CN103725620A - 一种处理高浓度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理高浓度分散式生活污水的活性污泥酵母，所述活性污泥酵母附着在载体材料上，并经发酵、压滤、烘干，最后压制成可长期稳定保存的活性污泥酵母粒。本发明公开了活性污泥酵母的制备方法，其特征包括以下步骤：以荞麦粉和葛粉1:1混合为原料，经蒸煮灭菌、接种厌氧活性污泥、发酵、压滤、烘干，最后压制成粒状。本发明还公开了活性污泥酵母的应用，利用活性污泥酵母处理高浓度分散式生活污水，其特征在于包括以下步骤：将所述活性污泥酵母加入至高浓度分散式生活污水中，反应器内保持厌氧环境，沉淀出水，回收剩余污泥用作饲料或堆肥。本发明所述活性污泥酵母可长期保存两年以上，且处理效率高、效果稳定，可用于废水处理，尤其是高浓度分散式生活污水厌氧生物处理；本发明所提供的制备方法和应用简便，成本低廉，可在高浓度分散式生活污水处理中广泛推广应用。

Description

一种处理高浓度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及环境保护中污水处理技术领域，具体涉及处理高浓度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，我国经济快速发展和城市化进程不断加快，水污染问题日益严重，不仅影响人们的生活质量和身心健康，还严重制约着我国经济社会的可持续发展。

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理技术，主要利用活性污泥的吸附和生物氧化作用，去除废水中的有机物质，从而使废水得以净化。在充氧条件下，培养驯化具有活性的微生物絮凝体被称为活性污泥。

活性污泥法包括好氧活性污泥法和厌氧活性污泥法。厌氧活性污泥法是一种低成本、将废水处理和能源回收与利用相结合的废水处理技术。厌氧活性污泥是由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒，由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物，其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。废水中的有机物经厌氧生物处理最终转化为甲烷、二氧化碳和水等，主要包括水解、酸化、产乙酸和产甲烷四个阶段，这些过程并非由一种微生物完成，而是经大量微生物的协同作用实现。参与细菌主要有水解细菌、酸化发酵菌、产乙酸菌和产甲烷菌等，而有机物的去除是由产酸菌和产甲烷菌两大类微生物来完成的。

厌氧生物处理技术已经历百余年发展，随着人们对厌氧生物处理认识的不断加深，各种高效的厌氧反应器不断涌现，如升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧内循环反应器（IC）、膨胀颗粒污泥床（EGSB）和两相厌氧工艺等，已为多种工业和生活污水的处理提供了重要手段，并成为处理高浓度有机废水的主导技术。

近年来，活性污泥法取得突破性进展，然而，由于活性污泥对环境条件要求苛刻，且不便携带运输和长期保存，不适用于分散式污水的处理，如何大量、长期地保存活性污泥成为限制活性污泥法工艺发展与推广应用的一大难题。

发酵细菌为一种混合菌，一般包括芽孢菌、酵母菌、乳酸菌等等有益菌类。酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和缺氧环境中均能生存，属于兼性厌氧菌。在有氧环境中，酵母菌可将葡萄糖转化为水和二氧化碳。而在缺氧条件下，发酵型的酵母可将糖类转化成为二氧化碳和乙醇（俗称酒精）来获取能量。因酵母菌属于单细胞真核生物，易于培养且生长迅速，能形成很好的絮体，且具有污泥负荷高、剩余污泥可回收作饲料等优点，其可用于废水处理，尤其是高浓度分散式生活污水的厌氧生物处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服目前活性污泥对环境条件要求苛刻，不易长期、大量和分散式保存等难题，提供一种可长期稳定保存的活性污泥酵母，该活性污泥酵母保存量大、保存时间长，且易于携带运输、处理效率高，并提供一种操作简单、成本低廉的活性污泥酵母制备方法以及活性污泥酵母在高浓度分散式生活污水厌氧生物处理中的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种活性污泥酵母，所述厌氧活性污泥接种在灭菌后的载体材料上，经过发酵、压滤、烘干，并压制成粒状。

