申請日2014.10.20
公開(公告)日2016.05.18
IPC分類號C12N1/14; C02F3/34; C02F103/32; C12R1/685; C12R1/69; C12R1/885; C12R1/645
摘要
本發(fā)明公開了一種利用絲狀真菌深度處理豆制品廢水的方法，該方法主要包括孢子的培養(yǎng)、孢子懸浮液的制備、菌絲球的形成和菌絲球的回收，以及濾液的培養(yǎng)、菌絲球的二次回收等六個步驟。在豆制品廢水中培養(yǎng)絲狀真菌形成菌絲球，大幅度降低了豆制品廢水中的有機物。是一種高效、環(huán)保的豆制品廢水處理方法，處理后化學需氧量降低60-65%，可大幅減少廢水中有機物對環(huán)境的危害。本發(fā)明采用添加無機鹽的方式深度處理上清液，在原來的基礎上降低化學需氧量40-90%。
權利要求書
1.一種利用絲狀真菌深度處理豆制品廢水的方法，包括以下步驟：
第一步、孢子的培養(yǎng)
將絲狀真菌接種到固體培養(yǎng)基上，在22℃-32℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48-240h，絲狀真菌形成孢子;
第二步、孢子懸浮液的制備
利用無菌水或者磷酸緩沖液洗滌絲狀真菌孢子，得到孢子懸浮液，分裝到滅菌后的小管中，在2-6℃下保存待用;
第三步、菌絲球的形成
將孢子懸浮液接種到豆制品廢水上清中，接種孢子濃度為7.23×105/L～8.68×108/L;然后，在攪拌式反應器中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件是：pH3.5～7.5，溫度22-30℃，攪拌轉速100-500rpm;豆制品廢水經(jīng)過48h培養(yǎng)后，絲狀真菌形成菌絲球;
第四步、菌絲球的回收
在絲狀真菌形成菌絲球后，再培養(yǎng)1-5天，然后用篩網(wǎng)過濾獲取菌絲球，并收集濾液;
其特征在于，還包括以下步驟：
第五步、濾液的培養(yǎng)
在第四步獲得的濾液中加入無機鹽和孢子，繼續(xù)培養(yǎng)48h后形成菌絲球;
第六步、菌絲球的二次回收
在形成菌絲球后，再培養(yǎng)1-5天，然后用篩網(wǎng)過濾獲取菌絲球，排出濾液。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法，其特征在于：所述豆制品廢水包括洗豆水、泡豆水、漿渣分離水和壓濾水，以及經(jīng)本方法處理后的廢水。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法，其特征在于：所述絲狀真菌包括黑曲霉、米曲霉、深黃被孢霉、高山被孢霉、構巢曲霉或里氏木霉。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法，其特征在于：所述固體培養(yǎng)基包括PDA瓊脂培養(yǎng)基、含2%瓊脂的察氏培養(yǎng)基或YPD固體培養(yǎng)基。
5.根據(jù)權利要求1所述的利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法，其特征在于：第五步中所述的無機鹽為含有磷、氮、鈣、鎂的無機化合物。
說明書
利用絲狀真菌深度處理豆制品廢水的方法
技術領域
本發(fā)明涉及三廢處理利用，特別涉及一種利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法。
背景技術
豆制品是我國人民喜愛的傳統(tǒng)食品，隨著人民生活水平的提高和多種豆制品商品類型的出現(xiàn)，豆制品的需求量越來越大。2009年豆制品50強企業(yè)的投豆量達到74.22萬噸。越來越多的豆制品處理量導致大量豆制品工業(yè)豆制品廢水的產(chǎn)生。豆制品廢水泛指在豆制品生產(chǎn)中產(chǎn)生洗豆水、泡豆水、漿渣分離水、壓濾水等各種生產(chǎn)廢水。豆制品廢水(俗稱黃漿水)COD約2000mg/L，大量的黃漿水排放是環(huán)境的污染的重要威脅，對黃漿水的處理是豆制品行業(yè)目前面臨的重要課題。目前研究表明豆制品廢水中的營養(yǎng)成分含有約0.3%蛋白質、1.06%糖類、0.06%脂肪、0.365%灰分，還有豐富的鉀、鈉、鎂、鈣、鐵、鋅、銅、錳、硒等各種金屬元素。對豆制品廢水進行水處理的同時，也可以回收豆制品廢水中高附加值的營養(yǎng)物質。例如大豆異黃酮、乳清蛋白、低聚糖、大豆皂甙、花生四烯酸、二十碳五烯酸等不飽和脂肪酸、B族維生素，豆制品廢水中含有豐富的植物性蛋白質。
