申请日2014.10.20
公开(公告)日2016.05.18
IPC分类号C12N1/14; C02F3/34; C02F103/32; C12R1/685; C12R1/69; C12R1/885; C12R1/645
摘要
本发明公开了一种利用丝状真菌深度处理豆制品废水的方法，该方法主要包括孢子的培养、孢子悬浮液的制备、菌丝球的形成和菌丝球的回收，以及滤液的培养、菌丝球的二次回收等六个步骤。在豆制品废水中培养丝状真菌形成菌丝球，大幅度降低了豆制品废水中的有机物。是一种高效、环保的豆制品废水处理方法，处理后化学需氧量降低60-65%，可大幅减少废水中有机物对环境的危害。本发明采用添加无机盐的方式深度处理上清液，在原来的基础上降低化学需氧量40-90%。
权利要求书
1.一种利用丝状真菌深度处理豆制品废水的方法，包括以下步骤：
第一步、孢子的培养
将丝状真菌接种到固体培养基上，在22℃-32℃培养箱中培养48-240h，丝状真菌形成孢子;
第二步、孢子悬浮液的制备
利用无菌水或者磷酸缓冲液洗涤丝状真菌孢子，得到孢子悬浮液，分装到灭菌后的小管中，在2-6℃下保存待用;
第三步、菌丝球的形成
将孢子悬浮液接种到豆制品废水上清中，接种孢子浓度为7.23×105/L～8.68×108/L;然后，在搅拌式反应器中培养，培养条件是：pH3.5～7.5，温度22-30℃，搅拌转速100-500rpm;豆制品废水经过48h培养后，丝状真菌形成菌丝球;
第四步、菌丝球的回收
在丝状真菌形成菌丝球后，再培养1-5天，然后用筛网过滤获取菌丝球，并收集滤液;
其特征在于，还包括以下步骤：
第五步、滤液的培养
在第四步获得的滤液中加入无机盐和孢子，继续培养48h后形成菌丝球;
第六步、菌丝球的二次回收
在形成菌丝球后，再培养1-5天，然后用筛网过滤获取菌丝球，排出滤液。
2.根据权利要求1所述的利用丝状真菌处理豆制品废水的方法，其特征在于：所述豆制品废水包括洗豆水、泡豆水、浆渣分离水和压滤水，以及经本方法处理后的废水。
3.根据权利要求1所述的利用丝状真菌处理豆制品废水的方法，其特征在于：所述丝状真菌包括黑曲霉、米曲霉、深黄被孢霉、高山被孢霉、构巢曲霉或里氏木霉。
4.根据权利要求1所述的利用丝状真菌处理豆制品废水的方法，其特征在于：所述固体培养基包括PDA琼脂培养基、含2%琼脂的察氏培养基或YPD固体培养基。
5.根据权利要求1所述的利用丝状真菌处理豆制品废水的方法，其特征在于：第五步中所述的无机盐为含有磷、氮、钙、镁的无机化合物。
说明书
利用丝状真菌深度处理豆制品废水的方法
技术领域
本发明涉及三废处理利用，特别涉及一种利用丝状真菌处理豆制品废水的方法。
背景技术
豆制品是我国人民喜爱的传统食品，随着人民生活水平的提高和多种豆制品商品类型的出现，豆制品的需求量越来越大。2009年豆制品50强企业的投豆量达到74.22万吨。越来越多的豆制品处理量导致大量豆制品工业豆制品废水的产生。豆制品废水泛指在豆制品生产中产生洗豆水、泡豆水、浆渣分离水、压滤水等各种生产废水。豆制品废水(俗称黄浆水)COD约2000mg/L，大量的黄浆水排放是环境的污染的重要威胁，对黄浆水的处理是豆制品行业目前面临的重要课题。目前研究表明豆制品废水中的营养成分含有约0.3%蛋白质、1.06%糖类、0.06%脂肪、0.365%灰分，还有丰富的钾、钠、镁、钙、铁、锌、铜、锰、硒等各种金属元素。对豆制品废水进行水处理的同时，也可以回收豆制品废水中高附加值的营养物质。例如大豆异黄酮、乳清蛋白、低聚糖、大豆皂甙、花生四烯酸、二十碳五烯酸等不饱和脂肪酸、B族维生素，豆制品废水中含有丰富的植物性蛋白质。
豆制品废水是含有不溶物的浑浊液，经过静置后，豆制品废水上清液仍然还有较高的COD。目前豆制品废水的处理方法有：上流式厌氧污泥床+序列活性污泥(UASB+SBR)、酸化+上流式厌氧污泥床(酸化+UASB)、上流式厌氧污泥床+厌氧/缺氧池(UASB+A/O)、厌氧+活性污泥(AD+SBR)。目前处理方法的处理时间长，处理后废水COD仍然较高。采用培养丝状真菌形成菌丝球的技术可以比较好的处理豆制品废水，大幅度降低COD。这项技术正在申请专利(利用丝状真菌处理豆制品废水的方法，申请号2014lOl52823.6)。利用丝状真菌菌丝球技术处理豆制品废水后形成澄清液经过检查发现部分元素成为COD继续大幅度降低的主要原因(见表1)。本发明采用添加金属离子的方式继续降低COD，使处理后的水在小规模的实验中达到排放标准。
表1豆制品废水与菌丝球处理后上清液的元素分析
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种利用丝状真菌处理豆制品废水的方法。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种利用丝状真菌深度处理豆制品废水的方法，包括以下步骤：
