申请日2017.02.20
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F11/04
摘要
本发明公开一种利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，属于微生物应用领域。本发明步骤如下：(1)发酵型产酸菌的筛选;(2)发酵型产酸菌纯培养;(3)厌氧消化：按照发酵型产酸菌与高温蒸汽热水解污泥的体积比为1:8的投加量，利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥，处理温度为50℃，周期18d;(4)沼气收集，消化后污泥进行堆肥处置。本发明利用微生物方法处理高温蒸汽热水解污泥，相比于热水解后污泥直接高温厌氧消化处理，COD的去除率提高了20%～25%，产气量提升了90%～95%，本发明具有处理效率高，反应周期短，同时产生的沼气可以综合运用，真正地实现污泥的无害化、减量化、无害化处理。
权利要求书
1.一种利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)发酵型产酸菌的初步筛选：将剩余污泥置于发酵型产酸菌培养基中于50℃，pH为6.8～6.9培养2～5d，加入0.1%甲基红指示剂，挑选出颜色由黄变红的培养基;(2)发酵型产酸菌的纯培养：将红色的菌悬液依据梯度稀释法依次稀释至10-7倍，将各浓度梯度的菌悬液均匀涂布于分离固体培养基置于50℃培养，待长出菌落后挑取红色菌落划线接种于相应的平板，分离纯化3～4次直至无杂菌落;(3)厌氧消化：筛选出的发酵型产酸菌置于50℃培养2～3d后按照发酵型产酸菌与高温蒸汽热水解污泥的体积比为1:8的投加量，利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥，处理温度为50℃，周期18d;(4)沼气收集，污泥进行堆肥处置。
2.根据权利要求1所述的一种利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：发酵型产酸菌分离于湖南省长沙市岳麓区污水处理厂剩余污泥，含水率为97%～98%，pH为7.0～7.1。
3.根据权利要求1所述的利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：厌氧消化温度为50℃，厌氧周期18d，属于高温厌氧消化。
4.根据权利要求1所述的利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：所述进行厌氧消化的发酵型产酸菌pH为6.8～6.9，OD600达到0.8～0.85。
5.根据权利要求1所述的利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：所述的高温蒸汽热水解污泥COD浓度为30000～40000mg/L。
6.根据权利要求1所述的利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：在所述发酵型产酸菌分离纯化过程中，固体培养基成分在基础培养基加1.7%琼脂，接种后用琼脂或石蜡密封培养皿缝隙，最后用封口膜封口。
7.根据权利要求1所述的利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：发酵型产酸菌培养2～3d后再加入高温蒸汽热水解污泥进行厌氧消化。
8.根据权利要求1所述的利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，其特征在于：厌氧消化阶段，每天搅拌两次，每次持续时间为0.5min。
说明书
一种利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法
技术领域
本发明涉及微生物应用领域以及污泥处置领域，具体涉及利用一种发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法。
背景技术
随着城市污水处理厂的大量兴建，日渐增长的污泥已成为严重的环境和安全问题。城镇污水处理厂污泥不仅含水量高，易腐烂，有强烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和二噁英等难以降解的有毒有害及致癌物质。污泥未经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人类身体健康。
高温蒸汽热水解是一种使污泥稳定化和改善污泥性能的预处理技术，其原理是在高温环境下通过热力效应促使有机质废弃物及污泥中的细胞结构(主要是细胞壁、细胞膜)破碎，并将破碎细胞释放出的部分高分子有机物(脂肪、蛋白质、碳水化合物等)分解为小分子物质，但污泥经高温蒸汽热水解后，其中的有机物经部分水解而产生的衍生物成分十分复杂，为二次污染物，其中一些衍生物并非环境中已经存在的物质，而且消化池内的温度相对较高，自然环境中的菌群很难适应。由于这些原因，高温厌氧消化池内需要的微生物接种量非常巨大(通常为污泥量的50%)，使污泥的处理效率降低，菌种驯化时间长，处理效果不理想。
厌氧消化过程是在产酸菌群、纤维素菌群、硫酸盐还原菌群以及产甲烷菌群等多种菌群协同作用完成的，大分子有机物质的降解是产甲烷的重要限速步骤。产酸菌、硫酸盐还原菌及纤维素降解菌等非产甲烷菌为甲烷菌创造适宜的氧化还原电位及pH环境，提供代谢底物，产甲烷菌利用挥发性脂肪酸(VFA)和H2为底物产生CH4，这样就为不产甲烷菌解除反馈抑制从而促进其生长。甲烷的产生与菌群的互营代谢有着紧密的关系。其中产甲烷菌利用的VFA主要是由发酵型产酸细菌降解大分子有机物产生的。因此，发酵型产酸细菌在沼气发酵过程中尤为重要。
本发明采用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥，主要利用发酵型产酸菌降解大分子有机物产生挥发性脂肪酸推进高温厌氧消化进程，提高污泥的的处理效率，实现污泥“减量化、无害化、资源化利用”的处置目标。
发明内容
一种利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥的方法，方法包括以下步骤：
步骤A：发酵型产酸菌的初步筛选
1、产酸菌培养基：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、NaCl3g/L、L-半胱氨酸0.5g/L，pH为6.8～6.9，灭菌20～30min。
2、分离纯化培养基：产酸菌培养基中加入1.7%(W/V)琼脂，0.1%甲基红指示剂，充入5～8min氮气形成厌氧环境。
3、取剩余污泥接种于产酸菌培养基中置于50℃富集培养，培养至OD600为0.8～0.85。
步骤B：发酵型产酸菌的纯培养
选取OD600为0.8～0.85的菌悬液采用梯度稀释法，以10倍梯度稀释至10-7倍，选取不同浓度的稀释液均匀涂布于分离固体培养基，每个浓度梯度3个重复，置50℃培养。待长出菌落后挑取出红色菌落划线接种于相应的平板，重复划线分离纯化3～4次直至无杂菌落。
步骤C;厌氧消化过程
筛选出的发酵型产酸菌富集培养2～3d后，按照发酵型产酸菌与污泥的体积比为1:8的投加量，置于50℃培养箱进行厌氧消化18d，每天搅拌两次，每次持续时间为0.5min。经处理后，收集沼气，污泥进行堆肥处置。
上述的高温蒸汽热水解污泥的处理，污泥COD浓度为30000～40000mg/L，pH为7.0～7.1。
上述高温蒸汽热水解污泥的处理，其特征还在于，利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥在有效净化去除污泥中COD含量的同时能获得含有丰富沼气进行资源再回收。
本发明的优点以及所产生的有益效果为：本发明所述的利用发酵型产酸菌易分离纯化，来源广泛且经济，利用发酵型产酸菌处理高温蒸汽热水解污泥相比于不加入菌种污泥直接厌氧消化，COD的去除率提高了20%以上，产气量提升了40%～50%，本发明具有处理效率高，反应周期短，同时产生的沼气可以综合运用，真正地实现污泥的无害化、减量化、无害化处理。