申請日2014.01.03
公開(公告)日2014.04.02
IPC分類號C12N1/16; C02F3/02; C02F3/34
摘要
本發(fā)明公開了一種處理分散式高濃度有機廢水的酵母，所述酵母附著在載體材料上，并經(jīng)發(fā)酵、壓濾、烘干，最后壓制成可長期穩(wěn)定保存的干酵母粒。本發(fā)明公開了酵母的制備方法，其特征包括以下步驟：以蓮藕粉或葛粉為原料，經(jīng)蒸煮滅菌、接種厭氧酵母菌、淀粉發(fā)酵、酵母發(fā)酵、壓濾、烘干，最后壓制成粒狀。本發(fā)明還公開了酵母的應用，利用酵母處理分散式高濃度有機廢水，其特征在于包括以下步驟：將所述酵母加入至分散式高濃度有機廢水中，反應器內(nèi)保持厭氧環(huán)境，沉淀出水，回收剩余污泥用作飼料或堆肥。本發(fā)明所述酵母可長期保存兩年以上，且處理效率高、效果穩(wěn)定，可用于廢水處理，尤其是分散式高濃度有機廢水的厭氧生物處理;本發(fā)明所提供的制備方法和應用簡便，成本低廉，可在分散式高濃度有機廢水處理中廣泛推廣應用。
權(quán)利要求書
1.一種處理分散式高濃度有機廢水的酵母及其制備方法與應用，其特征在于：將酵母菌 接種在滅菌后的載體材料上，經(jīng)過淀粉發(fā)酵、酵母發(fā)酵、壓濾、烘干，最后壓制成可長期保 存的酵母粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酵母，其特征在于所述酵母菌為P.membranaefaciens和K.fragillis。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酵母，其特征在于所述載體材料以蓮藕粉或葛粉為原料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酵母的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)蒸煮滅菌：以蓮藕粉或葛粉為原料蒸煮;
(2)接種：向滅菌后的原料中接種酵母菌;
(3)淀粉發(fā)酵：將淀粉好氧發(fā)酵成麥芽糖、葡萄糖等;
(4)酵母發(fā)酵：對酵母進行厭氧發(fā)酵;
(5)壓濾：將發(fā)酵后的混合物進行真空壓濾，獲得酵母濕菌體;
(6)烘干：在流化床中烘干;
(7)壓制：將烘干后的酵母壓制成干酵母粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的制備方法，其特征在于：所述蒸煮滅菌操作溫度為105～107 ℃，滅菌時間為1～1.2小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的制備方法，其特征在于：所述淀粉發(fā)酵操作溫度為21～22℃， 發(fā)酵時間為3.5～4小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的制備方法，其特征在于：所述酵母發(fā)酵操作溫度為30～31 ℃，發(fā)酵時間為25～28分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的制備方法，其特征在于：所述烘干操作溫度為52～55℃， 產(chǎn)品含水量5.7～5.8%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的酵母的應用，其特征在于：當所述分散式高濃度有機廢水 COD濃度為2146mg/L≤COD≤2278mg/L時，酵母對廢水的處理效果良好。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的應用，其特征在于，包括以下步驟：
(1)向反應器中注入分散式高濃度有機廢水;
(2)將所述酵母投加到至分散式高濃度有機廢水中并溶解;
(3)鼓風曝氣4小時;
(4)靜置沉淀0.5小時，排出上清液;
(5)重復步驟(1)操作。
說明書
一種處理分散式高濃度有機廢水的酵母及其制備方法與應用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及環(huán)境保護中污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及處理分散式高濃度有機廢水 的酵母及其制備方法與應用。
背景技術(shù)
近年來，全球水環(huán)境污染問題日益嚴重，水資源短缺已成為制約社會發(fā)展的重要 因素。
高濃度有機廢水是指由食品、皮革及造紙等行業(yè)排出的化學需氧量(COD)在 2000mg/L以上的廢水。這些廢水中含有大量的碳水化合物、纖維素、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物， 若直接排放將會對水環(huán)境造成嚴重的污染。
高濃度有機廢水處理法分為物化法、化學法和生物法。物化法常作為一種預處理 手段，通過回收廢水中有用成分或?qū)σ恍╇y生物降解物進行處理，從而達到去除有機物、提 高生化性和降低生化處理負荷的目的。一般常用的物化法有濃縮法、吸附法和萃取法等，物 化法主要缺點是能耗高�；瘜W法應用化學原理和化學作用將廢水中污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物 質(zhì)，使廢水得到凈化，主要包括臭氧氧化法、Fenton氧化法和電化學氧化法等。化學法通常 設備投資大，處理成本高。生物法是利用微生物代謝來分解和轉(zhuǎn)化水體中的有毒有害化學物 質(zhì)及其它各種超標組分的處理技術(shù)。生物法經(jīng)濟安全，且污染物閾值低、殘留少、無二次污 染，因而具有較好的應用前景。
