除臭微生物的复配及其性能评价

2016-12-08 08:04吴义诚杜闫彬傅海燕高攀峰代智能
厦门理工学院学报 2016年5期
关键词:除臭剂臭气填埋场

吴义诚,杜闫彬,傅海燕,高攀峰,代智能

(厦门理工学院环境科学与工程学院,福建 厦门 361004)



除臭微生物的复配及其性能评价

吴义诚,杜闫彬,傅海燕,高攀峰,代智能

(厦门理工学院环境科学与工程学院,福建 厦门 361004)

采用平板划线法,从厦门东部固废垃圾填埋场垃圾渗滤液分离3株具有较强除臭性能菌株,并复配制成复合微生物除臭菌剂,考察了其对生活垃圾产生的NH3、H2S及芳香类恶臭气体的去除效果.结果表明:复配除臭菌剂处理10min,NH3和H2S的去除率分别为91.4%和90.3%,二甲基二硫、异丁烯、甲苯、硫酸二甲基4种臭气气体去除率分别为76.5%、81.0%、90.3%和71.3%,除臭性能较好,可应用于环境生物除臭治理.

微生物除臭剂;除臭性能;臭气;填埋场

随着我国经济的发展和城镇化程度的日益提高,城市生活垃圾的产生量也与日俱增[1-2].据统计,2012年我国城市生活垃圾清运量已达1.71亿t,其中60%以上采用填埋处理[3].生活垃圾在存放和填埋过程会产生大量的NH3、H2S等恶臭物质,严重影响人们身心健康.

微生物除臭法利用微生物代谢降解或吸收恶臭物质,以达到除臭的目的,与传统的物理、化学除臭方法相比,生物除臭法具有工艺简单、经济、且不产生二次污染等优点,已被广泛使用[4-6],高性能除臭微生物是微生物除臭剂的核心,已研制的微生物除臭剂往往具有地域或垃圾种类的专一性,影响了微生物除臭技术的推广,因此高效除臭菌剂的研发仍是本领域的研究热点之一[7].本研究从厦门市东部固废垃圾填埋场的垃圾渗滤液中分离并有效除臭菌株,并复配制成复合微生物除臭剂,提高了除臭剂的稳定性,并保证了其除臭性能,为环境生物除臭治理提供技术支持.

1 材料与方法

1.1 实验材料

采样:实验所用的垃圾渗滤液取自福建省厦门市东部固废垃圾填埋场.

高氏1号培养基[8]73:KNO31g,NaCl0.5g,K2HPO40.5g,KH2PO40.5g,MgSO4·7H2O0.5g,(NH4)2SO40.5g,L-半胱氨酸 100mg,淀粉 10g,pH值为7.0~7.2的水 1 000mL;固体培养基加1.5%~2%琼脂.

NH3选择性培养基[6]:蔗糖 50g,氨水 10mL,KH2PO42g,MgSO4·7H2O0.5g,FeSO4·7H2O0.1g,1%ZnSO45mL,NaCl2g,水 1 000mL.

基础培养基:牛肉膏 3g,蛋白胨 10g,NaCl5g,pH值为7.5的水 1 000mL.

1.2 除臭菌株的富集及分离纯化

1.2.1 除臭菌株的富集与分离纯化

NH3选择性液体培养基和改良高氏1号液体培养基各200mL装入500mL锥形瓶,加入所取垃圾渗滤液 10mL,加橡胶塞密封,30 ℃、150r·min-1振荡培养 3d.

富集后的培养液梯度稀释涂高氏1号平板,挑取单菌落,平板划线法进一步纯化.

1.2.2 高效除臭菌株的筛选

基础培养基200mL加入三角瓶,灭菌后接入分离纯化获得的菌株2mL(D(600)=0.6),加入垃圾渗滤液10mL,振荡培养 3d.采用感官法确定锥形瓶内空气臭味等级,根据锥形瓶内空气的臭味等级,确定相应锥形瓶内接种的菌株的除臭性能,初步筛选除臭效果较好的菌进行复筛,以加入蒸馏水实验组作为对照[9-10].

1.3 除臭微生物的复配

将筛选出的具有较好除臭性能的3株菌活化,各取3mL菌液,接种到装300mL基础培养基的锥形瓶中,置于转速为220r·min-1摇床,30 ℃条件下,培养至对数生长期(4~6d),即得到复配除臭菌剂[8]73.

1.4 复配除臭菌剂除臭效果评价

取500g新鲜垃圾平摊于4个培养皿中后,按投加比2%喷洒除臭菌剂,放于密闭测试装置中,设3个平行组.定期用大气检测仪测定其异丁烯、甲苯、硫酸二甲基、二甲基二硫浓度.采用次氯酸钠-水杨酸分光光度法和亚甲基蓝分光光度法分别测定NH3和H2S浓度[11].

