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垃圾滲濾液濃縮液微生物毒性及可生化性評價方法

發布時間:2019-12-31 13:57:00  中國污水處理工程網

  申請日2019.08.27

  公開(公告)日2019.11.19

  IPC分類號C02F3/34; G16C20/10; C02F103/06

  摘要

  本發明公開了一種垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法及其應用。該方法包括如下步驟:(1)將對數生長期的假單胞菌分別接種至含有濃度梯度的垃圾滲濾液濃縮液的培養基中作為試驗組,同時以接種假單胞菌的培養基為空白對照組,培養至試驗組中TOC和TN均趨于穩定;(2)垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性評價和/或可生化性評價:測定試驗組和空白對照組中假單胞菌的生長密度,以進行垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性評價;測定培養前后試驗組和空白對照組的TOC濃度和TN濃度,并計算其Tt和Dt,以進行垃圾滲濾液濃縮液的可生化性評價。本發明方法有望成為垃圾滲濾液濃縮液可生化性提升技術研究的重要手段。

  權利要求書

  1.一種垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于,包括如下步驟:

  (1)設計實驗

  將對數生長期的假單胞菌分別接種至含有濃度梯度的垃圾滲濾液濃縮液的培養基中作為試驗組,同時以接種假單胞菌的培養基為空白對照組,然后分別在22±2℃下進行培養,培養至試驗組中TOC和TN均趨于穩定為止;

  (2)垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性評價和/或可生化性評價

  S1:微生物毒性評價

  測定步驟(1)中培養后的試驗組和空白對照組中假單胞菌的生長密度Dt、Dbl(t),并以此進行滲濾液濃縮液微生物毒性評價:若1×104cells/ml

  S2:可生化性評價

 、傧葴y定步驟(1)中培養前的試驗組和空白對照組初始TOC濃度C0和Cbl(0),以及TN濃度H0和Hbl(0),然后測定步驟(1)中培養后的試驗組和空白對照組的TOC濃度Ct和Cbl(t),以及TN濃度Ht和Hbl(t),并計算TOC降解率Tt和TN降解率Dt:

  Tt=[1-(Ct-Cbl(t))/C0-Cbl(0)]×100%;

  Dt=[1-(Ht-Hbl(t))/H0-Hbl(0)]×100%;

 、诟鶕⺄OC降解率Tt和TN降解率Dt進行垃圾滲濾液濃縮液的可生化性評價:

  若Tt≥75%,且Dt≥75%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性強;

  若60%≤Tt<75%,且60%≤Dt<75%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性較強;

  若50%≤Tt<60%,且50%≤Dt<60%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性較弱;

  若Tt<50%,且Dt<50%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性弱;

  若Tt和Dt在不同的范圍內,以降解率較低的為準。

  2.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于,步驟(1)中所述的試驗組中TOC和TN均趨于穩定為通過如下方法確定:

  將試驗組和空白對照組分別在22±2℃下進行培養,培養至10~13天,分別取試驗組樣品并測定其TOC濃度和TN濃度,然后繼續培養至14天,再分別取試驗組樣品并測定其TOC濃度和TN濃度,若兩次測定的TOC濃度以及TN濃度差值均在15%以內,則可以結束培養,進行后續實驗;反之,則繼續培養,直至TOC濃度和TN濃度相較于上一個時間段的差值均在15%以內;其中,取樣的兩個時間段間隔不超過四天。

  3.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  步驟(1)中所述的含有濃度梯度的垃圾滲濾液濃縮液的培養基通過如下方法配置得到:將牛肉膏3g、蛋白胨10g和NaCl 5g分別溶解到1000ml不同稀釋倍數的垃圾滲濾液濃縮液中,調pH至7~7.5,121℃滅菌20min,得到所述的培養基;其中,垃圾滲濾液濃縮液稀釋的倍數為50~150倍。