根據(jù)降解作用場所的不同，生物法可分為好氧法與厭氧法。好氧法是利用好氧微 生物(包括兼性微生物)在好氧條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處 理方法，主要分為生活污泥法和生物膜法。厭氧法也稱厭氧消化，是一種成本低、將廢水處 理和能源的回收與利用相結(jié)合的廢水處理技術(shù)，主要通過厭氧微生物(包括兼性微生物)的 作用，將廢水中的各種復雜有機物分解為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)。與好氧生物處理技術(shù)相比， 厭氧法在處理高濃度有機廢水方面具有能耗低、剩余污泥產(chǎn)量少、產(chǎn)生的剩余污泥易脫水、 營養(yǎng)鹽需求量低和容積負荷高等優(yōu)點。然而，盡管人們在廢水厭氧生物處理過程中已經(jīng)較注 重能源的回收利用，且為提高回收率作出了不少努力，但總體來講回收方式仍比較單一，回 收利用率仍有待提高。
酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和缺氧環(huán)境中均能生存，屬于兼性厭氧菌。在 有氧環(huán)境中，酵母菌可將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。而在缺氧條件下，發(fā)酵型的酵母可將 糖類轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和乙醇(俗稱酒精)來獲取能量。因酵母菌屬于單細胞真核生物，易 于培養(yǎng)且生長迅速，能形成很好的絮體，且具有污泥負荷高、剩余污泥可回收作飼料等優(yōu)點， 其可用于廢水處理，尤其是高濃度有機廢水的厭氧生物處理。上世紀70年代后期，日本國稅 廳釀造研究所設計了酵母菌廢水處理系統(tǒng)，用于處理啤酒廢水和食品加工廢水。隨后，日本 一家企業(yè)成功地將該技術(shù)作為高濃度有機廢水的前段處理，由此產(chǎn)生了酵母菌廢水處理技術(shù)。 酵母菌廢水處理技術(shù)利用一種或多種酵母菌在好氧條件下降解和利用廢水中的有機物，從而 達到凈化廢水的目的。
盡管目前該技術(shù)已用于多種實際工業(yè)廢水的處理，然而，由于酵母菌株對環(huán)境條 件要求嚴苛，不易長期保存和攜帶運輸，該技術(shù)一般采用連續(xù)工藝，且工藝流程復雜，限制 了該技術(shù)的進一步推廣和應用。分散式高濃度有機廢水由于其分布較散，水量小且變化量大 的特點，難以采用連續(xù)流工藝集中處理。因此，若能研發(fā)出一種新型的可用于分散式高濃度 有機廢水序批式處理的酵母，將為酵母菌廢水處理技術(shù)的發(fā)展與推廣應用帶來新的機遇。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為了克服目前酵母菌對環(huán)境條件要求苛刻，不易 長期、大量和分散式保存等難題，提供一種可長期穩(wěn)定保存的酵母，該酵母保存量大、保存 時間長，且操作簡便、易于攜帶運輸、處理效率高，并提供一種工藝簡單、成本低的酵母制 備方法和該酵母在高濃度有機廢水好氧生物處理中的應用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種處理分散式高濃度有機廢水的酵 母，將酵母菌接種在滅菌后的載體材料上，經(jīng)過發(fā)酵、壓濾、烘干，并壓制成易于攜帶保存 的粒狀。
本發(fā)明還提供了一種該酵母的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)蒸煮滅菌：對載體材料原料進行蒸煮;
(2)接種：向滅菌后的原料中接種酵母菌;
(3)淀粉發(fā)酵：將淀粉好氧發(fā)酵成麥芽糖、葡萄糖等;
(4)酵母發(fā)酵：對酵母進行厭氧發(fā)酵;
(5)壓濾：進行真空壓濾，獲得酵母濕菌體;
(6)烘干：在流化床中烘干;
(7)壓制：將烘干后的酵母壓制成干酵母粒。
所述載體材料原料以蓮藕粉或葛粉為原料。
所述酵母菌為P.membranaefaciens和K.fragillis。
所述蒸煮滅菌操作溫度為105～107℃，滅菌時間為1～1.2小時。
所述淀粉發(fā)酵操作溫度為21～22℃，發(fā)酵時間為3.5～4小時。
所述酵母發(fā)酵操作溫度為30～31℃，發(fā)酵時間為25～28分鐘。
所述烘干操作溫度為52～55℃，產(chǎn)品含水量5.7～5.8%。
本發(fā)明通過將酵母菌附著在載體材料上并經(jīng)發(fā)酵烘干，得到可長期保存的酵母。 所述載體材料不僅能為酵母菌提供厭氧環(huán)境，還能為酵母菌提供營養(yǎng)源，使酵母能長期存活 兩年以上。所述酵母在干燥環(huán)境中能長期保存，在水中能迅速溶解，形成酵母菌。所述酵母 菌在好氧環(huán)境中可對有機廢水進行好氧生物處理，出水效果好、處理效率高。
本發(fā)明還提供了一種活性污泥法酵母的應用，利用酵母處理分散式高濃度有機廢 水，其特征在于，包括以下步驟：
(1)向反應器中注入高濃度有機廢水;
(2)將所述酵母投加到至高濃度有機廢水中并溶解;
(3)鼓風曝氣4小時;
(4)靜置沉淀0.5小時，排出上清液;
(5)重復步驟(1)操作。
所述分散式高濃度有機廢水為2146mg/L≤COD≤2278mg/L時，酵母對有機廢水具 有良好的處理效果。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所述酵母便于攜帶運輸和長期保存，且處理效率高， 不僅能有效防止廢水對水體和環(huán)境人類健康的危害，還能有效解決酵母菌難以長期存放的難 題;本發(fā)明所述酵母制備方法簡單，成本低廉，可在廢水生物處理中廣泛推廣應用。
