CN112725244A - 一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的高效除臭菌剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,属于农业技术领域。该除臭菌剂中包括解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母,并可与植物乳杆菌和光合细菌进行复配,最优复配比例为1:2:2:2。本发明通过筛选具有去除马铃薯淀粉废水恶臭的功能除臭菌株,并进行多株除臭菌的复配,外加外源添加物红糖,从而彻底解决了马铃薯淀粉易产生恶臭的问题。本发明以淀粉废水为原料,发明的除臭菌剂从恶臭产生的源头上解决淀粉废水恶臭的问题,实用性较高,且经济高效。

Description

一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的高效除臭菌剂
技术领域
本发明涉及农业技术领域,特别是涉及一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的高效除臭菌剂。
背景技术
我国是世界上马铃薯淀粉产出量最大的国家,年产量约占世界85.9%,淀粉加工产生的废水对环境造成了严重的影响。马铃薯淀粉废水具有高COD、高浊度、高泡沫、易产生恶臭的特点,另外,有些淀粉废水中还含有一定的SO3 2-,SO4 2-,如将该废水直接排放到环境水体中,将对环境造成严重污染。
根据废水中的组成成分划分,淀粉废水主要可以分为2类:第1类废水主要受悬浮物的污染,还可能含有玉米、薯块、芽、草、叶、根等;第2类废水主要含有机化合物,如糖类和蛋白,相当浑浊,当新鲜时呈微碱性,过一段时间后,由于乳酸和丁酸发酵而变成酸性。第2类废水除了溶解的有机物外,还含有相当多的不溶解物质,如淀粉微粒、细胞、种芽小片以及纤维等,1m3淀粉蛋白质水中,含有约2.37kg糖分、0.256kg氮、0.83kg含硫蛋白物质、1.16kg胶类,以及有色物和起泡剂等,在发酵过程中,这些物质产生1.15kg二氧化碳、0.25kg氨和0.009kg硫化氢。
含蛋白质、脂肪、细微纤维的淀粉乳称作汁水,如果不把淀粉从这些汁水中分离出来,化学和酶促反应就会发生,在淀粉、蛋白质、脂肪之间产生稳定的络合物,汁水中含有的糖及其它营养物质会很快使微生物滋生繁殖起来,即汁液发酵,丁酸类细菌会产生醇类和有机酸类,其中主要是丁酸,丁酸具臭酸味,非现代化的淀粉厂发出的气味,一般就是酸发出的。
污水除臭技术在国外已经有几十年的运营经验,随着国内经济水平的提高和环保意识的加强,在国内也正开始兴起并走向蓬勃的趋势。目前,国内外主要的污水除臭技术有直接焚烧法、催化剂氧化法、高能离子法、热氧化法、化学反应法、活性炭吸附法、除臭溶液法、生物脱臭法、土壤脱臭法等,其优点是除臭效率较高,设备技术较为成熟,并且针对较为复杂的臭味,但是其缺点较大,设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染。而生物脱臭法操作简单处理成分多样,如硫化氢,硫醚硫醇,甲苯等等常见的都可处理,处理效率高,完全的环境友好,运行费用极低,基本上是风机费用和三四年一换的填料费用,是目前既环保,且经济效益又高的方法,其中,微生物除臭剂是当今的研究热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的高效除臭菌剂,以解决上述现有技术存在的问题,从而彻底解决马铃薯淀粉易产生恶臭的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明的目的之一是提供一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌和葡萄汁有孢汉逊酵母按照质量比1:1复配而成。
本发明的目的之二是提供一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母和植物乳杆菌按照质量比1:1:1复配而成。
本发明的目的之三是提供一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母、植物乳杆菌和光合细菌按照质量比(1-2):(1-2):(1-2):(1-2)复配而成。
进一步地,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母、植物乳杆菌和光合细菌按照质量比1:2:2:2复配而成。
进一步地,所述除臭菌剂中还添加有红糖。
进一步地,所述红糖的添加量为除臭菌剂质量的1-3%。