  4.根據權利要求3所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  所述的垃圾滲濾液濃縮液稀釋的倍數分別為50倍、100倍和150倍。

  5.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  步驟(1)中所述的假單胞菌為OD600為0.6~0.8的假單胞菌懸浮液;

  步驟(1)中所述的假單胞菌的接種量為不超過30mg/L。

  6.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  步驟(1)中所述的假單胞菌為假單胞菌(Pseudomonas Sp.)ATCC27853。

  7.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  步驟(1)中所述的垃圾滲濾液濃縮液為DTRO膜濃縮液,RO膜濃縮液、納濾膜濃縮液。

  8.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  步驟(1)中所述的培養基為LB培養基。

  9.根據權利要求1所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,其特征在于:

  步驟S1中所述的生長密度為采用活菌計數法進行測定。

  10.權利要求1~9任一項所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法在垃圾處理領域中的應用。

  說明書

  一種垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法及其應用

  技術領域

  本發明屬于垃圾處理技術領域,特別涉及一種垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法及其應用。

  背景技術

  垃圾滲濾液膜濃液成分復雜、含鹽量高、污染物濃度高、可生化性差,對環境有嚴重的危害性。目前針對垃圾滲濾液膜濃液的處理,已報道的主要方法有:回灌法、蒸發法、高級氧化法等;毓喾S著回灌次數的增加會不斷富集污染物,尤其是無機鹽和難降解有機物,而蒸發法和高級氧化法,要達到濃液的無害化處理成本高昂,無法適應膜濃液產量越來越高的趨勢。近年來,高級氧化預處理結合生化方法處理垃圾滲濾液膜濃液的研究已有報道,但由于沒有探明影響膜濃液可生化性的關鍵性組分和如何匹配優化和降低高級氧化技術成本,導致在實際應用中,生化方法在處理過程中發揮的作用非常有限,高級氧化復合生化組合工藝在大規模工程應用方面仍存在技術難題。因此對于垃圾滲濾液納濾膜濃縮液可生化性評價方法建立十分必要。

  發明內容

  本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足,提供一種垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法。

  本發明的另一目的在于提供所述垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法的應用。

  本發明的目的通過下述技術方案實現:一種垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法,包括如下步驟:

  (1)設計實驗

  將對數生長期的假單胞菌分別接種至含有濃度梯度的垃圾滲濾液濃縮液的培養基中作為試驗組,同時以接種假單胞菌的培養基為空白對照組,然后分別在22±2℃下進行培養,培養至試驗組中TOC(總有機碳)和TN(總氮)均趨于穩定為止;

  (2)垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性評價和/或可生化性評價

  S1:微生物毒性評價

  測定步驟(1)中培養后的試驗組和空白對照組中假單胞菌的生長密度Dt、Dbl(t),并以此進行滲濾液濃縮液微生物毒性評價:若1×104cells/ml

  S2:可生化性評價

 、傧葴y定步驟(1)中培養前的試驗組和空白對照組初始TOC濃度C0和Cbl(0),以及TN濃度H0和Hbl(0),然后測定步驟(1)中培養后的試驗組和空白對照組的TOC濃度Ct和Cbl(t),以及TN濃度Ht和Hbl(t),并計算TOC降解率Tt和TN降解率Dt:

  Tt=[1-(Ct-Cbl(t))/C0-Cbl(0)]×100%;

  Dt=[1-(Ht-Hbl(t))/H0-Hbl(0)]×100%;

 、诟鶕⺄OC降解率Tt和TN降解率Dt進行垃圾滲濾液濃縮液的可生化性評價:

  若Tt≥75%,且Dt≥75%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性強;

  若60%≤Tt<75%,且60%≤Dt<75%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性較強;

  若50%≤Tt<60%,且50%≤Dt<60%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性較弱;

  若Tt<50%,且Dt<50%,說明垃圾滲濾液濃縮液可生化性弱;

