[發明專利]一種利用固定化微生物治理有機磷農藥廢水的方法

無效

• 申請號: 201110351867.8
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN103102015A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 白雪;歐陽思慧;王勇;徐浤順;郭統中
• 申請（專利權）人: 白雪
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 安宇宏

技術領域

本發明為一種利用微生物高效降解有機磷農藥復合污染廢水的治理技術。

背景技術

微生物固定化技術是微生物發揮高效作用的重要途徑，尤其在污染環境治理領域中，正在成為某些污水處理、固體廢棄物處置和有機氣溶膠快速去除等工藝的核心技術，成為當前環境科學與工程研究的熱點。已報道的固定化方法繁多，但目前尚無一種理想的、比較普遍適用有機磷農藥廢水的工業化方法。

Livingston等利用微生物固定化反應器處理含有機磷廢水，CODcr的去除率均達86％以上；Ferschl等以海藻酸鈉-氯化鈣溶液為包埋體系固定化食酸假單胞菌(Pseudomonas?acidovorus)，連續降解甲胺磷，結果指出：固定化后，微生物分泌的酶活性保持良好，且單位體積內濃度增大；Johnson等利用固定化的微生物降解甲胺磷，研究發現：在好氧條件下，甲胺磷在5天后，降解率達88％，取得了較好的修復效果。

生物技術發展至今，已成為世界各國處理城市污水和有機廢水的主要手段，具有處理能力大、設備自動化程度高、易于調控、經濟可行、無二次污染等特點。我國是農業大國，為獲得農業的大豐收農藥被大量生產和使用，致使生態環境受到嚴重破壞，其中以有機磷農藥生產廢水所引發的環境問題最為嚴重。

本項研究的具體目的是要探索固定化高效降解菌對有機磷農藥復合污染廢水的高效治理技術。篩選、馴化多株高效降解菌；利用化學或物理的方法，將游離的微生物，定位于限定的空間區域內，并使其保持活性，且能反復使用。提出一套完整的固定化微生物處理有機磷農藥生產廢水的組合工藝，降低廢水出水的COD_cr和TOC，將農藥廢水資源化。研究結果為推動該技術在衣藥生產工業廢水的現場應用提供技術指導。

有機磷農藥生產廢水的性質和來源各異，均對環境水體的污染程度大，且處理難度高，治理困難，因此，本項發明的研究者采用固定化高效降解菌對有機磷農藥復合污染廢水進行高效治理，在濃度高、毒性大及污染物成分復雜的條件下，考察高效降解菌對環境的耐性和對有機磷農藥的去除率，以及探討固定化材料、載體濃度、溫度和酸度等條件對有機磷農藥生產廢水的影響。經過反復試驗，從而達到了較為理想的效果。

發明內容

本項目將從多種固定化材料中經實驗選擇性能優良的一種，采用最適合該種材料的微生物固定化方法進行試驗，最后來治理有機磷農藥生產廢水。

(1)微生物的篩選馴化

采用微生物固定化技術治理有機磷農藥廢水時，高效降解菌的篩選是關鍵。運用中科院生態所現有的10株真菌(已經證明能夠高效降解多環芳烴類持久有機污染物)進行篩選馴化；首先運用高濃度的有機磷農藥甲基磷進行馴化，污染物濃度采用梯度式逐漸加大用量，甲基磷的初試濃度為50ppm；3天后再在該培養基中加入50ppm的甲基磷，當甲基磷的濃度為500ppm時，馴化停止.最后，經過認真鑒定，能夠耐受高濃度甲基磷并且能夠高效降解這種物質的優勢菌種為真菌黑曲霉。

(2)固定化材料的選擇

預試驗中比較了10種不同材料的載體固定化效果，結果見表。

表1固定化載體比較

由此可見，4號實驗以活性炭和10號實驗以泥炭為載體，其效果比較好，其中的活性炭價格低廉，成本低，來源廣泛，通氣性良好，無毒，不會造成土壤的二次污染，適合做真菌黑曲霉的固定化載體使用。

(3)固定化方法的選擇

本項目采用活性炭作為固定化載體材料，利用吸附法、交聯法和包埋法等3種微生物固定化方法進行試驗，其中通過吸附法固定黑曲霉效果最好。試驗中在無菌條件下將含有黑曲霉的活性炭加入到甲基磷濃度均為150ppm的培養基中，放進恒溫搖床，室溫下以200r/min的轉數培養6天后，用氣相色譜測定甲基磷的殘留量，從而計算降解率。實驗結果表明，采用吸附法固定黑曲霉對目標污染物甲基磷的降解率最高達98％。

前面所說的利用吸附法將真菌黑曲霉固定到活性炭上所采取的辦法是：

(1)真菌黑曲霉的馴化，運用高濃度的有機磷農藥甲基磷進行馴化，采用梯度式逐漸加大用量，首先在含有真菌黑曲霉的土豆培養基中加入甲基磷，其加入濃度達到50ppm；過3天后再在該培養基中加入50ppm的甲基磷，當甲基磷的濃度為500ppm時，馴化停止。得到能夠強效降解有機磷農藥的真菌黑曲霉。

(2)真菌黑曲霉種子液的制備