一种去除含铅污水污染物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保技术领域，具体涉及一种去除含铅污水中污染物的方法。
【背景技术】
[0002] 伴随着工业生产的发展以及人们生活水平的提高，工业污水量以及城市生活污水 量正以惊人的速度猛增，这些污水或已经或正在污染着人类赖以生存的江、河及湖泊，已构 成威协人类生存环境的原因之一。
[0003] 为了满足公众对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订了越来越严格的排放标 准，研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。虽 然有许多方法都能有效地去除氨，如物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交 换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解；生物方法有硝化及藻 类养殖，然而物理方法处理效果不佳，较之化学法，生物方法处理废水有如下优点：1)每种 化学用品都是针对性很强的产品，当遇到其他化学物质时就有可能失效，而生物制剂对污 染物的去除具有光谱性；2)化学产品可以暂时消除某些有害物质以及掩盖臭味，缺不能阻 止有害物质的生成；3)使用化学产品后，水体中会有残留，可能导致二次污染。生物制剂所 含天然微生物，不含致病菌和病原体，这些微生物在酶的催化作用下，以污水中的有机营养 物质为食物，当污水得到净化后，这些微生物会随污染物的降低而逐渐减少，直至消亡；4) 无毒，无腐蚀性，使用方便，基本不需要添加设备或是工程，节省资金投入。
[0004] 污水主要有生活污水和工业废水。工业污水成分比较复杂，特别是大量的人工合 成化合物进入环境，这类物质主要是氨氮类、硫化物以及含磷化合物，由于这些物质本身结 构的复杂性，在短时间内不能被微生物分解利用，传统的废水处理方法用活性污泥培养驯 化的微生物已不能有效地对这些污染物加以去除，这些物质长期在环境中积累，给我们赖 以生存的生态环境造成很大污染，给人类的身心健康带来很大危害。我国相当一部分工业 污染企业宁可受罚也不愿意投资治理废水，即使有污水处理装置运行也极不正常。因此，开 发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好的污水处理技术迫在眉睫。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，有效简单地去除污水中的氨氮硫磷以及重金属等污染 物，本发明提供了一种去除污水中污染物的方法，其技术方案是通过如下方法实现的： 一种去除含铅污水污染物的方法，其包括如下步骤： 复合菌剂的制备：将混合菌液和载体按照1:1的重量比混合，搅拌均匀，然后静置6小 时，最后置4°C下低温干燥，干燥后含水量控制在6%，即得；所述载体由竹炭、壳聚糖以及 硅藻土按照2:2:1的质量比例混合得到，竹炭的粒径优选10目； 污水预处理：首先将污水经过固液分离器，进行固液分离，去除大块固体颗粒物质，随 后液体进入沉淀池，沉淀12小时，再将液体通过圆孔过滤网去除固体絮凝物，圆孔过滤网 的圆孔直径为0. 1_，生物氧化：经圆孔过滤网的液体进入生物反应池，调节pH为7,按每 立方米液体每次投加复合菌剂10克，每天投加I次，连续投加一周，最后静置3天，将液体 排出。
