湿重为47±11g。
当全部7种细菌均固定于载体上后,一片载体重172±16g,即每片 载体上的生物量湿重为91±16g。
结果表明DT-6,DT-10,DT-12和 DT-13使固定化的生物量增加了约两倍。
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