一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010276081.X

申请日:

2010.09.07

公开号:

CN101975746A

公开日:

2011.02.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/00申请日:20100907|||公开

IPC分类号:

G01N21/00; B01D53/84

主分类号:

G01N21/00

申请人:

桂林理工大学

发明人:

廖雷

地址:

541004 广西壮族自治区桂林市建干路12号桂林理工大学

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法。将FeCl3、H2O置于烧杯中,顺序加入KH2PO4、K2HPO4、MgSO4、CaCl2、MnSO4和NH4NO3,搅拌待其溶解后配制成营养液,取城市生活污水处理厂活性污泥上清液10L,向其中加入25mL上述营养液,并连续曝气,间断通入油烟气体,培养21d;用2个1000mL锥形瓶各取上述培养液500mL,塞住瓶口,放入带恒温水浴的摇床中培养6d,每隔2h取水样25mL,量取25mL四氯化碳萃取水样,取油相15mL分别测定出样品中油烟污染物浓度;以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标,以液相油份浓度为横坐标做出降解速率曲线,拟合线性回归方程,取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学速率常数。本发明的优点是测定方法简单易行,成本低廉,准确性好。

权利要求书

1: 一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法, 其特征在于具体步骤为 : (1) 活性污泥驯化 : 分别称取 9 ~ 11g FeCl3 和 500mL H2O 置于 1000mL 烧杯中, 顺序加 入 47 ~ 52g KH2PO4、 47 ~ 52g K2HPO4、 19 ~ 21g MgSO4、 9 ~ 11g CaCl2、 0.09 ~ 0.11g MnSO4 和 9 ~ 11g NH4NO3, 搅拌待其溶解后定容至 1000mL 配制成营养液, 取城市生活污水处理厂 活性污泥上清液 10L, 向其中加入 25mL 上述营养液, 并连续曝气, 间断通入油烟气体, 第1 周, 每天 2h, 上午下午各 1h ; 第 2 周, 每天 3h, 上午下午各 1.5h ; 第 3 周, 每天 4h, 上午下午 各 2h ; 培养 21d ; (2) 摇床试验 : 用 2 个 1000mL 锥形瓶各取上述培养液 500mL, 用医用药棉塞住瓶口, 放 入带恒温水浴的摇床中培养 6d, 生化温度 30℃, 每隔 2h 取水样 25mL, 量取 25mL 四氯化碳萃 取水样, 取油相 15mL 用红外测油仪分别测定出样品中油烟污染物浓度 ; (3) 一级降解动力学速率常数的确定 : 据指数模型 : -dc/dt = Kcn, .n 取 1 ; 指数模型可变为 : Cm-Cm-1/(tm-tm-1) = KCm。 , 式中 : C- 污染物浓度, mg/L ; t- 降解反应时间, h; K- 速度常数 ; n- 反应级数, 大于或等于 1 ; m- 为样品号 ; 以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标, 以液相油份浓度为横坐标做出降解速 率曲线, 拟合线性回归方程, 取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学速率 常数。

