[发明专利]利用养殖废水和剩余活性污泥生产微生物絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理处置技术领域，具体涉及一种采用两步发酵工艺，利用养殖废水和剩余活性污泥生产微生物絮凝剂的方法，本发明所选用的微生物絮凝剂生产菌为红平红球菌。

背景技术

长期以来，以铁盐、铝盐及其聚合物为代表的无机絮凝剂和以聚丙烯酰胺及其衍生物为代表的有机高分子絮凝剂，被成功应用于工业废水处理、饮用水净化、污泥脱水、食品加工和发酵工业中。尽管无机絮凝剂和有机絮凝剂具有良好的絮凝效果，而且成本低，但是它们在使用过程中对人体和环境造成了不可忽略的危害和污染。研究表明，铝盐不仅可诱发阿尔茨海默氏病，而且大量使用会导致污泥机械脱水困难；铁盐不仅具有很强的腐蚀性，而且大量使用会增加处理水的色度，影响水质；聚丙烯酰胺是一种强致癌物，具有强烈的神经毒性，而且难以生物降解。这些缺点极大地限制了无机絮凝剂和有机絮凝剂在废水处理中的广泛应用。

微生物絮凝剂是微生物在生长过程中产生的可生物降解的代谢产物，具有高效、无毒、无二次污染等优点，有良好的除浊、脱色、降解有机物的性能。目前，国内外对产絮微生物和微生物絮凝剂的报道越来越多，如：邓叔波等人采用曲霉寄生菌生产的絮凝剂对印染废水具有高效的脱色性能，李忠等人采用枯草芽孢杆菌生产的絮凝剂在低温饮用水处理中取得了较好的效果。

虽然许多微生物絮凝剂已逐渐替代无机絮凝剂和有机絮凝剂应用于污水处理领域，但微生物絮凝剂生产成本高、生产效率低依然是限制其在实际水处理中广泛应用的最大因素。因此，利用廉价的替代培养基生产微生物絮凝剂，合理优化发酵条件，能有效地解决生产成本高、生产效率低、絮凝能力低等问题，为生物絮凝剂在实际工程中的广泛应用和工业产业化提供契机。近年来，已陆续报道利用廉价培养基生产絮凝剂的研究，如：刘晖等研究了青霉菌利用酱油废水生产微生物絮凝剂，该生物絮凝剂处理高岭土悬浊液的最佳用量为10～15ml/L；周旭等采用假单胞菌CX-4利用鱼粉加工废水生产絮凝剂，存在絮凝剂生产效率低的缺陷，絮凝剂产量仅为0.612g/L；中国专利CN101225405A公开了克雷伯氏菌利用淀粉和复合氮源生产微生物絮凝剂的方法，该微生物絮凝剂可与金属离子复配使用，使絮凝剂用量降低2～4倍，但在生产过程中存在以下缺陷：所述的克雷伯氏菌种子液制备技术实施有困难；所复配的含钙离子溶液和含铝离子溶液用量大，一般为2～4ml15～20g/L的含钙离子溶液和2～4ml 2～4g/L的含铝离子溶液；生物絮凝剂的产量较低。中国专利CN101948183A公开了酱油曲霉菌利用啤酒废水、糖蜜废水和味精废水等替代培养基生产微生物絮凝剂的方法，该絮凝剂可与PAC复配使用，对电镀废水中的Cu²⁺、Ni²⁺有一定的去除作用，但是在生产过程中存在以下缺陷：种子培养基的碳源用量较大(30g/L)；替代培养基需要外加碳源量也较大(10g/L)；絮凝率只可以达到73.9％；絮凝剂的产量较低，仅为1.5～2.1g/L。

针对以上技术缺陷，本发明利用富含N、P、K的养殖废水和富含有机质的污水处理厂剩余活性污泥生产微生物絮凝剂，一方面，碳源、氮源来源更加广泛，且更加廉价，使得生产絮凝剂成本大大降低，废物综合利用，更容易实现絮凝剂生产的工业化；另一方面，与其它污泥资源化途径相比，利用污泥生产微生物絮凝剂，污泥资源化附加值更高。

发明内容

本发明在于提供一种采用两步发酵工艺，利用养殖废水和剩余活性污泥生产微生物絮凝剂的方法。本发明所选用的微生物絮凝剂生产菌为红平红球菌。本发明公开的微生物絮凝剂的生产方法如下：

1.选用红平红球菌作为微生物絮凝剂生产菌；

2.菌株的种子培养：将菌株从斜面保藏培养基接种到种子培养基中，于28～32℃、110～130rpm的条件下培养24～30h，获得种子液；

3.污泥预处理：将污泥处理厂剩余活性污泥浆液置于60～100℃条件下恒温热处理30～40min，使污泥细胞破碎；

4.发酵培养基的制备：将养殖废水与上述预处理后的活性污泥按照体积比1∶5～1∶8混合，高压灭菌；

5.两步发酵工艺：将种子液按1～2％的接种量接种至发酵培养基，采用两步发酵工艺发酵，即将发酵工艺分为两个阶段：第一阶段，33～36℃、140～160rpm的条件下发酵24h，第二阶段，28～32℃、110～130rpm的条件下发酵30～48h，得到发酵液；