本发明还提供了一种活性污泥酵母的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）蒸煮灭菌：对载体材料原料蒸煮；

（2）接种：向灭菌后的原料中接种酵母菌；

（3）淀粉发酵：将淀粉好氧发酵成麦芽糖、葡萄糖等；

（4）酵母发酵：对活性污泥酵母进行厌氧发酵；

（5）压滤：将发酵后的混合物进行真空压滤，获得活性污泥酵母湿菌体；

（6）烘干：在流化床和沸腾床中快速烘干；

（7）压制：将烘干后的活性污泥酵母压制成粒状。

所述载体材料原料以荞麦粉和葛粉1:1混合为原料。

所述蒸煮灭菌操作温度为116～117℃，灭菌时间为4.4～4.5小时。

所述淀粉发酵操作温度为29～30℃，发酵时间为9.2～9.5小时。

所述酵母发酵操作温度为35～36℃，发酵时间为45～50分钟。

所述烘干操作温度为53～55℃，产品含水量5.2～5.3%。

本发明通过将厌氧活性污泥附着在载体材料上并经烘干，得到可长期保存的活性污泥酵母。所述载体材料不仅能为活性污泥提供厌氧环境，还能为活性污泥提供营养源，使活性污泥能长期存活两年以上。所述活性污泥酵母在干燥环境中能长期保存，在水中能迅速溶解，形成活性污泥。所述活性污泥在厌氧环境中可对有机废水进行厌氧生物处理，出水效果好、处理效率高，且处理过程中产生的剩余污泥可回收用于制作饲料或堆肥。

本发明还提供了一种活性污泥法酵母的应用，利用活性污泥酵母处理高浓度分散式生活污水，其特征在于，包括以下步骤：

（1）向厌氧生物反应器中加入高浓度分散式生活污水；

（2）将所述活性污泥酵母加入至高浓度分散式生活污水中；

（3）反应器保持密闭并搅拌运行40～42小时，以降解废水中的有机物；

（4）完成进行污水处理，静置沉淀0.5小时，排出上清液水；

（5）重复步骤（1）操作，或回收剩余污泥用作饲料或堆肥。

所述高浓度分散式生活污水为2450mg/L≤COD≤2718mg/L时，活性污泥酵母对有机废水具有良好的处理效果。

本发明的有益效果：本发明所述活性污泥酵母便于携带运输和长期保存，且处理效率高，所产生的剩余污泥可回收用作饲料或堆肥，不仅能有效防止废水对水体和环境人类健康的危害，还能有效解决活性污泥难以长期存放的难题；本发明所述活性污泥酵母制备方法简单，成本低廉，可在高浓度分散式生活污水厌氧生物处理中广泛推广应用。

具体实施方式

本发明提供了一种处理高浓度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制备方法与应用，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1：一种本发明的活性污泥酵母，所述活性污泥接种在灭菌后的载体材料上，经过发酵、压滤、烘干等工序，最后压制成活性污泥酵母粒，将所得活性污泥酵母粒溶解在处理高浓度分散式生活污水中，并进行厌氧搅拌，从而达到处理高浓度分散式生活污水的目的。