说明书


一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法。技术背景 微生物对单一有机化合物的降解过程是一个复杂的生物化学反应过程, 在反应过 程中微生物首先分泌细胞外酶把不溶性的大分子有机物分解成可溶性小分子有机物, 然后 穿过细胞膜进入细胞内, 在各种细胞内酶作用下, 或被利用合成新的细胞, 或被氧化, 为细 菌的生命活动提供能量。 由于这些反应都是在生物酶的作用下进行的, 因此又称为 “酶促反 应” 。
     油烟是食物高温加工过程中产生的油烟废气物的冷凝物, 含有大量以固态或是液 态存在的油脂、 脂肪酸、 甘油、 食物蛋白质等多种成分。对于这种包含多种化合物的目标污 染物的生物降解必须依靠混合微生物群落的分工、 协同作用来完成。对油烟中不同化合物 的生物降解, 微生物需要通过一系列的中间反应来完成, 而这些反应间相互联系、 相互配合 与协同方式是靠微生物的调节功能来实现的, 而微生物的驯化是使微生物具有这种调节功 能的重要手段。
     研究微生物生长与目标污染物降解速率之间的关系及其的各个因素影响的学问 称为生物降解动力学。 目前用于研究微生物降解动力学的模型主要有指数速度模型和双曲 线速度模型 2 种, 指数速度模型仅适用于均相溶液的生化反应 ; 而双曲线速度模型适合于 通过表面吸附或表面与催化分子复合进行的酶催化反应。
     发明内容 本发明的目的在于确定一种液态油烟污染物微生物降解速率常数的测定方法, 为 生物法净化餐饮油烟提供基础数据。
     本发明是在微生物菌种经过充分驯化、 环境和营养条件进行了优化的基础上, 所 用液态油烟的物理化学性质也是严格保持恒定不变的条件下, 研究微生物降解液态油烟污 染物的降解速率问题, 因此适用指数速度模型。
     其表达式 : -dc/dt = Kcn
     式中 : C- 污染物浓度 mg/L ;
     t- 降解反应时间, h;
     K- 速度常数 ;
     n- 反应级数, 大于或等于 1。
     降解速率常数表征微生物对特定污染物的降解能力, 是判断污染物能否进行生物 处理的重要参数之一。
     本发明具体步骤为 :
     1. 活性污泥驯化 : 分别称取 9 ~ 11g FeCl3 和 500mL H2O 置于 1000mL 烧杯中, 顺 序加入 47 ~ 52g KH2PO4、 47 ~ 52g K2HPO4、 19 ~ 21g MgSO4、 9 ~ 11g CaCl2、 0.09 ~ 0.11g
     MnSO4 和 9 ~ 11g NH4NO3, 搅拌待其溶解后定容至 1000mL 配制成营养液, 取城市生活污水处 理厂活性污泥上清液 10L, 向其中加入 25mL 上述营养液, 并连续曝气, 间断通入油烟气体, 第 1 周, 每天 2h, 上午下午各 1h ; 第 2 周, 每天 3h, 上午下午各 1.5h ; 第 3 周, 每天 4h, 上午 下午各 2h ; 培养 21d ;
     2. 摇床试验 : 用 2 个 1000mL 锥形瓶各取上述培养液 500mL, 用医用药棉塞住瓶口, 放入带恒温水浴 ( 生化温度 30℃ ) 的摇床中培养 6d, 每隔 2h 取水样 25mL, 量取 25mL 四氯 化碳萃取水样, 取油相 15mL 用红外测油仪分别测定出样品中油烟污染物浓度 ;
     3. 一级降解动力学速率常数的确定 : 据指数模型 : -dc/dt = Kcn,
     n 取 1( 一级 ) ; 指数模型可变为 : Cm-Cm-1/(tm-tm-1) = KCm。 ,
     式中 : m- 为样品号 ;
     C- 污染物浓度, mg/L ;
     t- 降解反应时间, h。
     以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标, 以液相油份浓度为横坐标做出降 解速率曲线, 拟合线性回归方程, 取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学 速率常数。
     本发明的优点是 : 测定方法简单易行, 成本低廉, 准确性好。具体实施方式
     实施例 :
     1. 活性污泥驯化 : 分别称取 10g FeCl3 和 500mL H2O 置于 1000mL 烧杯中, 顺序加 入 50g KH2PO4、 50g K2HPO4、 20g MgSO4、 10g CaCl2、 0.1g MnSO4 和 10g NH4NO3, 搅拌待其溶解后 定容至 1000mL 配制成营养液, 用一 25L 塑料桶取城市生活污水处理厂活性污泥上清液 10L, 向其中加入 25mL 上述营养液, 并连续曝气, 间断通入油烟气体, 第 1 周, 每天 2h, 上午下午各 1h ; 第 2 周, 每天 3h, 上午下午各 1.5h ; 第 3 周, 每天 4h, 上午下午各 2h ; 培养 21d ;
     2. 摇床试验 : 用 2 个 1000mL 锥形瓶各取上述培养液 500mL, 用医用药棉塞住瓶口, 放入带恒温水浴 ( 生化温度 30℃ ) 的摇床中培养 6d, 每隔 2h 取水样 25mL, 量取 25mL 四氯 化碳 ( 环保专用 ) 萃取水样, 取油相 15mL 用红外测油仪分别测定出样品中油烟污染物浓 度;
     3. 一级降解动力学速率常数的确定 : 据指数模型 : -dc/dt = Kcn,
     n 取 1( 一级 ) ; 指数模型可变为 : Cm-Cm-1/(tm-tm-1)KCm。 ,
     式中 : C- 污染物浓度 mg/L ;
     t- 降解反应时间, h;
     K- 速度常数 ;
     n- 反应级数, 等于 1 ;
     m- 为样品号。
     以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标, 以液相油份浓度为横坐标做出降 解速率曲线, 拟合线性回归方程, 取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学 速率常数。4

