[發明專利]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

無效

• 申請號: 201410002908.6
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103695326A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 陳洪波;李小明;楊麒;王冬波;柳虹;羅琨;曾光明
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C12N1/16
• 分類號: C12N1/16;C02F3/34;C02F3/02
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及環境保護中污水處理技術領域，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

近年來，全球水環境污染問題日益嚴重，水資源短缺已成為制約社會發展的重要因素。

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、脂肪和蛋白質等有機物，若直接排放將會對水環境造成嚴重的污染。

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對一些難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。化學法應用化學原理和化學作用將廢水中污染物成分轉化為無害物質，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化水體中的有毒有害化學物質及其它各種超標組分的處理技術。生物法經濟安全，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合的廢水處理技術，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。與好氧生物處理技術相比，厭氧法在處理高濃度有機廢水方面具有能耗低、剩余污泥產量少、產生的剩余污泥易脫水、營養鹽需求量低和容積負荷高等優點。然而，盡管人們在廢水厭氧生物處理過程中已經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，在有氧和缺氧環境中均能生存，屬于兼性厭氧菌。在有氧環境中，酵母菌可將葡萄糖轉化為水和二氧化碳。而在缺氧條件下，發酵型的酵母可將糖類轉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，用于處理啤酒廢水和食品加工廢水。隨后，日本一家企業成功地將該技術作為高濃度有機廢水的前段處理，由此產生了酵母菌廢水處理技術。酵母菌廢水處理技術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。

盡管目前該技術已用于多種實際工業廢水的處理，然而，由于酵母菌株對環境條件要求嚴苛，不易長期保存和攜帶運輸，該技術一般采用連續工藝，且工藝流程復雜，限制了該技術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，難以采用連續流工藝集中處理。因此，若能研發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的發展與推廣應用帶來新的機遇。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了克服目前酵母菌對環境條件要求苛刻，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。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：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，經過發酵、壓濾、烘干，并壓制成易于攜帶保存的粒狀。

本發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）淀粉發酵：將淀粉好氧發酵成麥芽糖、葡萄糖等；

（4）酵母發酵：對酵母進行厭氧發酵；

（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。