專利名稱：一株pva降解菌及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種高效的PVA降解菌及其配套的廢水處理工藝，利用這種工藝處理含PVA的印染廢水，可以在短時(shí)間內(nèi)使出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol簡(jiǎn)稱PVA)是一種廣泛應(yīng)用的水溶性的聚合物。近年來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中的使用量越來(lái)越大，其中化纖布上漿(占布料重量的5％～7.5％)一項(xiàng)用量極大，1993年我國(guó)化纖混紡織物漿紗用PVA約3萬(wàn)余噸。在印染行業(yè)中PVA漿料造成的CODcr含量占印染廢水總CODcr的比例相當(dāng)大。由于PVA降解菌通常生長(zhǎng)緩慢，所以在傳統(tǒng)的活性污泥中很難形成優(yōu)勢(shì)，所以經(jīng)活性污泥法處理后的出水PVA，CODcr濃度都很高。由于PVA在環(huán)境中難降解，PVA廢水排入環(huán)境中，對(duì)環(huán)境造成很大的污染，傳統(tǒng)的印染廢水常采用活性污泥法，能很快降低廢水色度，但是由于在活性污泥中PVA降解菌生長(zhǎng)緩慢，不能形成優(yōu)勢(shì)種群，所以出水的PVA濃度很高，通常在0.25～0.6g/L，CODcr在300～800mg/L，不能達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此需要研究和篩選高效的PVA降解菌，對(duì)其進(jìn)行馴化和擴(kuò)大培養(yǎng)，用于廢水處理。70年代以來(lái)國(guó)外就已經(jīng)分離出降解PVA的菌株并應(yīng)用于凈化環(huán)境。國(guó)內(nèi)在80年代也開始這方面的研究。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中報(bào)道的大都是共生菌，混合菌降解PVA廢水，很少有純培養(yǎng)能降解pVA的報(bào)道，紅球菌J-5是報(bào)道的第二株能降解PVA的純菌株，比較適合降解高濃度的PVA廢水，但存在對(duì)于低濃度的PVA廢水處理效果不佳、低溫下處理效果不好以及運(yùn)行不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一株高效的PVA降解菌及其使用方法。
本發(fā)明可以通過(guò)以下方式得以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的菌株為節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)(P-1)保藏號(hào)CGMCC NO.1266，保藏地點(diǎn)中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏時(shí)間2004年12月8日。
用于實(shí)施例中對(duì)照的菌株為紅球菌屬(Rhodopila)(J-5)，保藏號(hào)CGMCCNO.1269，保藏地點(diǎn)中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏時(shí)間2004年12月8日。
本發(fā)明菌株細(xì)胞不規(guī)則桿狀，0.8～1.2μm×1.8～6.0μm。常呈V形排列，端圓，生長(zhǎng)過(guò)程中桿狀斷裂成小球，直徑0.6～1.0μm。單個(gè)，成對(duì)排列，不規(guī)則堆狀。明顯球桿周期。革蘭氏陽(yáng)性，運(yùn)動(dòng)不生孢，不抗酸，好氧，產(chǎn)酸，接觸酶陽(yáng)性。
本發(fā)明中的菌株所使用的培養(yǎng)基活化培養(yǎng)基(g/l)NH4NO30.1～1.0，KH2PO40.1～0.5，K2HPO40.5～1.6，微量元素5～10ml，酵母汁0.15～1.5，PVA0.1～5，pH7.0左右擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)基(g/l)蛋白胨1～10，酵母汁0.1～1，NaCl 0.5～5，PVA 1～5，pH7.0左右。
上述培養(yǎng)基如用固體培養(yǎng)基加瓊脂1.0-2％。
本發(fā)明中菌株的使用方法為(1)使用前用活化培養(yǎng)基進(jìn)行活化(2)將滅菌處理過(guò)的擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)基定量備用；
(3)將活化后的菌種分別接種至滅菌處理過(guò)的擴(kuò)大培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)，振蕩培養(yǎng)1-5天；(4)將菌液按10～30％比例接種于廢水處理接觸氧化池中；(5)掛膜培養(yǎng)暴氣，開始以小流量加入廢水，以后進(jìn)水流量逐漸增大，這樣持續(xù)培養(yǎng)7～20天；(6)開始進(jìn)行廢水處理。對(duì)應(yīng)的PVA廢水COD范圍為0-650mg/l、pH范圍為5-9。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)對(duì)低濃度的廢水有很好的處理效果，短時(shí)間內(nèi)使出水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(2)受溫度影響小，在溫度低于10度時(shí)仍然具有較好的處理效率(3)可與紅球菌J-5結(jié)合處理高濃度的PVA廢水(4)運(yùn)行穩(wěn)定，使用方便。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11將高溫滅菌處理(121℃、30分鐘)過(guò)的固體培養(yǎng)基定量備用，固體培養(yǎng)基的配方為NH4NO30.1％，KH2PO40.05％，K2HPO40.16％，酵母汁0.05％，微量元素10ml/L，PVA0.3％，pH7.0，瓊脂1.7％2將菌種CGMCC NO.1266，CGMCC NO.1269分別接種至滅菌固體培養(yǎng)基中活化2天備用。
3將高溫滅菌處理過(guò)(121℃、30分鐘)的液體培養(yǎng)基定量備用，液體培養(yǎng)基配方為蛋白胨0.2％，酵母汁0.1％，NaCl 0.5％，PVA 0.3，％pH7.04將活化后的菌種分別接種至液體培養(yǎng)基中振蕩(30℃，160轉(zhuǎn)/分鐘)培養(yǎng)4天。
5將培養(yǎng)好的CGMCC NO.1266，CGMCC NO.1269菌液，活性污泥按30％的比例分別接種于裝有填料的1000ml的暴氣筒中，通氣培養(yǎng)(溶解氧為2.5mg/L)，每24h加入200ml新鮮的培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)，4天后填料上長(zhǎng)出一層生物膜。再以63ml/h流量進(jìn)入廢水，培養(yǎng)馴化生物膜，經(jīng)過(guò)12天的動(dòng)態(tài)培養(yǎng)后，出水COD，PVA值與對(duì)照相比均顯著降低，證明生物膜已具良好的PVA去處能力，此時(shí)便可以進(jìn)行廢水處理試驗(yàn)6溫度為30度，進(jìn)水PVA濃度為300mg/l，COD濃度約為530-580mg/l，溶解氧保持在3～4mg/L，停留時(shí)間為24小時(shí)，測(cè)定CGMCC NO.1266，CGMCC NO.1269，活性污泥的出水的COD(做三個(gè)重復(fù))。
結(jié)果所測(cè)結(jié)果如下表所示表一CGMCC NO.1266菌、CGMCC NO.1269菌、污泥對(duì)低濃度廢水處理情況比較

