申请日2018.04.16
公开(公告)日2018.10.02
IPC分类号C12N1/12; C12P5/02; C12R1/89
摘要
本发明公开了一种利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法。本发明方法包括如下步骤：以酒糟废水作为发酵底物，加入活性污泥进行发酵，发酵结束后，得到发酵液;将微藻接种于培养基中进行培养;将培养后的微藻接种于发酵液中进行异养培养，得到微藻。本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理，既可以培养微藻，酒糟废水发酵过程中产生的气体可做燃气，还将有机物质进一步分解供微藻培养利用，节约了微藻培养的资源，同时，经过处理的酒糟废水中的大颗粒被分解，变得澄清透明，便于后续废水排放的处理工作。
权利要求书
1.一种利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以酒糟废水作为发酵底物，加入活性污泥进行发酵，发酵结束后，得到发酵液;
(2)将微藻接种于培养基中进行培养;
(3)将步骤(2)所述培养后的微藻接种于步骤(1)所述发酵液中进行异养培养，得到微藻;
其中，步骤(1)所述活性污泥的制备方法是：从污水处理厂采取新鲜污泥，去除大颗粒杂质和垃圾后，沉淀30min以上并隔除杂质，去掉上清液，然后加入稀释50%的酒糟废水进行厌氧预培养5h后，去掉上清液，得到活性污泥。
2.根据权利要求1所述的利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述发酵的温度为29±1℃，所述发酵的时间为16～68h。
3.根据权利要求1所述的利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述培养基包括如下组分：NH4Cl 600mg/L，KH2PO470mg/L，K2HPO488mg/L，MgSO4·7H2O 80mg/L，CaCl 50mg/L。
4.根据权利要求1所述的利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述培养是光照条件下静置培养，光照强度为3000～4500Lux，每天振荡3～4次，培养温度为20～30℃，培养6天。
5.根据权利要求1所述的利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述异养培养是在15～30℃下培养5天。
6.根据权利要求1所述的利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，将步骤(1)所述发酵过程中产生的气体收集起来，当步骤(3)所述异养培养完成后，通入所述气体，进行自养培养。
7.根据权利要求6所述的利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其特征在于，所述自养培养的温度为15～30℃，光照强度为4000～8000Lux，培养7天。
说明书
一种利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法
技术领域
本发明属酒糟废水处理技术和环保技术领域，更具体地说，本发明涉及一种利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法。
背景技术
酒渣废糟液废水是酿酒过程中大量产生的废水，其特点是COD、氮磷含量高，可生化性好，如不处理会严重影响水环境安全。在人们对废糟液净化方法的长期探索和实验中，逐步形成了厌氧-好氧生物降解法为主的污水净化系统。厌氧-好氧生物降解法，高浓度有机废水在厌氧条件下，将大分子有机物降解成为乙酸、乙醇、二氧化碳和氢气等化合物，再由甲烷菌将其转化成为甲烷。厌氧条件处理下COD值大幅下降后，经过曝气处理后，废水COD值基本上可以满足国家排放标准。厌氧-好氧生物降解法也成世界范围内废糟液处理的主要方法。但是随着处理成本与废水资源化发展，这种处理技术存在去除N、P等方面效果较差，产生的甲烷气体回收储藏利用较难，成本较高等缺点。
微藻指的是一类体积小，结构简单，生长迅速、适应性强绝大多数可以进行光合自养的低等植物。其营养方式大部分为光能自养，但是也存有大量的化能异养型。微藻细胞往往还会含有多种蛋白质、抗生素、维生素、脂肪酸等具有保健和药理作用的生物活性物质，具有开发高附加值产品的应用潜力。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术中存在的上述不足，提供一种微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法，其包括如下步骤：
(1)以酒糟废水作为发酵底物，加入活性污泥进行发酵，发酵结束后，得到发酵液;
(2)将微藻接种于培养基中进行培养;
(3)将步骤(2)所述培养后的微藻接种于步骤(1)所述发酵液中进行异养培养，得到微藻;
其中，步骤(1)所述活性污泥的制备方法是：从污水处理厂采取新鲜污泥，去除大颗粒杂质和垃圾后，沉淀30min以上并隔除杂质，去掉上清液，然后加入稀释50%的酒糟废水进行厌氧预培养5h后，去掉上清液，得到活性污泥。
作为本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法的一种优选技术方案，步骤(1)中，所述发酵的温度为29±1℃，所述发酵的时间为16～68h。