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1、10申请公布号CN101975746A43申请公布日20110216CN101975746ACN101975746A21申请号201010276081X22申请日20100907G01N21/00200601B01D53/8420060171申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市建干路12号桂林理工大学72发明人廖雷54发明名称一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法57摘要本发明公开一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法。将FECL3、H2O置于烧杯中,顺序加入KH2PO4、K2HPO4、MGSO4、CACL2、MNSO4和NH4NO3,搅拌待其溶解后配制成。

2、营养液,取城市生活污水处理厂活性污泥上清液10L,向其中加入25ML上述营养液,并连续曝气,间断通入油烟气体,培养21D;用2个1000ML锥形瓶各取上述培养液500ML,塞住瓶口,放入带恒温水浴的摇床中培养6D,每隔2H取水样25ML,量取25ML四氯化碳萃取水样,取油相15ML分别测定出样品中油烟污染物浓度;以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标,以液相油份浓度为横坐标做出降解速率曲线,拟合线性回归方程,取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学速率常数。本发明的优点是测定方法简单易行,成本低廉,准确性好。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页。

3、说明书2页CN101975751A1/1页21一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法,其特征在于具体步骤为1活性污泥驯化分别称取911GFECL3和500MLH2O置于1000ML烧杯中,顺序加入4752GKH2PO4、4752GK2HPO4、1921GMGSO4、911GCACL2、009011GMNSO4和911GNH4NO3,搅拌待其溶解后定容至1000ML配制成营养液,取城市生活污水处理厂活性污泥上清液10L,向其中加入25ML上述营养液,并连续曝气,间断通入油烟气体,第1周,每天2H,上午下午各1H;第2周,每天3H,上午下午各15H;第3周,每天4H,上午下午各2H;培养。

4、21D;2摇床试验用2个1000ML锥形瓶各取上述培养液500ML,用医用药棉塞住瓶口,放入带恒温水浴的摇床中培养6D,生化温度30,每隔2H取水样25ML,量取25ML四氯化碳萃取水样,取油相15ML用红外测油仪分别测定出样品中油烟污染物浓度;3一级降解动力学速率常数的确定据指数模型DC/DTKCN,N取1;指数模型可变为CMCM1/TMTM1KCM。,式中C污染物浓度,MG/L;T降解反应时间,H;K速度常数;N反应级数,大于或等于1;M为样品号;以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标,以液相油份浓度为横坐标做出降解速率曲线,拟合线性回归方程,取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动。

5、力学速率常数。权利要求书CN101975746ACN101975751A1/2页3一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法技术领域0001本发明涉及一种餐饮油烟污染物的微生物降解速率常数的确定方法。技术背景0002微生物对单一有机化合物的降解过程是一个复杂的生物化学反应过程,在反应过程中微生物首先分泌细胞外酶把不溶性的大分子有机物分解成可溶性小分子有机物,然后穿过细胞膜进入细胞内,在各种细胞内酶作用下,或被利用合成新的细胞,或被氧化,为细菌的生命活动提供能量。由于这些反应都是在生物酶的作用下进行的,因此又称为“酶促反应”。0003油烟是食物高温加工过程中产生的油烟废气物的冷凝物,含有大。

