利用白腐真菌和载体处理难降解废水的方法

摘要

本发明属于水处理技术领域的一种利用白腐真菌和载体处理难降解废水的方法。先利用载体吸附废水中的COD，后利用载体给白腐真菌提供纤维素刺激性底物诱发其产酶，处理载体吸附的难降解物质，选用不同天然物作为载体的核心材料，经NaOH处理后制成载体包被，处理废水时，调节废水的初始pH、投加载体、加入白腐真菌、取水样到锥形瓶中；置入温度35－60℃、摇速170rpm摇床进行处理。本发明处理过程仅需调节初始pH，中间过程不用操作，无需再次调节即可进行后续处理；且所用的载体来源广泛，使用后可连同菌体直接做肥料处理，不产生二次污染；处理后脱色效果明显，脱色率90％以上。

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别涉及对高浓度难降解废水进行处理的一种利用白腐真菌和载体处理难降解废水的方法。

背景技术

随着我国经济的发展和社会需求的增加，污水排放量日益增大，其中工业废水增长量迅速增长。近年来随着化工产品需求的增大，化工废水也随之增多。这些水中不仅有高达几万毫克每升的COD，而且色度高，某些废水含有多种有生物毒性的重金属离子和抑制微生物生长的物质，不仅对环境造成很大的压力，而且还增大了用生物处理的难度。如何处理这一类废水，已经成为当前环境保护中的个重大难题。

白腐真菌是生物界一类丝状真菌，它们对各种异生物质的独特降解能力受到世界瞩目。白腐真菌除了对木质素有很强的降解能力外，对其他的如DDT、氯代联二苯、二噁英和苯酚等有毒有害的有机物也有很强的降解能力，这种能力依赖于其细胞外木质素降解酶系统。白腐真菌及其相关应用技术在环境保护领域正日益显示出强大的潜力。但是现在所有的试验结果都处于实验室水平，无法应用到实际工程中去。因为白腐真菌属于真核生物，生长速度较细菌要慢的多，当反应体系中有细菌时，细菌会快速繁殖，与白腐真菌竞争培养基中的营养成分，很快就在整个反应体系中保持优势，而白腐真菌会因为缺乏营养物质而停止生长，进而影响胞外降解酶系的生产和分泌，使整个处理系统失去正常降解能力。

因此，只有在反应系统中保持白腐真菌的优势地位，并给其提供一个稳定的碳源，才保持白腐真菌分泌胞外酶系的正常代谢和生长状态，不至于因为缺乏碳源而进入孢子生长期，这也是制约白腐真菌运用于实际工业的主要原因。

近年来国内外都认识到了保持白腐真菌在反应器中的优势地位是运用白腐真菌处理废水的关键问题，很多研究都致力于使用抑制细菌生长的材料做载体来达到此目的，但是这种方式在实际使用中难以保持稳定的处理效果，而且大部分都需要控制氮源才能达到目的。这样不仅会增加额外的负担，而且在实际应用中也不便于操作。

专利CN1608755A采用了两段式处理方式，使白腐真菌的生长和降解阶段分开，这样可以保持白腐真菌在反应器中的优势，并能保持较高的酶活，虽然能够达到较好的处理效果，但是反应器负荷能力不高，且时间较长；虽然解决了泥水分离的问题，但是由于不能连续处理，占地面积较大，不利于实际推广。

专利CN1793354A采用了具有最佳抑菌效果的惰性载体-聚氨酯泡沫载体，可以保持白腐真菌的优势，并达到很好的脱色效果，但是使用这种载体在废弃后会成为新的难处理废弃物，并且需配合专门抑制细菌的培养基，开放体系中连续使用的效果很难达到稳定的处理效果，且对于成分更为复杂的其他工业废水有没有很好的处理效果，还有待证实。

发明内容

本发明的目的是提出解决白腐真菌在实际运用中难培养、活性低的一种利用白腐真菌和载体处理难降解废水的方法，其特征在于，先利用载体吸附废水中的COD，后利用载体给白腐真菌提供纤维素刺激性底物诱发其产酶，处理载体吸附的难降解物质，并且不产生过多的菌丝体，中间过程仅调节pH，并不用灭菌设施，不限制氮源，该方法包括：

1)菌种选择：实验室自有的黄孢原毛平革菌(CTCC 40719)(Phanerochaetechrysosporium)和从菌种保存中心采购的变色栓菌购买的变色栓菌(CICC 50001)(Trametes versicolor)。