作为本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法的一种优选技术方案，步骤(2)中，所述培养基包括如下组分：NH4Cl 600mg/L，KH2PO470mg/L，K2HPO488mg/L，
MgSO4·7H2O 80mg/L，CaCl 50mg/L。
作为本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法的一种优选技术方案，步骤(2)中，所述培养是光照条件下静置培养，光照强度为3000～4500Lux，每天振荡3～4次，培养温度为20～30℃，培养6天。
作为本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法的一种优选技术方案，步骤(3)中，所述异养培养是在15～30℃下培养5天。
作为本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法的一种优选技术方案，将步骤(1)所述发酵过程中产生的气体收集起来，当步骤(3)所述异养培养完成后，通入所述气体，进行自养培养。
作为本发明利用微藻对酒糟废水进行资源化处理的方法的一种优选技术方案，所述自养培养的温度为15～30℃，光照强度为4000～8000Lux，培养7天。
其中，本发明所述微藻可选择驯化后的自养型淡水微藻，可于各大藻种保藏中心或通过市售购买得到，具体可选择小球藻、栅藻或螺旋藻。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过发酵酒糟废水，产生甲烷，即沼气的主要成分，可将其收集作为燃气。
(2)本发明通过发酵酒糟废水，使其中的大颗粒分解，废水变得澄清透明，便于后续废水排放处理工作。
(3)本发明通过发酵酒糟废水，其中的大分子有机物转化为小分子，且发酵过程产生二氧化碳，可进一步给微藻的生长提供营养物质，节约了微藻培养的成本。
(4)本发明方法将发酵过程和微藻培养两个阶段相结合，既可培养得到高生物量、高油脂含量的微藻，又可得到燃气，还可为微藻生长提供营养物质，使酒糟废水变废为宝，减少了环境污染，实现了酒糟废水的资源化利用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明，实施例的参数、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
实施例1
步骤一：酒糟液发酵。以500g酒糟液为发酵底物，装填于反应装置中，接种按体积比为15%活性污泥(取自污水处理厂)后开始发酵，温度控制在29±1℃，产生的气体收集在2.5L的储气罐中，发酵30h后，将发酵产物经澄清进行固液分离。经检测，在此过程中产气量约200ml/d，其中甲烷含量为50%，其他气体为二氧化碳、硫化氢等。
活性污泥的制备：从污水处理厂采取新鲜污泥()g，去除大颗粒杂质和垃圾后，沉淀30min以上并隔除杂质，去掉上清液，然后加入稀释50%的酒糟液()g进行厌氧预培养5h后，去掉上清液，得到活性污泥。
步骤二：藻种的培养：采用的藻种为pirulirua plalensi(购自美国明尼苏达大学藻种保藏中心，UTEX 3680)。培养基成分为NH4Cl 600mg/L，KH2PO470mg/L，K2HPO488mg/L，MgSO4·7H2O 80mg/L，CaCl250mg/L，接种量10%时，微藻在该培养基中总油脂含量可达细胞干重的30%以上，为富油微藻。该藻已经实验证实可以在产酸发酵所得液体中生存。具体操作为：将培养基分别加入到锥形瓶(具透气封口膜)中，经过121℃灭菌后经无菌操作接入藻种，然后置于光照培养箱中静置培养，每天震荡3次，培养温度为25℃，光照强度为3000Lux(日光灯)，培养6天。
步骤三：异养培养：取固液分离后的上清液至发酵培养装置中，按照10%接种量(藻种OD680为0.8)接入上述培养所得藻种后进行培养。培养条件为温度28℃，通气搅拌培养5天后取样测定生物量为15g/L，油脂含量为31%。
实施例2
本实施例是在实施例1的步骤三异养培养之后，继续进行自养过程，具体步骤是：
将异养培养后的微藻置于罐式光生物反应器中，循环通入储存气罐中的混合气进行自养培养，培养条件为温度25℃，光照强度为5000Lux，7天后测定微藻生物量16g/L，油脂含量为33%。
实施例3
步骤一：酒糟废液发酵。以500g酒糟废液为发酵底物，装填于反应装置中，接种25%活性污泥(取自沼气池)后开始发酵，温度控制在29±1℃，产生的气体收集在储存气罐中，发酵68h后，将发酵产物经澄清。经检测，在此过程中产气量约250ml/d，其中甲烷含量为50%，其他气体为二氧化碳、硫化氢等。其余步骤同实施例1中的步骤二，5天后取样测定生物量为17g/L，油脂含量为36%。
实施例4
步骤一：酒糟废液发酵。以2L酒糟废液为发酵底物装填于反应装置中，接种20%活性污泥(取自沼气池)后开始发酵，温度控制在29±1℃，产生的气体收集在储气罐中，发酵16h后，将发酵产物经澄清进行固液分离。经检测，在此过程中产气量约120ml/d，其中甲烷含量为40%，其他气体为二氧化碳、硫化氢等。其余同实施例1中的步骤二，5天后取样测定生物量为12g/L，油脂含量为33%。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。