專利名稱：低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法。
背景技術(shù)：
生物處理以其成本低、效果好、無二次污染而在污水、臭氣等污染物治理領(lǐng)域起到越來越重要的作用。生物處理效果受溫度影響很大，隨著溫度的降低，生物的活性變差，低溫一直是生物處理的一個瓶頸。水溫在10℃以下，大多數(shù)中溫菌已不能代謝細(xì)胞外源物質(zhì)，此時在污水處理過程中起主要作用的是冷適應(yīng)微生物。根據(jù)Morita的分類定義，低溫微生物有兩類，一類是其最高生長溫度低于20℃的微生物稱嗜冷菌，一類是指在0～40℃可以生長的微生物稱耐冷菌，耐冷菌在0～5℃時仍可生長繁殖，代謝外源物質(zhì)。目前已有人報道從低溫環(huán)境中分離到對污水中COD與BOD、氮磷、石油烴類、氯酚類、芳香烴類、脂肪類、表面活性劑等有機物具有很高生物降解能力的低溫菌，但在低溫下能夠降解惡臭氣體的低溫菌卻沒有任何報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了填補低溫菌在低溫下能夠降解惡臭氣體這一研究的空白，而首次提出了低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法。低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法通過以下步驟實現(xiàn)一、馴化2月份，取污水處理廠活性污泥作為菌種來源，在環(huán)境溫度為3～8℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中，先向生物滴濾塔中通入濃度為40～60mg/m3的H2S氣體，然后在30～90天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到300～500mg/m3，然后開始用H2S檢知管檢測出氣效果，當(dāng)出氣效果保持穩(wěn)定時，則馴化階段完成；二、低溫菌篩選取經(jīng)馴化的接種有活性污泥的填料3～5g，取無菌水100～110ml對接種有活性污泥的填料進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行超聲波震蕩10～30min，制成菌懸液，在無菌室中，用無菌吸管取菌懸液0.3～0.6ml涂布于異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上，將平板倒置于培養(yǎng)箱內(nèi)，以4～6℃的恒溫培養(yǎng)3～5d，然后挑取異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上數(shù)量占優(yōu)的菌落進(jìn)行劃線分離，作進(jìn)一步純化，重復(fù)3～5次，得到低溫異養(yǎng)硫氧化菌2株；三、制備生物去除劑將分離到的2株低溫異養(yǎng)硫氧化菌分為2組分別在異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)3～5d，然后分別離心分離培養(yǎng)后的2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌，再將2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌以重量比1∶1的比例混合，無菌水沖洗后加蒸餾水，制成1g濕菌/40～50ml蒸餾水的異養(yǎng)硫氧化菌菌懸液，得到低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑。本發(fā)明中的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑實質(zhì)上是低溫異養(yǎng)混合菌，本發(fā)明中在選擇低溫菌的菌種來源時，選取2月份這段時間，因為經(jīng)過整個寒冷冬季的馴化，活性污泥中的低溫菌所占的比重較大，可以相應(yīng)地縮短馴化周期；在0～20℃之間、相同時間內(nèi)，與中溫異養(yǎng)混合菌相比，本發(fā)明制備的生物去除劑對硫代硫酸根離子的最大去除率達(dá)到62％，而中溫異養(yǎng)混合菌對硫代硫酸根離子的最大去除率僅為29.8％，本發(fā)明中的生物去除劑在5～8℃之間對硫化氫的最大去除率可達(dá)到100％。


圖1是低溫條件下用本發(fā)明中的生物去除劑和中溫異養(yǎng)硫氧化菌處理硫代硫酸根離子濃度變化的對比圖， 是中溫異養(yǎng)硫氧化菌處理硫代硫酸根離子濃度的變化曲線， 是本發(fā)明中的生物去除劑處理硫代硫酸根離子濃度的變化曲線。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式中低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法通過以下步驟實現(xiàn)一、馴化2月份，取污水處理廠活性污泥作為菌種來源，在環(huán)境溫度為3～8℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中，先向生物滴濾塔中通入濃度為40～60mg/m3的H2S氣體，然后在30～90天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到300～500mg/m3，然后開始用H2S檢知管檢測出氣效果，當(dāng)出氣效果保持穩(wěn)定時，則馴化階段完成；二、低溫菌篩選取經(jīng)馴化的接種有活性污泥的填料3～5g，取無菌水100～110ml對接種有活性污泥的填料進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行超聲波震蕩10～30min，制成菌懸液，在無菌室中，用無菌吸管取菌懸液0.3～0.6ml涂布于異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上，將平板倒置于培養(yǎng)箱內(nèi)，以4～6℃的恒溫培養(yǎng)3～5d，然后挑取異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上數(shù)量占優(yōu)的菌落進(jìn)行劃線分離，作進(jìn)一步純化，重復(fù)3～5次，得到低溫異養(yǎng)硫氧化菌2株；三、制備生物去除劑將分離到的2株低溫異養(yǎng)硫氧化菌分為2組分別在異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)3～5d，然后分別離心分離培養(yǎng)后的2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌，再將2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌以重量比1∶1的比例混合，無菌水沖洗后加蒸餾水，制成1g濕菌/40～50ml蒸餾水的異養(yǎng)硫氧化菌菌懸液，得到低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟一中在環(huán)境溫度為4～6℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟一中在環(huán)境溫度為5℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟一中先向生物滴濾塔中通入濃度為42～53mg/m3的H2S氣體，然后在45～80天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到485～505mg/m3。