6、量以固态或是液态存在的油脂、脂肪酸、甘油、食物蛋白质等多种成分。对于这种包含多种化合物的目标污染物的生物降解必须依靠混合微生物群落的分工、协同作用来完成。对油烟中不同化合物的生物降解,微生物需要通过一系列的中间反应来完成,而这些反应间相互联系、相互配合与协同方式是靠微生物的调节功能来实现的,而微生物的驯化是使微生物具有这种调节功能的重要手段。0004研究微生物生长与目标污染物降解速率之间的关系及其的各个因素影响的学问称为生物降解动力学。目前用于研究微生物降解动力学的模型主要有指数速度模型和双曲线速度模型2种,指数速度模型仅适用于均相溶液的生化反应;而双曲线速度模型适合于通过表面吸附或表面与催化。

7、分子复合进行的酶催化反应。发明内容0005本发明的目的在于确定一种液态油烟污染物微生物降解速率常数的测定方法,为生物法净化餐饮油烟提供基础数据。0006本发明是在微生物菌种经过充分驯化、环境和营养条件进行了优化的基础上,所用液态油烟的物理化学性质也是严格保持恒定不变的条件下,研究微生物降解液态油烟污染物的降解速率问题,因此适用指数速度模型。0007其表达式DC/DTKCN0008式中C污染物浓度MG/L;0009T降解反应时间,H;0010K速度常数;0011N反应级数,大于或等于1。0012降解速率常数表征微生物对特定污染物的降解能力,是判断污染物能否进行生物处理的重要参数之一。0013本发。

8、明具体步骤为00141活性污泥驯化分别称取911GFECL3和500MLH2O置于1000ML烧杯中,顺序加入4752GKH2PO4、4752GK2HPO4、1921GMGSO4、911GCACL2、009011G说明书CN101975746ACN101975751A2/2页4MNSO4和911GNH4NO3,搅拌待其溶解后定容至1000ML配制成营养液,取城市生活污水处理厂活性污泥上清液10L,向其中加入25ML上述营养液,并连续曝气,间断通入油烟气体,第1周,每天2H,上午下午各1H;第2周,每天3H,上午下午各15H;第3周,每天4H,上午下午各2H;培养21D;00152摇床试验用2个。

9、1000ML锥形瓶各取上述培养液500ML,用医用药棉塞住瓶口,放入带恒温水浴生化温度30的摇床中培养6D,每隔2H取水样25ML,量取25ML四氯化碳萃取水样,取油相15ML用红外测油仪分别测定出样品中油烟污染物浓度;00163一级降解动力学速率常数的确定据指数模型DC/DTKCN,0017N取1一级;指数模型可变为CMCM1/TMTM1KCM。,0018式中M为样品号;0019C污染物浓度,MG/L;0020T降解反应时间,H。0021以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标,以液相油份浓度为横坐标做出降解速率曲线,拟合线性回归方程,取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学速率常数。

10、。0022本发明的优点是测定方法简单易行,成本低廉,准确性好。具体实施方式0023实施例00241活性污泥驯化分别称取10GFECL3和500MLH2O置于1000ML烧杯中,顺序加入50GKH2PO4、50GK2HPO4、20GMGSO4、10GCACL2、01GMNSO4和10GNH4NO3,搅拌待其溶解后定容至1000ML配制成营养液,用一25L塑料桶取城市生活污水处理厂活性污泥上清液10L,向其中加入25ML上述营养液,并连续曝气,间断通入油烟气体,第1周,每天2H,上午下午各1H;第2周,每天3H,上午下午各15H;第3周,每天4H,上午下午各2H;培养21D;00252摇床试验用2。

11、个1000ML锥形瓶各取上述培养液500ML,用医用药棉塞住瓶口,放入带恒温水浴生化温度30的摇床中培养6D,每隔2H取水样25ML,量取25ML四氯化碳环保专用萃取水样,取油相15ML用红外测油仪分别测定出样品中油烟污染物浓度;00263一级降解动力学速率常数的确定据指数模型DC/DTKCN,0027N取1一级;指数模型可变为CMCM1/TMTM1KCM。,0028式中C污染物浓度MG/L;0029T降解反应时间,H;0030K速度常数;0031N反应级数,等于1;0032M为样品号。0033以液相油份浓度差与时间间隔的比值为纵坐标,以液相油份浓度为横坐标做出降解速率曲线,拟合线性回归方程,取其斜率即为餐饮油烟污染物的微生物降解一级动力学速率常数。说明书CN101975746A。

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