申请日2012.12.26
公开(公告)日2013.04.17
IPC分类号C02F3/34; C02F3/02
摘要
本发明公开了一种利用光合细菌处理大豆加工废水并实现废水资源化的方法，属于废水处理技术领域。本发明首先向大豆加工废水中投加小分子碳源物质到终浓度为400～1200mg/L和小分子氮源物质到终浓度为200～2000mg/L;再调节废水的pH值为7.0～9.0;然后向废水中投加处于对数生长期的类球红细菌到终浓度为400～1500mg/L;在25～30℃下处理96～120小时;处理过程中向废水中微曝气，并控制大豆加工废水中溶解氧浓度在0.5～1.0mg/L。本发明降低了能耗，简化了光合细菌污水处理工艺，产出了大量可直接综合利用的菌体资源，避免了二次污染问题，提高了污水资源化程度。
权利要求书
1.一种利用光合细菌处理大豆加工废水并实现废水资源化的方法，其特 征在于，所述的方法包括如下步骤：
首先向大豆加工废水中投加小分子碳源物质到终浓度为400~1200 mg /L以及小分子氮源物质到终浓度为200~2000 mg/L;
再调节大豆加工废水的pH值为7.0~9.0;
然后向大豆加工废水中投加类球红细菌到终浓度为400~1500 mg/L;
处理条件为自然光照，处理温度为25~30℃，处理时间为96~120小时; 处理过程中通过曝气泵向大豆加工废水中进行微曝气，使用流量计控 制曝气强度，并使用溶解氧仪实时监测，控制大豆加工废水中溶解氧 浓度在0.5~1.0 mg/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的大豆加工废水的化学 需氧量为8000~30000 mg/L，总氮为70~80 mg/L，总磷为40~50mg/L ，溶解性有机碳为200~250mg/L，pH值为4.0~6.0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的小分子碳源物质是葡 萄糖、果糖、酒石酸钾钠、琥珀酸、琥珀酸钠、苹果酸、酒石酸、甘 油、酵母膏浸提物、乙醇、乙酸钠、丙酮酸、乳酸、甘露糖醇中的一 种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的小分子氮源物质是硫 酸铵、氯化铵、谷氨酸、蛋白胨、天冬氨酸和尿素中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的类球红细菌处于对数 生长期。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的类球红细菌属于光合 细菌中的Rhodobacter Sphaeroides属，购自中国普通微生物菌种保 藏管理中心，保藏编号为CGMCC No.1.2174。
说明书
利用光合细菌处理大豆加工废水 并实现废水资源化的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种利用光合细菌处理大豆 加工废水并实现废水资源化的方法。
背景技术
大豆加工废水是食品加工行业中排放量较大的一类废水。大豆加工废 水无毒无害，富含大量的多糖、蛋白质以及纤维素等大分子营养物质 。已知的大豆加工废水处理方法有混凝沉淀、催化氧化、物化-水解酸 化-接触氧化法、升流式厌氧污泥床等，但这些方法在使用过程中会产 生大量剩余污泥，其处理处置费用高，资源化程度低，易造成二次污 染。