2 结果与讨论

2.1 除臭菌株的筛选

从厦门市东部固废垃圾填埋场采集的垃圾渗滤液,经过富集、分离和纯化获得 7株优势菌,分别命名为JX1~JX7.采用感官法测定各菌株对垃圾渗滤液除臭效果,将臭味分为4个等级:恶臭(4)、很臭(3)、较臭(2)、微臭(1)、不臭(0)[12].初筛菌株的除臭效果见表1.由表1可知,所分离的菌株中3株具有较好的除臭性能.

表1 初筛菌株的除臭效果

2.2 生活垃圾臭气释放量测定

图1为未喷洒复配除臭菌剂的对照组NH3和H2S浓度在测试箱内变化情况.由图1可知,NH3和H2S的浓度在测试期间有一定的下降,这可能是由于测试初期箱体的不完全密封引起的.但是其浓度下降相对较小,且能维持一个稳定的浓度,说明本文采用的除臭剂性能评价装置能满足评价要求.2.3 复配除臭菌剂对NH3的去除效果

图2为体系喷洒复配除臭菌剂后NH3浓度的变化曲线,由图2可见,加入复配除臭菌剂处理5min,氨气去除率达50%以上,处理10min,NH3浓度由220mg·m-3降为18mg·m-3,去除率达91%.2.4 复配除臭菌剂对H2S的去除效果

由图3可以看出,喷洒复配除臭菌剂处理1min后,H2S去除率达42.7%.处理10min,H2S去除效率提高到90.3%.相比于曾苏等[8]74分离的除臭纯培养物或制备的复合微生物除臭剂,本研究复配除臭菌剂具有更高的H2S去除率,原因可能是本研究除臭微生物分离自厦门市东部固废填埋场,其除臭性能评价也采用相同来源的生活垃圾,微生物适应性较强,除臭性能较高.

2.5 复配除臭菌剂对芳香类化合物去除效果

喷洒复配除臭菌剂后,生活垃圾产生的二甲基二硫、异丁烯、甲苯、硫酸二甲基四种臭气气体浓度下降明显,且随处理时间的延长,这4种芳香类臭气的去除率持续增加,见图4.复合微生物除臭剂处理10min,对这四种臭气达到了较高的去除率,其中甲苯去除效率最高,去除率达90.3%,其次是异丁烯81.0%,硫酸二甲酯去除率最差,仍然达到71.3%.复配除臭菌剂理10min后,4种臭气的去除率几乎不再提高,可能是测试系统内4种芳香类臭气经处理后浓度下降到较低值,复合微生物除臭剂对低浓度的芳香类臭气处理能力有限所致.

3 结语

从厦门市东部固废填埋场垃圾渗滤液中分离筛选得到3株具有较强除臭能力的菌株,并制成复配除臭菌剂,该复配除臭菌剂具有较好的除臭性能,能够显著降低该填埋场所取生活垃圾释放的NH3、H2S和包括二甲基二硫在内的4种芳香类臭味气体,可应用于垃圾填埋场及垃圾中转站生物除臭治理.

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(责任编辑 宋 静)

Treatment of Microbial Deodorant and itsDeodorization Performance Evaluation

WU Yicheng,DU Yanbin,FU Haiyan,GAO Panfeng,DAI Zhineng

(SchoolofEnvironmentalScience&Technology,XiamenUniversityofTechnology,Xiamen361024,China)

ThreedeodorizingstrainswereisolatedfromtheleachateofXiamenEasternSolidWasteLandfillandmadeintocomplexmicrobialdeodorant,andtheremovalefficienciesofthepreparedcomplexmicrobialdeodorantonNH3,H2Sandodorconcentrationfromgarbagestudied.TheresultsshowedthatremovalefficiencyofNH3andH2Sreach91.4%and90.3%respectivelyaftertreatedfor10min,andremovalefficiencyofdimethyldisulfide,isobutene,toluene,dimethylsulfatereach76.5%,81.0%,90.3%and71.3%respectively.Thiscomplexmicrobialdeodorantshowsgoodperformanceofdeodorizationandappliestoenvironmentalbiologicaldeodoranttreatment.

microbialdeodorant;deodorizingproperties;odor;landfillsite

2016-08-26

2016-10-10

大学生创新创业训练计划项目(201511062006);福建省中青年教师教育科研项目(JA15372)

吴义诚(1984-),男,讲师,博士,研究方向为污染治理技术.E-mail:ycwu@xmut.edu.cn

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A

1673-4432(2016)05-0109-04

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