豆制品廢水是含有不溶物的渾濁液，經(jīng)過靜置后，豆制品廢水上清液仍然還有較高的COD。目前豆制品廢水的處理方法有：上流式厭氧污泥床+序列活性污泥(UASB+SBR)、酸化+上流式厭氧污泥床(酸化+UASB)、上流式厭氧污泥床+厭氧/缺氧池(UASB+A/O)、厭氧+活性污泥(AD+SBR)。目前處理方法的處理時間長，處理后廢水COD仍然較高。采用培養(yǎng)絲狀真菌形成菌絲球的技術可以比較好的處理豆制品廢水，大幅度降低COD。這項技術正在申請專利(利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法，申請?zhí)?014lOl52823.6)。利用絲狀真菌菌絲球技術處理豆制品廢水后形成澄清液經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)部分元素成為COD繼續(xù)大幅度降低的主要原因(見表1)。本發(fā)明采用添加金屬離子的方式繼續(xù)降低COD，使處理后的水在小規(guī)模的實驗中達到排放標準。
表1豆制品廢水與菌絲球處理后上清液的元素分析
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種利用絲狀真菌處理豆制品廢水的方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：一種利用絲狀真菌深度處理豆制品廢水的方法，包括以下步驟：
第一步、孢子的培養(yǎng)
將絲狀真菌接種到固體培養(yǎng)基上，在22℃-32℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48-240h，絲狀真菌形成孢子;
第二步、孢子懸浮液的制備
利用無菌水或者磷酸緩沖液洗滌絲狀真菌孢子，得到孢子懸浮液，分裝到滅菌后的小管中，在2-6℃下保存待用;
第三步、菌絲球的形成
將孢子懸浮液接種到豆制品廢水上清中，接種孢子濃度為7.23×105/L～8.68×108/L;然后，在攪拌式反應器中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件是：pH3.5～7.5，溫度22-30℃，攪拌轉速100-500rpm;豆制品廢水經(jīng)過48h培養(yǎng)后，絲狀真菌形成菌絲球;
第四步、菌絲球的回收
在絲狀真菌形成菌絲球后，再培養(yǎng)1-5天，然后用篩網(wǎng)過濾獲取菌絲球，并收集濾液;
還包括以下步驟：
第五步、濾液的培養(yǎng)
在第四步獲得的濾液中加入無機鹽和孢子，繼續(xù)培養(yǎng)48h后形成菌絲球;
第六步、菌絲球的二次回收
在形成菌絲球后，再培養(yǎng)1-5天，然后用篩網(wǎng)過濾獲取菌絲球，排出濾液。
所述豆制品廢水包括洗豆水、泡豆水、漿渣分離水和壓濾水，以及經(jīng)本方法處理后的廢水。
所述絲狀真菌包括黑曲霉、米曲霉、深黃被孢霉、高山被孢霉、構巢曲霉或里氏木霉。
所述固體培養(yǎng)基包括PDA瓊脂培養(yǎng)基、含2%瓊脂的察氏培養(yǎng)基或YPD固體培養(yǎng)基。
第五步中所述的無機鹽為含有磷、氮、鈣、鎂的無機化合物。