2)液体培养基：土豆浸出粉培养基和酵母菌培养基，前者可以大量富集白腐真菌，对于环境有较大的适应性；后者可以培养粒径较小的菌丝球，具有较强的降解力。土豆浸出粉培养基成分为：土豆浸出粉4g/100ml，葡萄糖2g/100ml，KH₂PO₄：0.3g/100ml，MgSO₄：0.15g/100ml；酵母培养基成分为：葡萄糖0.5g/100ml、KH₂PO₄：0.1g/100ml、(NH₄)₂SO₄：0.1g/100ml、MgSO₄·7H₂O 0.05g/100ml、酵母膏：0.02g/100ml、pH 5.0-6.0。把液态培养基放到250ml锥形瓶以121℃灭菌20min，待冷却后接种白腐真菌0.05g，然后置入温度28-34℃、摇速170rpm摇床中，培养3天。

3)载体材料：选用不同天然物作为载体的核心材料，分别是玉米秸秆和气爆玉米秸秆，先使用3％NaOH浸泡清晰30min，清水清洗后再使用3％H₂SO₄浸泡清洗30min，清水清洗至中性后使用75％工业酒精浸泡30min，滤干后置入50℃烘箱中烘干5~6小时，烘干后置入121℃灭菌15min，备用。

4)载体包被：每一个载体含天然物0.3g，并在核心外面用铜网和铁丝网包裹，铜网1.8±0.2g、铁丝网1.1±0.2g最后用尼龙网覆盖。

5)处理过程：

(1)处理水样分别为阿维菌素原水、UASB(上流式厌氧污泥床反应器)出水以及生化池出水。

(2)调节废水的初始pH为4-5.5，投加3个载体、0.3-0.5g白腐真菌、100ml水样到250ml锥形瓶中；置入温度35-39℃、摇速170rpm摇床进行处理。

(3)废水处理完后，保留沉淀物，反应器换水继续处理。

本发明的有益效果是处理过程仅需调节初始pH为4.5，中间过程不用操作，出水pH为6.5左右，无需再次调节即可进行后续处理；且所用的载体来源广泛，使用后可连同菌体直接做肥料处理，不产生二次污染；处理后脱色效果明显，脱色率90％以上，虽然反应器中有其他杂菌，但是对整体处理效果并无负面影响，为白腐真菌在实际工程中运用提供了一种可能的处理方法，并且降低了处理废水的成本，降低了操作的难度。

具体实施方式

本发明提出解决白腐真菌在实际运用中难培养、活性低的一种利用白腐真菌和载体处理难降解废水的方法。本发明为一种在非灭菌环境下利用白腐真菌配合特定载体使用，能够固定白腐真菌并补充碳源基质，达到强化功能，由于所选载体的良好吸附性，本载体对废水中总磷的降解也有很好的效果。下面列举实施例对本发明予以进一步说明。

实施例1：最好结合发明内容

处理高盐度、高苯酚含量的废水：废水经过萃取后苯酚为120mg/L，COD为2000左右，SO₄^2-的浓度为100000mg/l左右。调节废水的初始pH为5，投加3个载体、0.3g白腐真菌、100ml水样到250ml锥形瓶中；置入温度38℃、摇速170rpm摇床进行处理48小时预处理后，苯酚含量可降低至10mg/L左右，COD降低至600以下，并经活性污泥处理24小时后，COD可降低至200左右，苯酚含量为2mg/L左右，再经过吸附过滤后达排放标准；

实施例2

处理高COD，高色度的阿维菌素废水：

阿维菌素原水：COD高达25000mg/L、色度7691左右、T-P为143.44mg/L，调节废水的初始pH为4.5，投加3个载体、0.4g白腐真菌、100ml水样到250ml锥形瓶中；置入温度37.5℃、摇速170rpm摇床进行处理4天后，COD最低可降至4180mg/L，色度可降低至542、T-P可降低至2mg/L；

实施例3

处理阿维菌素的UASB出水：COD为1139.96mg/L、色度1743.82、T-P为17.341mg/L，调节废水的初始pH为5.5，投加4个载体、0.4g白腐真菌、100ml水样到250ml锥形瓶中；置入温度36.5℃、摇速170rpm摇床进行经过本方法处理2天后，COD可降至294.76mg/L、色度可降至61.122、T-P达到0.2038mg/L；

实施例4

实施例3的UASB出水再经生化池处理：COD为541.6mg/L，经过实施例3的处理工艺处理1天后，COD可降低至168.4mg/L。