基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法

本发明属于环境工程，具体涉及基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法。

背景技术：

1、大气和水体中的多环芳烃(pahs)物质主要来源于石化产品不完全燃烧、储运和生产使用原油过程中的泄漏，以及排污等渠道，通过降雨、地表径流和渗流等，大气中的pahs会进入土壤、地下水并最终通过生物累积进入生物体。

2、pahs具有难降解性、强生物富集性、半挥发性和致癌、致畸、致突变“三致效应”的高毒性，萘是最典型的多环芳烃污染物，在1979年被美国环境保护局(usepa)列为16种优先控制的多环芳烃污染物之一。

3、目前，已经开发了许多修复pahs的方法，如物理修复(焚烧、吸附和气相萃取)、化学修复(光催化和高级氧化)、植物修复和微生物修复。与其他修复技术相比，微生物修复技术具有操作简单、成本低、环境影响小的优点，可以同时修复受污染的土壤和地下水。

4、生物技术可用于修复多环芳烃，但随着多环芳烃浓度和形成的苯环数量的增加，其修复效果显著下降。萘的热分解温度在1077～1377℃左右，由于具有长期降解特性，多环芳烃能通过一些非生物途径(如挥发)进行迁移和转化，这使得多环芳烃物质的去除难度显著增加，此外，多环芳烃代谢过程还会产生复杂的有毒中间体，给去除手段带来更大的挑战。因此，迫切需要联合和创新的战略来加强多环芳烃的生物修复。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法。本发明的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，通过将多环芳烃降解细菌的菌液和解脲细菌菌液序列接种于萘污染废水中进行共培养，随后加入尿素和氯化钙进行诱导修复来完成对萘污染废水的处理，具有萘污染物修复效率高、修复后体系稳定性强的特点。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，包括：

3、步骤一、向萘污染废水中序列接种多环芳烃降解细菌的菌液和解脲细菌菌液，得到修复废水体系；

4、步骤二、将修复废水体系在25～35℃振荡10～14h，得到共培养后体系；

5、步骤三、向所述共培养后体系中加入尿素和氯化钙，得到诱导体系；

6、步骤四、将所述诱导体系于25～35℃振荡≥24h，完成对萘污染废水的修复。

7、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述萘污染废水中萘浓度为50～200mg/l。

8、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述序列接种为先向萘污染废水中投加多环芳烃降解细菌的菌液，振荡培养20～30min，再投加解脲细菌菌液。

9、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述修复废水体系中，多环芳烃降解细菌的菌液体积百分含量为5％，解脲细菌菌液的体积百分含量为5％。

10、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述多环芳烃降解细菌为副氧化微杆菌，所述解脲细菌为巴氏芽孢八叠球菌。

11、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述多环芳烃降解细菌的菌液的制备方法包括：将多环芳烃降解细菌置于ph为6～7的溶菌肉汤培养基中培养22～26h；所述培养的温度为25～35℃，摇床转速为170～190rpm。

12、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，所述溶菌肉汤培养基中，胰蛋白胨为8～12g/l、酵母提取物为4～6g/l、氯化钠为9～11g/l，余量为水。

13、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述解脲细菌菌液的制备方法包括：将解脲细菌在ph为8～9的氯化铵培养基中培养22～26h；所述培养的温度为25～35℃，摇床转速为170～190rpm。

14、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，所述氯化铵培养基中，酵母提取物为18～22g/l，氯化铵为8～12g/l，一水硫酸锰为8～12mg/l，六水氯化镍为22～26mg/l，余量为水。

15、上述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤三中，所述诱导体系中尿素的浓度和氯化钙的浓度均为90～110mm。

16、本发明与现有技术相比具有以下优点：

17、1、本发明的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，通过将多环芳烃降解细菌的菌液和解脲细菌菌液序列接种于萘污染废水中进行共培养，随后加入尿素和氯化钙进行诱导修复来完成对萘污染废水的处理，可有效实现对萘的快速封存和吸附，可有效减弱因非生物因素(如萘挥发)或中间产物对修复效果的影响，具有萘污染物修复效率高、修复后体系稳定性强的特点。

