申请日 20200731
公开（公告）日 20201103
IPC分类号 C02F3/34
摘要
本发明涉及一种运行周期长，生物活性高的用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒、制备方法及应用，包括功能性菌株与固定化载体材料。本发明将功能菌微生物、固定化载体混合形成固态的微生物颗粒，固定化载体壳聚糖可作为餐厨废水中对油脂提供附着面，该种功能性微生物对餐厨废水中油脂的去除效果，相较于物理、化学以及游离态菌株，微生物固定化技术可以维持反应器内微生物的高活性和高浓度，微生物细胞生长停滞时间短、反应快、细胞多、微生物流失少以及可重复并长期利用等特点，使用时，将固定化微生物颗粒投入含油污水处理设施中即可，操作简单。
权利要求书
1.一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒，其特征在于，包括功能性微生物菌株与包埋固定化载体材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒，其特征在于，所述功能性微生物为降解油脂菌种。
3.根据权利要求1所述的一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒，其特征在于，所述包埋固定化载体材料为壳聚糖，由甲壳素脱乙酰化而得到的天然高分子聚合物。
4.根据权利要求1所述的一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒，其特征在于，所述功能性微生物菌株的质量百分比为50％，所述包埋固定化载体材料的质量百分比为50％。
5.一种如权利要求1-4所述的用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1)：培育功能性微生物菌株种子溶液，离心保留菌体，并制备成菌悬液；
步骤2)：将灭菌后的壳聚糖溶液与步骤1)的菌悬液充分均匀混合，滴入碱性交联液中交联，形成固定化微生物颗粒；
步骤3)：用去离子水多次清洗步骤2)得到的固定化微生物颗粒，直至洗液呈中性，保存于生理盐水中备用。
6.根据权利要求5所述的一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
取降解油脂菌株LB培养液3mL的接种至已灭菌的200mL种子培养液中，于30℃，200r/min的摇床中培养24h；将培养好的种子培养液于离心管中离心5分钟，将离心好的菌种用已灭菌的去离子水清洗并制备成50mL的菌悬液。
7.根据权利要求5所述的一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2)包括：
称取4％的壳聚糖溶解于100mL的质量分数为1％的乙酸溶液中，将混合溶液于115℃条件下高压灭菌30分钟，将步骤1)的菌悬液与冷却后的混合溶液充分混合，用注射器将其逐滴滴入0.25mol/L的氢氧化钠溶液中交联4小时得到固定化微生物颗粒。
8.一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒的应用，其特征在于，将用于含油污水的固定化微生物颗粒投加入净化槽中，所述含油污水处理的固定化微生物颗粒的加入量为3％；所述含油污水处理的固定化微生物颗粒为权利要求1-4所述的用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒。
说明书
一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒、制备方 法及应用
技术领域
本发明涉及生物处理污水技术领域，尤其涉及一种运行周期长，生物活性高的用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒、制备方法及应用。
背景技术
近几年来，随着经济日益飞速增长，人民的素质与生活水平的不断提高，大众对人文素质与自然环境的要求愈发严格。古语有云：“民以食为天”，现下庞大的人口基数和餐饮行业的蓬勃发展，导致我国每年产生的餐厨污水高至上亿吨，且该数据呈日益增长的态势，而中餐在制作过程中大都使用大量的动物油与植物油，这就意味着我国的餐厨废水中的油脂、粗脂肪含量远远高于其他国家，加之大众对保护环境的觉悟较低，底层工作人员环保宣传力度不足且工作成效低，导致未经处理的餐厨废水乱排乱放的现象屡见不鲜，加剧了餐厨废水的对环境的污染。