使用光合细菌处理大豆加工废水能够同时实现废水中污染物的去除和 资源的回收。光合细菌的生存条件宽泛，其有两套能量代谢体系，能 够在光照厌氧与黑暗好氧条件下生存，同化低分子有机物从而实现污 染物的去除;同时，光合细菌菌体无毒无害，可不经过处理直接被综 合利用于饲料加工等行业，具有资源化的巨大潜力。传统的光合细菌 污水处理工艺流程需要在光合细菌处理段之前加预处理段，目的是先 将废水中的一部分光合细菌不能直接利用的大分子物质转化为碳链较 短的、更容易被光合细菌利用的小分子物质，例如挥发酸等。目前通 用的预处理方法是厌氧消化法。虽然厌氧消化环节在整个工艺流程中 对污染物的去除有一定贡献，但对整个工艺也有一定的不利影响。首 先，厌氧消化法所使用的装置操作管理复杂，能耗较高，与现行国家 所倡导的低碳污水处理工艺主旨相违背;其次，厌氧法所引入的大量 厌氧菌容易对光合细菌造成感染，从而会削弱光合细菌的优势菌群地 位，降低光合细菌降解污染物的能力与工艺的资源化程度;最后，厌 氧法仍然会产生剩余污泥，不能避免二次污染。
发明内容
为解决传统光合细菌废水处理工艺中预处理流程带来的工艺复杂、污 水资源化程度低、二次污染严重等问题，本发明提出了一种利用光合 细菌处理大豆加工废水并实现废水资源化的方法。
所述的利用光合细菌处理大豆加工废水并实现废水资源化的方法包括 如下步骤：
首先向大豆加工废水中投加小分子碳源物质到终浓度为400~1200 mg /L以及小分子氮源物质到终浓度为200~2000 mg/L;
再调节大豆加工废水的pH值为7.0~9.0;
然后向大豆加工废水中投加处于对数生长期的类球红细菌到终浓度为 400~1500 mg/L;
处理条件为自然光照，处理温度为25~30℃，处理时间为96~120小时; 处理过程中通过曝气泵向大豆加工废水中进行微曝气，使用流量计控 制曝气强度，并使用溶解氧仪实时监测，控制大豆加工废水中溶解氧 浓度在0.5~1.0 mg/L。
其中，所述的小分子碳源物质为葡萄糖、果糖、酒石酸钾钠、琥珀酸 、琥珀酸钠、苹果酸、酒石酸、甘油、酵母膏浸提物、乙醇、乙酸钠 、丙酮酸、乳酸、甘露糖醇中的一种或多种;
所述的小分子氮源物质为硫酸铵、氯化铵、谷氨酸、蛋白胨、天冬氨 酸和尿素中的一种或多种;
所述的大豆加工废水是一种富含大分子多糖、蛋白质以及脂肪等大分 子碳源和氮源物质的废水，主要以颗粒营养物、胶体等大分子物质状 态存在;大豆加工废水的化学需氧量(COD)为8000~30000 mg/L，总 氮(TN)为70~80 mg/L，总磷(TP)为40~50mg/L，溶解性有机碳( DOC)为200~250mg/L，pH值为4.0~6.0;
本发明使用的类球红细菌属于光合细菌中的Rhodobacter Sphaeroid es属，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区 北辰西路1号院中科院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC No.1.217 4。
本发明的有益效果为：
本发明提供的利用光合细菌处理大豆加工废水并实现废水资源化的方 法能极大地提高污水处理效率，实现污水资源化。最终污水中的COD与 蛋白质去除 率可以分别达到90%以及85%以上，菌体增长率为200%~600%，比传统的 光合细菌污水处理方法中COD去除率以及菌体产量高20~40%以及200~7 00%。
本发明除了向大豆加工废水中投加小分子碳源物质琥珀酸钠之外，为 了增加光合细菌利用污水中大分子氮源物质的能力，还向大豆加工废 水中添加了小分子氮源物质硫酸铵，为光合细菌的生长提供初始的碳 源、氮源与能源。合适的光照、氧气条件增强了光合细菌的细胞活性 ，刺激降解大分子物质的关键酶产生，从而使大豆加工废水中的多糖 、蛋白质以及脂肪等大分子物质进一步被光合细菌利用，实现大豆加 工废水中大分子物质的降解及转化。这种方式更有利于光合细菌降解 污染物并且提高光合细菌菌体产量。因此，在解决剩余污泥的处理处 置、二次污染等问题的同时产生了大量的、可用于种植业、牧业与渔 业的有用菌体资源。
此外，本发明采用自然光光照加微量曝气的手段，将废水中的溶解氧 含量控制在0.5~1.0 mg/L，比传统光合细菌污水处理工艺节省了能耗 。该方法操作简便，能够省略传统光合细菌污水处理工艺流程的预处 理段，从而简化工艺流程;与此同时，本发明还能够提高废水处理效 率与废水的资源化程度、避免二次污染等环境问题。