上述活性污泥酵母的制备方法，包括以下步骤：

（1）蒸煮灭菌：以荞麦粉和葛粉1:1混合为原料蒸煮，操作温度116℃，灭菌时间4.5小时；

（2）接种：向灭菌后的小麦原料中接种酵母菌；

（3）淀粉发酵：将淀粉好氧发酵成麦芽糖、葡萄糖等，操作温度为29℃，发酵时间为9.2小时；

（4）酵母发酵：对酵母进行厌氧发酵，操作温度为35℃，发酵时间为50分钟；

（5）压滤：将发酵后的混合物进行真空压滤，获得活性污泥酵母湿菌体；

（6）烘干：在流化床和沸腾床中快速烘干，操作温度53℃，产品含水量5.3%；

（7）压制：将烘干后的活性污泥酵母压制成酵母粒。

上述活性污泥酵母的应用，包括以下步骤：

（1）向事先准备好的厌氧生物反应器加入高浓度分散式生活污水；

（1）将所述活性污泥酵母加入至高浓度分散式生活污水中；

（2）反应器内保持密闭，并搅拌运行40小时；

（3）静置沉淀0.5小时，排出上清液；

（4）重复步骤（1）操作，或回收剩余污泥用作饲料。

实施例2：一种本发明的活性污泥酵母，所述活性污泥接种在灭菌后的载体材料原料上，并经过发酵、压滤、烘干，并压制成粒状，将其投入至高浓度分散式生活污水中，并进行厌氧搅拌，以完成高浓度分散式生活污水的净化。

上述活性污泥酵母的制备方法，包括以下步骤：

（1）蒸煮：以荞麦粉和葛粉1:1混合为原料蒸煮，操作温度117℃，灭菌时间为4.4小时；

（2）接种：向蒸煮好的糯米原料中接种酵母菌；

（3）淀粉发酵：将淀粉好氧发酵成麦芽糖、葡萄糖等，操作温度为30℃，发酵时间为9.2小时；

（4）酵母发酵：对酵母进行厌氧发酵，操作温度为36℃，发酵时间为45分钟；

（5）压滤：将发酵后的混合物进行真空压滤，获得活性污泥酵母湿菌体；

（6）烘干：在流化床和沸腾床中快速烘干，操作温度55℃，产品含水量5.2%；

（7）压制：将烘干后的活性污泥酵母压制成粒状。

上述活性污泥酵母的应用，包括以下步骤：

（1）向厌氧生物反应器中加入高浓度分散式生活污水；

（2）将所述活性污泥酵母加入至高浓度分散式生活污水中；

（3）反应器内保持厌氧环境，并搅拌42小时，降解污水中的有机物；

（4）静置沉淀0.5小时，排出上清液水；

（5）重复步骤（1）操作，或回收剩余污泥用作堆肥。

Claims (10)

1.一种处理高浓度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制备方法与应用，其特征在于：所述活性污泥接种在灭菌后的载体材料原料上，经过发酵、压滤、烘干，最后压制成可长期稳定保存的活性污泥酵母粒。

2.根据权利要求1所述的活性污泥酵母，其特征在于所述活性污泥为厌氧活性污泥。

3.根据权利要求1所述的活性污泥酵母，其特征在于所述载体材料以荞麦粉和葛粉1:1混合为原料。

4.根据权利要求1所述的活性污泥酵母的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）蒸煮灭菌：以荞麦粉和葛粉1:1混合为原料蒸煮；

（2）接种：向灭菌后的原料中接种厌氧活性污泥；

（3）淀粉发酵：将淀粉好氧发酵成麦芽糖、葡萄糖等；

（4）酵母发酵：对活性污泥酵母进行厌氧发酵；

（5）压滤：将发酵后的混合物进行真空压滤，获得活性污泥酵母湿菌体；

（6）烘干：在流化床和沸腾床中快速烘干；

（7）压制：将烘干后的活性污泥酵母压制成粒状。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述蒸煮灭菌操作温度为116～117℃，灭菌时间为4.4～4.5小时。

6.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述淀粉发酵操作温度为29～30℃，发酵时间为9.2～9.5小时。

7.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述酵母发酵操作温度为35～36℃，发酵时间为45～50分钟。

8.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述烘干操作温度为53～55℃，产品含水量5.2～5.3%。

9.根据权利要求1或9所述的活性污泥酵母的应用，其特征在于：所述高浓度分散式生活污水COD浓度为2450mg/L≤COD≤2718mg/L时，活性污泥酵母对废水的处理效果良好。

10.根据权利要求1或9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

（1）向厌氧反应器中注入高浓度分散式生活污水；

（2）将所述活性污泥酵母投加到至高浓度分散式生活污水中；

（3）反应器内保持厌氧环境并搅拌40～42小时；

（4）静置沉淀0.5小时，排出上清液；

（5）重复步骤（1）操作，或回收剩余污泥用作饲料或堆肥。