  若Tt和Dt在不同的范圍內,以降解率較低的為準(例如:Tt>75%,但60%≤Dt<75%,則忽略Tt,直接根據降解率低的Dt進行判斷,將其認為該垃圾滲濾液濃縮液可生化性較強)。

  步驟(1)中所述的假單胞菌為OD600為0.6~0.8的假單胞菌懸浮液;優選為OD600為0.6的假單胞菌懸浮液。

  步驟(1)中所述的假單胞菌優選為假單胞菌(Pseudomonas Sp.)ATCC27853。

  步驟(1)中所述的假單胞菌的接種量為不超過30mg/L(優選為占培養基體積的0.01%)。

  步驟(1)中所述的垃圾滲濾液濃縮液包括DTRO膜濃縮液(碟管式反滲透膜)、RO膜濃縮液(反滲透膜濃縮液)、納濾膜濃縮液(垃圾滲濾液納濾膜濃縮液)。

  步驟(1)中所述的培養基優選為LB培養基。

  步驟(1)中所述的含有濃度梯度的垃圾滲濾液濃縮液的培養基優選為通過如下方法配置得到:將牛肉膏3g、蛋白胨10g和NaCl 5g分別溶解到1000ml不同稀釋倍數的垃圾滲濾液濃縮液中,調pH至7~7.5,121℃滅菌20min,得到所述的培養基;其中,垃圾滲濾液濃縮液稀釋的倍數可以根據實際需要進行調整;優選為50~150倍;更優選為分別稀釋50倍、100倍和150倍。

  步驟(1)中所述的培養為曝氣培養,其培養的時間為14以上。

  步驟(1)中所述的試驗組中TOC和TN均趨于穩定優選為通過如下方法確定:將試驗組和空白對照組分別在22±2℃下進行培養,培養至10~13天,分別取試驗組樣品并測定其TOC濃度和TN濃度,然后繼續培養至14天,再分別取試驗組樣品并測定其TOC濃度和TN濃度,若兩次測定的TOC濃度以及TN濃度差值均在15%以內(優選為10%以內),則可以結束培養,進行后續實驗;反之,則繼續培養,直至TOC濃度和TN濃度相較于上一個時間段的差值均在15%以內(優選為10%以內);其中,取樣的兩個時間段間隔不超過四天(即小于等于四天)。

  步驟S1中所述的生長密度優選為采用活菌計數法進行測定。

  步驟①中所述的TOC濃度可采用常規方法或儀器設備進行測定,優選為采用島津TOC-LCPH分析儀進行測定,可進行多次測定,再取平均值。

  步驟①中所述的TN濃度可采用常規方法或儀器設備進行測定,優選為采用長春吉大·小天鵝GDYS-104TN進行測定,可進行多次測定,再取平均值。

  所述的垃圾滲濾液濃縮液的微生物毒性及可生化性評價方法在垃圾處理領域中的應用。

  原理:在滲濾液濃縮液中加入簡單培養基作為營養源,以受試物作為有機碳源,在溫度22±2℃下曝氣培養。14d培養期,以固定時間間隔測定TOC以及TN,用于評價滲濾液濃縮液可生化率。通過分析開始以及結束時TOC以及TN變化確定其可生化性。

  本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果:

  膜濃液中長鏈烴和鹵代烴的含量要高于原垃圾滲濾液,大量的芳香族化合物、鄰苯二甲酸酯類等也在膜濃液中被檢出,且其鹽濃度較高。本發明利用假單胞菌(Pseudomonas Sp.)評價垃圾滲濾液納濾膜濃縮液生物毒性,以及利用假單胞菌降低滲濾液納濾膜濃縮液TOC以及TN用于評價垃圾滲濾液納濾膜濃縮液可生化性,有望成為垃圾滲濾液濃縮液可生化性提升技術研究的重要手段。(發明人佘少樺;陸鋼;鄭劍峰;湯嘉煒;姚榮厚;楊少軍;王旸;陳俊杰;李全)

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