本發(fā)明在豆制品廢水上清液中培養(yǎng)絲狀真菌形成易于收獲的菌絲球，高效降低豆制品廢水中的有機物含量，實現(xiàn)了回收豆制品廢水上清液中營養(yǎng)物質的目的。絲狀真菌是一類能形成絨毛狀、網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌。絲狀真菌的菌絲在一定條件下可以在液體培養(yǎng)中相互纏繞，形成球狀或者橢圓形的菌絲球。黑曲霉、米曲霉是美國食品和藥品管理局(FDA)批準的食品安全菌種，它在食品中有很長時間應用歷史。黑曲霉的菌絲球在pH4-6時吸附Cu2+，Zn2+，Ni2+。其中，黑曲霉以菌絲球的方式發(fā)酵有利于檸檬酸的產(chǎn)生和其它多種代謝物的產(chǎn)生。絲狀真菌菌絲球的另外一個優(yōu)點是有利于菌體的收獲。菌絲球的直徑大多數(shù)在0.5cm以上，用簡單的篩子就可以收獲菌絲球，降低了收獲過程的成本。利用菌絲球收獲的方法節(jié)約了大型耗能設備，降低了成本，而且在污水處理過程中避免使用化學絮凝劑，減少了對環(huán)境的危害。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
將黑曲霉接種到PDA瓊脂培養(yǎng)基上，在22℃-32℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)96-144h后，絲狀真菌形成孢子。
利用無菌水洗滌絲狀真菌孢子，將得到的孢子懸浮液經(jīng)過顯微鏡計數(shù)后，分裝到滅菌后的小管中，存于2-6℃，待用。
將制備后的孢子懸浮液接種到豆制品廢水第一次處理的上清中，接種孢子濃度為7.23×108/L。加入氮、磷、鈣、鎂元素濃度分別為315、41、10、130mg/L。然后，在攪拌式反應器中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件是：pH5.5，溫度30℃，攪拌轉速200rpm，豆制品廢水經(jīng)過48h培養(yǎng)后，絲狀真菌形成菌絲球，豆制品廢水變澄清。再培養(yǎng)24h后，豆制品廢水中的COD大幅度下降40%，最后利用篩網(wǎng)獲取豆制品廢水里面的絲狀真菌菌絲球，排出處理后的廢水。
實施例2
將米曲霉接種到含2%瓊脂的察氏培養(yǎng)基上，在22℃-32℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-72h，絲狀真菌形成孢子。
利用磷酸緩沖液洗滌絲狀真菌孢子，將得到的孢子懸浮液經(jīng)過顯微鏡計數(shù)后，分裝到滅菌后的小管中，存于2-6℃，待用。
將制備后的孢子懸浮液接種到豆制品廢水第一次處理的上清中，接種孢子濃度為7.23×108/L。加入氮、磷、鈣、鎂元素濃度分別為472、62、14、195mg/L。然后，在攪拌式反應器中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件是：pH5.5，溫度30℃，攪拌轉速200rpm，豆制品廢水經(jīng)過48h培養(yǎng)后，絲狀真菌形成菌絲球，豆制品廢水變澄清。再培養(yǎng)24h后，豆制品廢水中的COD大幅度下降65%，最后利用篩網(wǎng)獲取豆制品廢水里面的絲狀真菌菌絲球，排出處理后的廢水。
實施例3
將深黃被孢霉接種到YPD固體培養(yǎng)基上，在22℃-32℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)168-240h，絲狀真菌形成孢子。
利用無菌水滌絲狀真菌孢子，將得到的孢子懸浮液經(jīng)過顯微鏡計數(shù)后，分裝到滅菌后的小管中，存于2-6℃，待用。
將制備后的孢子懸浮液接種到豆制品廢水第一次處理的上清中，接種孢子濃度為7.23×108/L。加入氮、磷、鈣、鎂元素濃度分別為788、102、23、325mg/L。然后，在攪拌式反應器中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件是：pH5.5，溫度30℃，攪拌轉速200rpm，豆制品廢水經(jīng)過48h培養(yǎng)后，絲狀真菌形成菌絲球，豆制品廢水變澄清。再培養(yǎng)24h后，豆制品廢水中的COD大幅度下降90%，最后利用篩網(wǎng)獲取豆制品廢水里面的絲狀真菌菌絲球，排出處理后的廢水。
