[发明专利]一种间歇共基质调控共代谢分解难降解酚类污染物的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种水体中难降解酚类污染物生物降解的方法，具体地说是一种间歇共基质调控共代谢分解难降解酚类污染物的方法，属于水环境污染治理领域。

二、背景技术

难降解酚类污染物具有毒性强、环境持久性等特点，是国内外环保部门重点控制的污染物。如果人们长期饮用含有酚类污染物的地表水，将会引起头昏、贫血及各种神经系统疾病。当水中酚类污染物含量大于10mg/L时，微生物的各种代谢活动将会受到显著地抑制。开展治理难降解酚类污染物的研究对于保护环境、维持生态平衡有着重要的意义。

目前，国内外处理难降解酚类污染物的常用方法主要有吸附法、萃取法、化学氧化法、光催化氧化法、活性污泥法、厌氧生物法等。如果采用曝气充氧或投加活性炭等辅助手段将会大幅度提高处理成本，且应用范围也受到局限。因此，生物法仍然是水体中难降解酚类污染物的主要处理技术，但是此法存在降解历时长、受环境因素影响大等问题。

为了强化微生物对难降解有机物的分解能力，人们对微生物转化和去除水体中难降解有机物的机制进行了大量的工作，研究已证实微生物的共代谢作用就是克服难降解有机物生物降解的有效强化手段之一。为了实现难降解有机物的生物降解，微生物需要借助易降解的有机物诱导微生物分泌关键酶和获取能量驱动难降解有机物的初始转化。共代谢反应过程必须具有合适的生长基质类型及浓度，适宜的生长基质浓度不仅有助于提高共代谢分解难降解有机物的效率，而且能够降低代谢中间产物的浓度。然而，在共代谢过程中生长基质和难降解有机物的降解反应动力学级数及速率都会随其浓度和性质的变化而发生改变。针对于难降解酚类污染物的共代谢降解过程，实验室研究和工程应用中几乎都是采用稳定且连续的易降解基质投加方式，这不仅不符合微生物的共代谢作用规律，而且造成大量易降解基质的浪费和应用范围的局限。为此，寻求一种合理、经济、高效的共代谢技术以实现水体中难降解酚类污染物的快速降解，已经是水环境污染治理领域的重要发展方向。

三、发明内容

本发明旨在提供一种间歇共基质调控共代谢分解难降解酚类污染物的方法，以解决自然状态下水体中难降解酚类污染物长时间存在且难以去除的问题。

为了快速实现地表水或污水中酚类污染物的转化和降解，同时使细菌的代谢活性得以提高，避免共基质投加方式不合理和不经济的问题，本发明提供了一种间歇共基质调控共代谢分解难降解酚类污染物的方法，借助易降解有机物诱导微生物分泌关键酶和获得能量驱动难降解酚类污染物的初始转化，利用共代谢过程中共基质和难降解酚类污染物的降解反应动力学级数及速率都会随其浓度和性质的变化而发生改变的特点，采用共基质浓度递减方式向含酚类污染物的水体中间歇投加共基质溶液，并且共基质的投加量也会随酚类污染物浓度的降低而逐次递减。

本发明采用浓度递减方式向含酚类污染物的水体中间歇投加共基质溶液，共基质投加量的变化和间歇投加的时间间隔应与共基质和难降解酚类污染物的降解反应动力学级数及速率保持一致，具体实施过程根据目标酚类污染物去除情况选择适当的时间间隔。

本发明间歇共基质调控共代谢分解难降解酚类污染物的方法，按如下过程操作：

向含有酚类污染物的水体中以浓度递减的方式间歇式投加共基质溶液，首次投加的共基质溶液中共基质的质量与含有酚类污染物的水体中酚类污染物的质量之比为10-500:1，投加共基质溶液的间隔时间为1-7天，具体实施过程根据目标酚类污染物去除情况选择适当的时间间隔，一般是当酚类污染物的去除率达到或超过30-90%时，即进行共基质的添加；第二次投加的共基质溶液质量为首次投加的共基质溶液质量的1/10～9/10，第三次投加的共基质溶液质量为第二次投加的共基质溶液质量的1/10～9/10，以此类推，直至含有酚类污染物的水体中酚类污染物的浓度降低至允许范围。

所述允许范围是指《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18978-2002》规定的范围，其中五氯酚标准值≤0.5mg/L，苯酚≤0.3mg/L，间甲酚≤0.1mg/L，挥发酚≤0.5mg/L。

未处理的含有酚类污染物的水体中酚类污染物的浓度为1-100mg/L；所述共基质溶液的浓度为1-20g/L。

所述酚类污染物为氯酚、烷基酚、硝基酚中的一种或几种。

所述共基质为乙酸钠或葡萄糖等易降解有机物。