第一步、孢子的培养
将丝状真菌接种到固体培养基上，在22℃-32℃培养箱中培养48-240h，丝状真菌形成孢子;
第二步、孢子悬浮液的制备
利用无菌水或者磷酸缓冲液洗涤丝状真菌孢子，得到孢子悬浮液，分装到灭菌后的小管中，在2-6℃下保存待用;
第三步、菌丝球的形成
将孢子悬浮液接种到豆制品废水上清中，接种孢子浓度为7.23×105/L～8.68×108/L;然后，在搅拌式反应器中培养，培养条件是：pH3.5～7.5，温度22-30℃，搅拌转速100-500rpm;豆制品废水经过48h培养后，丝状真菌形成菌丝球;
第四步、菌丝球的回收
在丝状真菌形成菌丝球后，再培养1-5天，然后用筛网过滤获取菌丝球，并收集滤液;
还包括以下步骤：
第五步、滤液的培养
在第四步获得的滤液中加入无机盐和孢子，继续培养48h后形成菌丝球;
第六步、菌丝球的二次回收
在形成菌丝球后，再培养1-5天，然后用筛网过滤获取菌丝球，排出滤液。
所述豆制品废水包括洗豆水、泡豆水、浆渣分离水和压滤水，以及经本方法处理后的废水。
所述丝状真菌包括黑曲霉、米曲霉、深黄被孢霉、高山被孢霉、构巢曲霉或里氏木霉。
所述固体培养基包括PDA琼脂培养基、含2%琼脂的察氏培养基或YPD固体培养基。
第五步中所述的无机盐为含有磷、氮、钙、镁的无机化合物。
本发明在豆制品废水上清液中培养丝状真菌形成易于收获的菌丝球，高效降低豆制品废水中的有机物含量，实现了回收豆制品废水上清液中营养物质的目的。丝状真菌是一类能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌。丝状真菌的菌丝在一定条件下可以在液体培养中相互缠绕，形成球状或者椭圆形的菌丝球。黑曲霉、米曲霉是美国食品和药品管理局(FDA)批准的食品安全菌种，它在食品中有很长时间应用历史。黑曲霉的菌丝球在pH4-6时吸附Cu2+，Zn2+，Ni2+。其中，黑曲霉以菌丝球的方式发酵有利于柠檬酸的产生和其它多种代谢物的产生。丝状真菌菌丝球的另外一个优点是有利于菌体的收获。菌丝球的直径大多数在0.5cm以上，用简单的筛子就可以收获菌丝球，降低了收获过程的成本。利用菌丝球收获的方法节约了大型耗能设备，降低了成本，而且在污水处理过程中避免使用化学絮凝剂，减少了对环境的危害。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
将黑曲霉接种到PDA琼脂培养基上，在22℃-32℃培养箱中培养96-144h后，丝状真菌形成孢子。
利用无菌水洗涤丝状真菌孢子，将得到的孢子悬浮液经过显微镜计数后，分装到灭菌后的小管中，存于2-6℃，待用。
将制备后的孢子悬浮液接种到豆制品废水第一次处理的上清中，接种孢子浓度为7.23×108/L。加入氮、磷、钙、镁元素浓度分别为315、41、10、130mg/L。然后，在搅拌式反应器中培养。培养条件是：pH5.5，温度30℃，搅拌转速200rpm，豆制品废水经过48h培养后，丝状真菌形成菌丝球，豆制品废水变澄清。再培养24h后，豆制品废水中的COD大幅度下降40%，最后利用筛网获取豆制品废水里面的丝状真菌菌丝球，排出处理后的废水。
实施例2
将米曲霉接种到含2%琼脂的察氏培养基上，在22℃-32℃培养箱中培养24-72h，丝状真菌形成孢子。
利用磷酸缓冲液洗涤丝状真菌孢子，将得到的孢子悬浮液经过显微镜计数后，分装到灭菌后的小管中，存于2-6℃，待用。
将制备后的孢子悬浮液接种到豆制品废水第一次处理的上清中，接种孢子浓度为7.23×108/L。加入氮、磷、钙、镁元素浓度分别为472、62、14、195mg/L。然后，在搅拌式反应器中培养。培养条件是：pH5.5，温度30℃，搅拌转速200rpm，豆制品废水经过48h培养后，丝状真菌形成菌丝球，豆制品废水变澄清。再培养24h后，豆制品废水中的COD大幅度下降65%，最后利用筛网获取豆制品废水里面的丝状真菌菌丝球，排出处理后的废水。
实施例3
将深黄被孢霉接种到YPD固体培养基上，在22℃-32℃培养箱中培养168-240h，丝状真菌形成孢子。
利用无菌水涤丝状真菌孢子，将得到的孢子悬浮液经过显微镜计数后，分装到灭菌后的小管中，存于2-6℃，待用。
将制备后的孢子悬浮液接种到豆制品废水第一次处理的上清中，接种孢子浓度为7.23×108/L。加入氮、磷、钙、镁元素浓度分别为788、102、23、325mg/L。然后，在搅拌式反应器中培养。培养条件是：pH5.5，温度30℃，搅拌转速200rpm，豆制品废水经过48h培养后，丝状真菌形成菌丝球，豆制品废水变澄清。再培养24h后，豆制品废水中的COD大幅度下降90%，最后利用筛网获取豆制品废水里面的丝状真菌菌丝球，排出处理后的废水。