[發明專利]一種利用發酵型產酸菌處理高溫蒸汽熱水解污泥的方法

在審

• 申請號: 201710090147.8
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106746437A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 艾斯佳;劉紅玉;楊春平;周振;曾光明;文珊;陳玉娟;康麗;劉海洋
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微生物應用領域以及污泥處置領域，具體涉及利用一種發酵型產酸菌處理高溫蒸汽熱水解污泥的方法。

背景技術

隨著城市污水處理廠的大量興建，日漸增長的污泥已成為嚴重的環境和安全問題。城鎮污水處理廠污泥不僅含水量高，易腐爛，有強烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬和二噁英等難以降解的有毒有害及致癌物質。污泥未經處理隨意堆放，經過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人類身體健康。

高溫蒸汽熱水解是一種使污泥穩定化和改善污泥性能的預處理技術，其原理是在高溫環境下通過熱力效應促使有機質廢棄物及污泥中的細胞結構(主要是細胞壁、細胞膜)破碎，并將破碎細胞釋放出的部分高分子有機物(脂肪、蛋白質、碳水化合物等)分解為小分子物質，但污泥經高溫蒸汽熱水解后，其中的有機物經部分水解而產生的衍生物成分十分復雜，為二次污染物，其中一些衍生物并非環境中已經存在的物質，而且消化池內的溫度相對較高，自然環境中的菌群很難適應。由于這些原因，高溫厭氧消化池內需要的微生物接種量非常巨大(通常為污泥量的50％)，使污泥的處理效率降低，菌種馴化時間長，處理效果不理想。

厭氧消化過程是在產酸菌群、纖維素菌群、硫酸鹽還原菌群以及產甲烷菌群等多種菌群協同作用完成的，大分子有機物質的降解是產甲烷的重要限速步驟。產酸菌、硫酸鹽還原菌及纖維素降解菌等非產甲烷菌為甲烷菌創造適宜的氧化還原電位及pH環境，提供代謝底物，產甲烷菌利用揮發性脂肪酸(VFA)和H₂為底物產生CH₄，這樣就為不產甲烷菌解除反饋抑制從而促進其生長。甲烷的產生與菌群的互營代謝有著緊密的關系。其中產甲烷菌利用的VFA主要是由發酵型產酸細菌降解大分子有機物產生的。因此，發酵型產酸細菌在沼氣發酵過程中尤為重要。

本發明采用發酵型產酸菌處理高溫蒸汽熱水解污泥，主要利用發酵型產酸菌降解大分子有機物產生揮發性脂肪酸推進高溫厭氧消化進程，提高污泥的的處理效率，實現污泥“減量化、無害化、資源化利用”的處置目標。

發明內容

一種利用發酵型產酸菌處理高溫蒸汽熱水解污泥的方法，方法包括以下步驟：

步驟A：發酵型產酸菌的初步篩選

1、產酸菌培養基：葡萄糖8g/L、蛋白胨1.5g/L、K₂HPO₄ 0.4g/L、(NH4)₂S0₄ 0.5g/L、MgS0₄.7H₂O 0.05g/L、FeCl₃ 0.01g/L、MgCl₂ 0.1g/L、CaCl₂ 0.1g/L、酵母膏1.5g/L、NaCl 3g/L、L-半胱氨酸0.5g/L，pH為6.8～6.9，滅菌20～30min。

2、分離純化培養基：產酸菌培養基中加入1.7％(W/V)瓊脂，0.1％甲基紅指示劑，充入5～8min氮氣形成厭氧環境。

3、取剩余污泥接種于產酸菌培養基中置于50℃富集培養，培養至OD₆₀₀為0.8～0.85。

步驟B：發酵型產酸菌的純培養

選取OD₆₀₀為0.8～0.85的菌懸液采用梯度稀釋法，以10倍梯度稀釋至10^-7倍，選取不同濃度的稀釋液均勻涂布于分離固體培養基，每個濃度梯度3個重復，置50℃培養。待長出菌落后挑取出紅色菌落劃線接種于相應的平板，重復劃線分離純化3～4次直至無雜菌落。

步驟C；厭氧消化過程

篩選出的發酵型產酸菌富集培養2～3d后，按照發酵型產酸菌與污泥的體積比為1:8的投加量，置于50℃培養箱進行厭氧消化18d，每天攪拌兩次，每次持續時間為0.5min。經處理后，收集沼氣，污泥進行堆肥處置。

上述的高溫蒸汽熱水解污泥的處理，污泥COD濃度為30000～40000mg/L，pH為7.0～7.1。

上述高溫蒸汽熱水解污泥的處理，其特征還在于，利用發酵型產酸菌處理高溫蒸汽熱水解污泥在有效凈化去除污泥中COD含量的同時能獲得含有豐富沼氣進行資源再回收。