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟一中先向生物滴濾塔中通入濃度為50mg/m3的H2S氣體，然后在50天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到500mg/m3。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟一中取接種有活性污泥的填料3.5～4.5g。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟二中取無菌水105ml對接種有活性污泥的填料進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行超聲波震蕩20min。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟二中用無菌吸管取菌懸液0.6ml涂布于異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上，將平板倒置于培養(yǎng)箱內(nèi)，以5℃的恒溫培養(yǎng)4d。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟三中制成1g濕菌/45ml蒸餾水的異養(yǎng)硫氧化菌菌懸液。其它步驟與具體實施方式
一相同。
將本實施方式中的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑采用間歇式循環(huán)物理吸附法固定化的方式固定到生物滴濾塔中，生物滴濾塔中濾柱尺寸為直徑46mm、高750mm，填料總高度為500mm，填料為活性炭。
通入硫化氫氣體，硫化氫進(jìn)氣流量為O.1m3/h，經(jīng)過一段時間的調(diào)整適應(yīng)期，反應(yīng)器運行穩(wěn)定后，測定硫化氫的去除率。結(jié)果如表1所示。
表1 低溫時活性污泥馴化生物反應(yīng)器的效果(5-8℃)

有上表可見，在溫度5～8℃時，低溫菌固定化生物反應(yīng)器能保持一個高的硫化氫去除率，最高可達(dá)到100％。
間歇式循環(huán)物理吸附法固定化過程如下取低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑，置于高處，利用虹吸使菌液自上而下流入活性炭柱，柱下放另一桶接殘余菌液，將菌液反復(fù)循環(huán)幾次直至流出水的細(xì)菌數(shù)不再降低，這時認(rèn)為活性炭柱對細(xì)菌吸附和截留已達(dá)飽和。通入低濃度(50mg/l左右)的硫化氫和氨氣混合氣進(jìn)行短期馴化，形成固定化生物活性炭。填料表面生物膜的形成不是簡單的對有效菌的吸附，而是經(jīng)歷了一個從吸附、固定、擴增到成熟的完整過程。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟三中異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基是先將8.0g Na2S2O3·5H2O、3.0g牛肉膏、15.0g蛋白胨、3.0g酵母汁、2.0g Na2HPO4·12H2O、3.0g NaCl和1000ml H2O充分混合，按每升混合液投加15～20g瓊脂粉的量向混合液中添加瓊脂粉并同時以2N的NaOH調(diào)整混合液的pH值為7，然后對混合液以121℃滅菌20min，得到異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十一本實施方式中低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法通過以下步驟實現(xiàn)一、馴化2月份，取污水處理廠活性污泥作為菌種來源，在環(huán)境溫度為5℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中，先向生物滴濾塔中通入濃度為50mg/m3的H2S氣體，然后在50天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到500mg/m3，然后開始用H2S檢知管檢測出氣效果，當(dāng)出氣效果保持穩(wěn)定時，則馴化階段完成；二、低溫菌篩選取經(jīng)馴化的接種有活性污泥的填料5g，取無菌水100ml對接種有活性污泥的填料進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行超聲波震蕩30min，制成菌懸液，在無菌室中，用無菌吸管取菌懸液0.5ml涂布于異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上，將平板倒置于培養(yǎng)箱內(nèi)，以4℃的恒溫培養(yǎng)5d，然后挑取異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上數(shù)量占優(yōu)的菌落進(jìn)行劃線分離，作進(jìn)一步純化，重復(fù)3～5次，得到低溫異養(yǎng)硫氧化菌2株；三、制備生物去除劑將分離到的2株低溫異養(yǎng)硫氧化菌分為2組分別在異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)5d，然后分別離心分離培養(yǎng)后的2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌，再將2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌以重量比1∶1的比例混合，無菌水沖洗后加蒸餾水，制成1g濕菌/50ml蒸餾水的異養(yǎng)硫氧化菌菌懸液，得到低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑。