[0006] 优选的，所述复合菌剂由如下重量份的原料菌混合而成： 红球菌10份，脱氮硫杆菌9份，施氏假单胞菌7份，鞘氨醇单孢菌6份，短小芽孢杆菌 5份，黄孢原毛平革菌2份；上述各原料菌的浓度均控制在（1-2)X10s个/ml。上述菌种 可以是现有技术的常规菌株， 优选地， 所述红球菌为红球菌（Rhodococcusrhodochrous)ATCC15906 ; 所述脱氮硫杆菌为脱氮硫杆菌（Thiobacillusdenitrificans)ATCC25259 ; 所述施氏假单胞菌为施氏假单胞菌（Pseudomonasstutzeri)CCTCCN0:M209107 ; 所述鞘氨醇单孢菌为鞘氨醇单孢菌（Sphingomonassp.)CGMCCNO. 4589; 所述短小芽孢杆菌为短小芽孢杆菌（Bacilluspumilus)ATCC27142 ; 所述黄抱原毛平革菌为黄抱原毛平革菌（Phanerochaetechrysosporium)ATCC24725。
[0007] 本发明所述的菌均可以从CGMCC、CCTCC以及美国模式培养物集存库（ATCC)等商 业途径购买得到。
[0008] 优选的，所述施氏假单胞菌为转入了编码如下任一个蛋白变体的编码基因的 CCTCCN0:M209107菌株，所述蛋白变体为相对于蛋白原始氨基酸序列分别进行如下突 变 11D/S、59K/Q、77A/D、99R/G、133N/Y、182L/D、208A/I、241M/K、259V/P、302A/S、366V/P、 383S/G、421P/T、433F/I,蛋白原始氨基酸序列参见GenBank:NP_744952. 1。
[0009] 本发明同时提供一种能够高效吸收铅的转基因菌株，该菌株通过将氨基酸序列如 Genbank:NP_744952. 1所示的序列导入到施氏假单胞菌中实现其目的。
[0010] 并且所述的氨基酸序列可以具有如下不用的位点的突变，11D/S、59K/Q、77A/D、 99R/G、133N/Y、182L/D、208A/I、241M/K、259V/P、302A/S、366V/P、383S/G、421P/T、433F/I。 (11D/S表示在原始序列第1位的D氨基酸替换为S氨基酸)。这些突变后的氨基酸序列舍 得导入了该突变后的氨基酸序列的菌株同样具有相似的效果。而申请人通过大量的实验证 实，并不是所有的取代都具有相似的效果，有大量的取代之后的施氏假单胞菌与其它菌株 一起并不具有较好的污水处理的效果。
[0011] 利用DNAMAN软件设计引物，分别加入了BamHI和Sail酶切位点，根据氨基酸序列 全基因合成所述的核苷酸序列0XR基因，通过进行扩增获得目的片段，PCR扩增获得目的基 因0XR(同时通过多重PCR将相应的突变位点引入到基因序列中，从而获得了不同突变体基 因)，用BamHI和Sail进行双酶切PCR产物，与同样经过BamHI和Sail双酶切的克隆表达 载体pBPSE相连，将验证成功的重组质粒转化进入到所述施氏假单胞菌菌中，获得降解汞 的基因工程菌。
[0012] 本发明的各菌种的扩大培养均为本领域的常规培养方式，也可以参照文献中记载 的培养方式获得。
[0013] 本发明取得的主要有益效果如下：本发明采用纯菌剂处理污水，有效地净化了污 水，并且除磷、脱氮同时去除，在此基础上同时能够去除污水华中的重金属铅解决了传统工 艺中除磷与脱氮效果难以同时兼顾重金属去除的矛盾，具有较好的应用前景。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 一种去除污水中污染物的方法，其包括如下步骤： 复合菌剂的制备：将混合菌液和载体按照1:1的重量比混合，搅拌均匀，然后静置6小 时，最后置4°C下低温干燥，干燥后含水量控制在6%，即得；载体由竹炭、壳聚糖以及硅藻 土按照2:2:1的质量比例混合得到；上述混合菌液由如下重量份的原料菌混合而成：红球 菌10份，脱氮硫杆菌9份，施氏假单胞菌7份，鞘氨醇单孢菌6份，短小芽孢杆菌5份，黄孢 原毛平革菌2份；上述各原料菌的浓度均控制在1X108个/ml。