CGMCC NO.1266菌出水COD為60左右，COD去除效率達(dá)到了89％；CGMCC NO.1269菌出水COD為120左右，COD去除率約為79％，二者處理效果均比較穩(wěn)定；污泥的降解效果不穩(wěn)定，在第一次出水的COD為482，COD去除效率只有10％，當(dāng)馴化一段時(shí)間，第三次測(cè)定時(shí)COD去除效率達(dá)到85％左右。試驗(yàn)結(jié)果表明處理效果CGMCC NO.1266＞CGMCC NO.1269＞活性污泥。
實(shí)施例2步驟1～5與實(shí)施例1相同6當(dāng)其他條件與實(shí)施例1中6相同，溫度降為8度時(shí)，CGMCC NO.1266菌、CGMCCNO.1269菌，活性污泥降解比較如表二所示。
表二溫度降為8度時(shí)，CGMCC NO.1266菌、CGMCC NO.1269菌，污泥COD去除情況比較

由表四可知，當(dāng)溫度降為8度時(shí)，CGMCC NO.1266菌出水COD為126，COD去除率下降不多，由89％降到76.6％，而CGMCC NO.1269菌活性污泥的出水COD分別為241，397.1，COD去除率顯著下降，所以CGMCC NO.1266菌的處理效果受溫度的影響明顯小于和CGMCC NO.1269菌活性污泥。，所以在低溫情況下處理效果仍然表現(xiàn)為CGMCC NO.1266菌＞CGMCC NO.1269菌＞活性污泥。
實(shí)施例3步驟1～5與實(shí)施例1相同6溫度為30度，進(jìn)水PVA濃度為300mg/l，COD濃度約為530-580mg/l，溶解氧保持在3～4mg/L，停留時(shí)間為24小時(shí)，連續(xù)運(yùn)行6個(gè)月，每?jī)蓚€(gè)月測(cè)定CGMCCNO.1266菌、CGMCC NO.1269菌，活性污泥的出水的COD，所測(cè)結(jié)果如下表所示表三CGMCC NO.1266菌、CGMCC NO.1269菌，污泥得運(yùn)行穩(wěn)定性比較

CGMCC NO.1266菌處理效果穩(wěn)定，運(yùn)行6個(gè)月后處理效果沒有明顯的變化，活性污泥的穩(wěn)定性差，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，出水的CODcr明顯升高，處理效率下降。
權(quán)利要求
1.一株用于降解PVA的菌株，屬于節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)保藏號(hào)CGMCCNO.1266，保藏地點(diǎn)中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏時(shí)間2004年12月8日；細(xì)胞不規(guī)則桿狀，0.8～1.2μm×1.8～6.0μm。常呈V形排列，端圓，生長(zhǎng)過(guò)程中桿狀斷裂成小球，直徑0.6～1.0μm。單個(gè)，成對(duì)排列，不規(guī)則堆狀。明顯球桿周期。革蘭氏陽(yáng)性，運(yùn)動(dòng)不生孢，不抗酸，好氧，產(chǎn)酸，接觸酶陽(yáng)性。
2.權(quán)利要求1所述菌株的培養(yǎng)方法為采用下述培養(yǎng)基活化活化培養(yǎng)基(g/l)NH4NO30.1～1.0，KH2PO40.1～0.5，K2HPO40.5～1.6，微量元素5～10ml，酵母汁0.15～1.5，PVA0.1～5，pH7.0左右；再用培養(yǎng)基(g/l)蛋白胨1～10，酵母汁0.1～1，NaCl0.5～5，PVA1～5，pH7.0擴(kuò)大培養(yǎng)；培養(yǎng)基如用固體培養(yǎng)基加瓊脂1.0-2％。。
3.權(quán)利要求1所述菌株的使用方法將按權(quán)利要求2培養(yǎng)得到的菌液按10～30％比例接種于廢水處理接觸氧化池中，掛膜培養(yǎng)，暴氣，開始以小流量加入廢水，以后進(jìn)水流量逐漸增大，持續(xù)培養(yǎng)7～20天。
4.權(quán)利要求3所述的菌株的使用方法，處理的PVA廢水COD范圍為0-650mg/l、pH范圍為5-9。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，針對(duì)目PVA廢水處理中的問(wèn)題，公開了一株P(guān)VA降解菌及其使用方法。本發(fā)明菌株為節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)經(jīng)培養(yǎng)后能有效處PVA廢水，具有運(yùn)行效果好，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/02GK1789409SQ20041008150
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者李旭東, 陳朝瓊, 廖銀章, 楊俊仕, 劉志培 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所