進(jìn)行對照試驗，在4℃的條件下，取本實施方式中的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑1ml加入到濃度為8400mg/l的異養(yǎng)硫代硫酸鈉液體培養(yǎng)基500ml中，在4℃搖床中震蕩培養(yǎng)，另取與生物去除劑相同濃度的中溫異養(yǎng)硫氧化菌1ml加入到濃度為8400mg/l的異養(yǎng)硫代硫酸鈉液體培養(yǎng)基500ml中并同樣在4℃搖床中震蕩培養(yǎng)，將兩者進(jìn)行比較，結(jié)果如圖1所示在低溫條件下，低溫菌群的反應(yīng)速度快于對應(yīng)的中溫菌群反應(yīng)速度。由圖可知，對異養(yǎng)菌群而言，低溫異養(yǎng)混合菌在反應(yīng)前12h有一個停滯階段，在反應(yīng)12～48h對硫代硫酸根離子降解速度快；中溫異養(yǎng)混合菌在反應(yīng)前60h對硫代硫酸根離子降解速度較快，以后趨緩；反應(yīng)60h時，低溫異養(yǎng)混合菌對硫代硫酸根離子的最大去除率達(dá)到62％，中溫異養(yǎng)混合菌對硫代硫酸根離子的最大去除率僅為29.8％。
權(quán)利要求
1.低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法通過以下步驟實現(xiàn)一、馴化2月份，取污水處理廠活性污泥作為菌種來源，在環(huán)境溫度為3～8℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中，先向生物滴濾塔中通入濃度為40～60mg/m3的H2S氣體，然后在30～90天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到300～500mg/m3，然后開始用H2S檢知管檢測出氣效果，當(dāng)出氣效果保持穩(wěn)定時，則馴化階段完成；二、低溫菌篩選取經(jīng)馴化的接種有活性污泥的填料3～5g，取無菌水100～110ml對接種有活性污泥的填料進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行超聲波震蕩10～30min，制成菌懸液，在無菌室中，用無菌吸管取菌懸液0.3～0.6ml涂布于異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上，將平板倒置于培養(yǎng)箱內(nèi)，以4～6℃的恒溫培養(yǎng)3～5d，然后挑取異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上數(shù)量占優(yōu)的菌落進(jìn)行劃線分離，作進(jìn)一步純化，重復(fù)3～5次，得到低溫異養(yǎng)硫氧化菌2株；三、制備生物去除劑將分離到的2株低溫異養(yǎng)硫氧化菌分為2組分別在異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)3～5d，然后分別離心分離培養(yǎng)后的2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌，再將2組低溫異養(yǎng)硫氧化菌以重量比1∶1的比例混合，無菌水沖洗后加蒸餾水，制成1g濕菌/40～50ml蒸餾水的異養(yǎng)硫氧化菌菌懸液，得到低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟一中在環(huán)境溫度為4～6℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟一中在環(huán)境溫度為5℃的條件下，將活性污泥接種到以活性炭為填料的生物滴濾塔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟一中先向生物滴濾塔中通入濃度為42～53mg/m3的H2S氣體，然后在45～80天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到485～505mg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟一中先向生物滴濾塔中通入濃度為50mg/m3的H2S氣體，然后在50天內(nèi)提高H2S氣體進(jìn)氣濃度到500mg/m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟二中取接種有活性污泥的填料3.5～4.5g。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟二中取無菌水105ml對接種有活性污泥的填料進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行超聲波震蕩20min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟二中用無菌吸管取菌懸液0.6ml涂布于異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基平板上，將平板倒置于培養(yǎng)箱內(nèi)，以5℃的恒溫培養(yǎng)4d。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟三中制成1g濕菌/45ml蒸餾水的異養(yǎng)硫氧化菌菌懸液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，其特征在于步驟三中異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基是先將8.0gNa2S2O3·5H2O、3.0g牛肉膏、15.0g蛋白胨、3.0g酵母汁、2.0g Na2HPO4·12H2O、3.0g NaCl和1000ml H2O充分混合成混合液，再按每升混合液投加15～20g瓊脂粉的量向混合液中添加瓊脂粉并同時以2N的NaOH調(diào)整混合液的pH值為7，然后對混合液以121℃滅菌20min，得到異養(yǎng)硫氧化培養(yǎng)基。
全文摘要
低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法，本發(fā)明涉及一種硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法。它是為了填補低溫菌在低溫下能夠降解氣體這一研究空白，首次提出低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法。低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑的制備方法通過以下步驟實現(xiàn)一、馴化；二、低溫菌篩選；三、制備生物去除劑，得到低溫下硫代硫酸根離子和硫化氫的生物去除劑。在0～20℃之間、相同時間內(nèi)，與中溫異養(yǎng)混合菌相比，本發(fā)明制備的生物去除劑對硫代硫酸根離子最大去除率為62％，而中溫異養(yǎng)混合菌對硫代硫酸根離子的最大去除率為29.8％，本發(fā)明中的生物去除劑在0～20℃之間對硫化氫的最大去除率可達(dá)到100％。
文檔編號C02F3/04GK101066810SQ20071007230
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者徐桂芹, 王海燕, 張英民, 姜安璽 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)