[0015] 污水预处理：首先将污水NH3-N为300mg/L，硫化物80mg/L，含磷污染物为 70mg/L，铅含量为30mg/ml，经过固液分离器，进行固液分离，去除大块固体颗粒物质，随 后液体进入沉淀池，沉淀12小时，再将液体通过圆孔过滤网去除固体絮凝物，圆孔过滤网 的圆孔直径为〇. 1mm; 生物氧化：经圆孔过滤网的液体进入生物反应池，调节pH为7. 0,按每立方米液体每次 投加复合菌剂10克，每天投加I次，连续投加一周，最后静置3天，将液体排出。经检测，污 水中氨氮的含量分别为12. 5mg/L，硫化物4. 5mg/L，含磷污染物为2. 5mg/L，去除率均 达到95%以上；而铅含量为26mg/mL，去除效果不显著。
[0016] 实施例2 利用DNAMAN软件设计引物，分别加入了BamHI和Sail酶切位点，根据氨基酸序列NP_744952. 1全基因合成所述的核苷酸序列0XR基因，通过进行扩增获得目的片段，PCR扩 增获得目的基因0XR(同时通过多重PCR将相应的突变位点11D/S、59K/Q、77A/D、99R/G、 133N/Y、182L/D、208A/I、241M/K、259V/P、302A/S、366V/P、383S/G、421P/T、433F/I引入到基 因序列中，从而获得了不同突变体基因)，用BamHI和Sail进行双酶切PCR产物，与同样经 过BamHI和Sail双酶切的表达载体pBPSE相连，将验证成功的重组质粒转化进入到所述施 氏假单胞菌CCTCCN0:M209107中，获得降解的基因工程菌。
[0017] 实施例3施氏假单胞菌基因工程菌与其余几种菌剂的污水处理效果验证 按照实施例1的方法，进行相应的污水处理实验，其污水与实施例1的污水属于同一批 次，具有相同浓度的污染物浓度。其中菌剂的各组分组成与实施例1的完全相同。
[0018] 分别采用实施例2制备的不同的突变位点的基因工程菌进行去除铅的反应，通过 实验发现，11D/S、59K/Q、77A/D、99R/G、133N/Y、182L/D、208A/I、241M/K、259V/P、302A/S、 366V/P、383S/G、421P/T、433F/I这几种突变菌都具有相对于原始菌具有明显增强的效果。 总处理时间不大于4天，其结果如下：污水为同一批污水，从而保证条件一致。
[0019] 污水的各污染物浓度：NH3-N为300mg/L，硫化物80mg/L，含磷污染物为70mg /L，铅含量为30mg/ml。
[0020] 从以上结果可以看出，采用基因工程构建的施氏假单胞菌与其它几种菌株构成的 菌剂除了具有原始较好的去除氨氮、硫化物以及磷的效果之外，还具有较好的去除铅的效 果，而且在去除氨氮、硫化物以及磷方面基因工程的施氏假单胞菌与其它几种菌株之间还 具有增强的协同作用。
【主权项】
1. 一种去除含铅污水污染物的方法，其包括如下步骤：首先将污水经过固液分离器， 进行固液分离，去除大块固体颗粒物质，随后液体进入沉淀池，沉淀12小时，再将液体通过 圆孔过滤网去除固体絮凝物，经圆孔过滤网过滤的液体进入生物反应池，调节PH为7,按每 立方米液体每次投加复合菌剂10克，每天投加I次，连续投加一周，最后静置3天，将液体 排出。
【专利摘要】本发明涉及一种去除含铅污水污染物的方法，包括如下步骤:首先将污水经过固液分离器，进行固液分离，去除大块固体颗粒物质，随后液体进入沉淀池，沉淀12小时，再将液体通过圆孔过滤网去除固体絮凝物，经圆孔过滤网过滤的液体进入生物反应池，调节PH为7，按每立方米液体每次投加复合菌剂10克，每天投加1次，连续投加一周，最后静置3天，将液体排出。本发明的方法能够有效地去除含有氨氮硫磷以及铅的污染物，并且投入成本低，具备较好的应用前景。
【IPC分类】C02F9/14, C02F3/34
【公开号】CN105036471
【申请号】CN201510441622
【发明人】李娜
【申请人】李娜
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月26日