含油污水中污染物种类繁杂，且大多处于胶体物质形式，较小部分悬浮在废水中，其中包含多种多样的动植物油，浊度大，盐分高，COD和BOD5浓度大，属于高浓度有机废水，致使其中富余的油脂不易被降解。未经处理的餐厨废水排放到水体中，造成水体富营养化，破坏水体生态环境，致使水体发黑、散发恶臭；排放至土壤中时，其中所含的油脂可能会引起土壤板结，破坏土壤层的颗粒结构，降低土壤质量。
对油脂类污染的废水的处理方法主要有三种：物理法、化学法、和生物法。像盐析、电解、膜分离等物理化学方法，具有投资大，占地广，需特殊设备等诸多缺点。同时这类方法不能有效的处理油脂垃圾，还存在产生二次污染的危险。与此相比，生物处理法则是利用生物主要是微生物，将油脂作为微生物生长所需的碳源和能源，对油脂进行转移和转化，在酶的催化下将其水解成甘油、脂肪酸,最后降解为H2O、CO2等。与物理化学方法相比，生物处理法具有成本低、占地面积少、不需要特殊设备、不会带来二次污染等优点。并且生物处理法主要依靠微生物，而微生物具有来源广、易培养、繁殖速度快、环境适应性强等优点，因此生物处理法在处理油脂垃圾方面发挥着越来越大的作用。目前,日本、欧美一些发达国家已将油脂降解菌应用到生物垃圾降解、含油废水的处理、洗涤用酶和生物柴油的生产等多项领域，而我国在这些方面的应用尚待加强。
目前，国内外对于处理厨余垃圾的研究主要围绕固液分离处理处置技术与资源化利用等方面而展开，有关厨余垃圾的废弃液的水油分离处理技术鲜有报导，而相对于发达国家，国内关于含油废水的研究起步较晚。在传统的废水生物处理工艺中，微生物通常以悬浮态生长在水中，因而易于从反应器中流失。
发明内容
本发明的目的是提供了一种用于去除餐厨废水中油脂的固定化微生物颗粒，该固定化微生物颗粒的运行周期长，生物活性高，对餐厨废水处理过程中的除油效率及处理负荷有显著效果，制备流程简单，可直接投放到餐厨废水处理设备中使用。
本发明的另一个目的是提供上述固定化微生物颗粒的制备方法。
本发明的另一个目的是提供固定化微生物颗粒的应用。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒，包括功能性菌株与固定化载体材料。
于本发明一实例中，所述功能性微生物是一种新型的降解油脂菌种；所述固定化载体壳聚糖是甲壳素脱乙酰化而得到的一种天然高分子聚合物。
于本发明一实施例中，所述降解油脂菌株的质量百分比为50％，所述固定化载体质量百分比为50％。
本发明还提供一种用于处理餐饮废水中油脂降解的固定化微生物颗粒的制备方法，用于上述的用于餐厨废水处理的固定化微生物颗粒的制备，具体制备方法如下：
步骤1)：培育功能性微生物菌株种子溶液，离心保留菌体，并制备成菌悬液；
步骤2)：将灭菌后的壳聚糖溶液与步骤1)的菌悬液充分均匀混合，滴入碱性交联液中交联，形成固定化微生物颗粒；
步骤3)：用去离子水多次清洗步骤2)得到固定化微生物颗粒，直至洗液呈中性，保存于生理盐水中备用。
于本发明一实施例中，所述步骤1)包括：
将3mL的同步硝化反硝化菌种接种于已灭菌的200mL种子培养液中，在30℃，200r/min条件下振荡培养24h，将培养好的菌液装于离心管中离心5min，将离心好的菌种用已灭菌的去离子水清洗并制备成40mL的菌悬液。
于本发明一实施例中，所述步骤2)包括：
称取4％的壳聚糖溶解于60mL的质量分数为1％的乙酸溶液中，在115℃条件下灭菌30分钟，冷却后与制备好的菌悬液充分混合，并将混合液逐滴滴入0.25mol/L的氢氧化钠溶液中交联4小时。
于本发明一实例中，所述功能性微生物菌株、壳聚糖、乙酸、灭菌去离子水总量的质量比为50：4:1:45。
本发明提供一种用于餐厨废水处理的固定化微生物颗粒的应用，将上述的用于降解油脂的固定化微生物颗粒投加如含油污水池中，所述降解油脂的固定化微生物颗粒的投加质量为3％。
本发明的有益效果是：本发明提供一种用于餐厨废水中降解油脂的固定化微生物颗粒、制备方法及其应用，将功能菌微生物、固定化载体材料混合形成固态的微生物颗粒，固定化载体壳聚糖可作为餐厨废水中对油脂提供附着面，功能性微生物对餐厨废水中油脂的去除效果，相较于物理、化学以及游离态菌株，微生物固定化技术可以维持反应器内微生物的高活性和高浓度，微生物细胞生长停滞时间短、反应快、细胞多、微生物流失少以及可重复并长期利用等特点，使用时，将固定化微生物颗粒投入含油污水处理设施中即可，操作简单。
发明人 （郑展望;潘碧文;屈瑾;李依依;陈银燕;）