18、2、本发明的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，包括将多环芳烃降解细菌的菌液和解脲细菌菌液序列接种于萘污染废水中进行共培养，该共培养体系充分结合解脲细菌的吸附特性以及降解细菌的降解特性，通过解脲细菌降低环境的毒化作用，确保降解细菌完成对萘的初步降解，同时以萘降解后产物作为营养源，反哺解脲细菌的生长代谢。

19、3、本发明的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，包括在共培养体系中加入尿素和氯化钙进行诱导培养，以污染体系中吸附有钙离子的细菌作为成核位点，诱导生物钙化，生成沉淀，对被吸附的萘和降解中产物进行快速封存和固化，确保萘修复的高效进行。

20、4、本发明的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，具有修复稳定性高的特点，修复后体系中的沉淀具有较大比表面积和层状多孔结构，可进一步吸附细菌以及对污染物进行稳定，避免萘挥发。

21、5、本发明的方法构思合理，为丰富萘污水处理解决途径提供新的思路。

22、6、本发明的方法操作简单，装置搭建难度低，工艺放大阻碍小，易于推广应用。

23、下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

24、说明书附图

25、图1为实施例1萘浓度为50mg/l的萘污染废水中萘浓度与测量时间关系曲线图。

26、图2为实施例2萘浓度为100mg/l的萘污染废水中萘浓度与测量时间关系曲线图。

27、图3为实施例3萘浓度为200mg/l的萘污染废水中萘浓度与测量时间关系曲线图。

28、图4为实施例2萘浓度为100mg/l时矿物沉淀的x射线衍射谱图。

29、图5为实施例2萘浓度为100mg/l时矿物沉淀的傅里叶变换红外光谱图。

30、图6为实施例2萘浓度为100mg/l时矿物沉淀的扫描电镜图片。

技术特征：

1.一种基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述萘污染废水中萘浓度为50～200mg/l。

3.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述序列接种为先向萘污染废水中投加多环芳烃降解细菌的菌液，振荡培养20～30min，再投加解脲细菌菌液。

4.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述修复废水体系中，多环芳烃降解细菌的菌液体积百分含量为5％，解脲细菌菌液的体积百分含量为5％。

5.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述多环芳烃降解细菌为副氧化微杆菌，所述解脲细菌为巴氏芽孢八叠球菌。

6.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述多环芳烃降解细菌的菌液的制备方法包括：将多环芳烃降解细菌置于ph为6～7的溶菌肉汤培养基中培养22～26h；所述培养的温度为25～35℃，摇床转速为170～190rpm。

7.根据权利要求6所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，所述溶菌肉汤培养基中，胰蛋白胨为8～12g/l、酵母提取物为4～6g/l、氯化钠为9～11g/l，余量为水。

8.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤一中，所述解脲细菌菌液的制备方法包括：将解脲细菌在ph为8～9的氯化铵培养基中培养22～26h；所述培养的温度为25～35℃，摇床转速为170～190rpm。

9.根据权利要求8所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，所述氯化铵培养基中，酵母提取物为18～22g/l，氯化铵为8～12g/l，一水硫酸锰为8～12mg/l，六水氯化镍为22～26mg/l，余量为水。

10.根据权利要求1所述的基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，其特征在于，步骤三中，所述诱导体系中尿素的浓度和氯化钙的浓度均为90～110mm。

技术总结
本发明公开了一种基于微生物共培养诱导生物钙化修复萘污染废水的方法，包括：步骤一、向萘污染废水中序列接种多环芳烃降解细菌的菌液和解脲细菌菌液，得到修复废水体系；步骤二、将修复废水体系在25～35℃振荡10～14h，得到共培养后体系；步骤三、向所述共培养后体系中加入尿素和氯化钙，得到诱导体系；步骤四、将所述诱导体系于25～35℃振荡≥24h，完成对萘污染废水的修复。本发明的方法具有萘污染物修复效率高、修复后体系稳定性强的特点。

技术研发人员：谢毅鑫,郑文杰,张志遥
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12