进一步地,所述红糖的添加量为除臭菌剂质量的2%。
本发明还提供一种上述除臭菌剂在去除马铃薯淀粉废水恶臭中的应用。
本发明公开了以下技术效果:
本发明为从根本上解决马铃薯淀粉废水易产生恶臭的问题,通过筛选具有去除马铃薯淀粉废水恶臭的功能除臭菌株,并进行多株除臭菌的复配,外加外源添加物红糖,从而彻底解决了马铃薯淀粉易产生恶臭的问题。
本发明以淀粉废水为原料,发明的除臭菌剂从恶臭产生的源头上解决淀粉废水恶臭的问题,实用性较高,且经济高效。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明筛选针对马铃薯淀粉废水恶臭的高效除臭菌,并进行菌株间的复配,测量其对淀粉废水COD、氨氮、嗅阈值、细菌数目的影响。
嗅阈值法是以水样被无臭水稀释到臭味刚好不被明显感知的临界点时的稀释倍数来表示臭味的大小,此方法所需设备简单、操作起来容易、检测范围较广,适用于检测从几乎无臭味的天然水到嗅阈值上千的工业废水,计算公式为TON=(A+B)/A,式中A为水样体积,单位mL,B为无臭水体积,单位mL。
本发明中马铃薯废水基础指标为COD:12000mg/L,氨氮:200mg/L,细菌总数为1.5×108/mL,嗅阈值1000;在上述马铃薯废水中,以废水为基准,添加质量分数如下的营养物质:葡萄糖3%,酵母浸膏1%,KH2PO40.5%,K2HPO4 0.5%,NaCl 0.4%。
本发明所用解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌来自淀粉废水中,葡萄汁有孢汉逊酵母来自酿酒葡萄表面,光合细菌来自淀粉加工所用水源中,光合细菌种类为胶状红长命菌。
一、本发明实验组菌种配制如下:
T1:解淀粉芽孢杆菌
T2:解淀粉芽孢杆菌+葡萄汁有孢汉逊酵母
T3:解淀粉芽孢杆菌+葡萄汁有孢汉逊酵母+植物乳杆菌
T4:解淀粉芽孢杆菌+葡萄汁有孢汉逊酵母+植物乳杆菌+光合细菌
T5:空白对照(不加菌)
其中,T2-T4组中菌种复配均为等质量比复配。
将T1-T4组菌种按照2%(V/V)加入上述马铃薯废水中,T5组不加菌马铃薯废水作为对照,于15℃,150r/min的摇床中发酵3d后,各处理检测结果见表1。
表1
Figure BDA0002952787240000051
Figure BDA0002952787240000061
由表1可以看出,解淀粉芽孢杆菌+植物乳杆菌+葡萄汁有孢汉逊酵母+光合细菌的复配对淀粉废水的降解效果最好。
二、以解淀粉芽孢杆菌为核心探究不同比例菌种的复配除臭效果
将解淀粉芽孢杆菌+植物乳杆菌+葡萄汁有孢汉逊酵母+光合细菌复配菌种制成OD600为1的菌悬液,以废水2%(V/V)的接种量接种,按不同配置质量比配制成T6-T10组,然后加入马铃薯淀粉废水中,在15℃,150r/min的摇床中发酵3d,测定其嗅阈值,结果如表2所示。
T6:解淀粉芽孢杆菌:植物乳杆菌:葡萄汁有孢汉逊酵母:光合细菌(1:1:1:1);
T7:解淀粉芽孢杆菌:植物乳杆菌:葡萄汁有孢汉逊酵母:光合细菌(1:2:1:1);
T8:解淀粉芽孢杆菌:植物乳杆菌:葡萄汁有孢汉逊酵母:光合细菌(1:2:2:1);
T9:解淀粉芽孢杆菌:植物乳杆菌:葡萄汁有孢汉逊酵母:光合细菌(1:2:2:2);
T10:解淀粉芽孢杆菌:植物乳杆菌:葡萄汁有孢汉逊酵母:光合细菌(2:2:2:1)。
表2
嗅阈值 T6 T7 T8 T9 T10
1d 200 200 167 154 200
2d 140 154 133 100 167
3d 100 100 100 70 140
由结果可以看出:当解淀粉芽孢杆菌,植物乳杆菌,葡萄汁有孢汉逊酵母,光合细菌的比例为1:2:2:2时废水的嗅阈值最小,其除臭效果最佳。
三、在T9组添加菌种的基础上,添加外源辅助物(红糖添加量以菌种质量计)
T11:菌种+1%红糖;
T12:菌种+1.5%红糖;
T13:菌种+2%红糖;
T14:菌株+3%红糖;
T15:菌种(空白)。
以废水为基准,菌种接种量为2%(V/V),发酵条件为:温度15℃,时间3d,摇床转速为150r/min,发酵后以嗅阈值法再次测定其中的恶臭浓度,检测出臭气的水样标记“+”,未检测出的标记“-”,并计算出第3d的嗅阈值,从而选择红糖的最佳添加量,结果见表3,表4。
表3
Figure BDA0002952787240000071
表4
Figure BDA0002952787240000072
根据以上结果看出:添加2%红糖的废水在第3d不进行稀释的情况下已经检测不到臭味,其除臭效果明显优于其他处理,且达到彻底除臭的目的。
本发明还可在马铃薯废水中添加保护剂进行发酵,作用是保护细胞膜和蛋白质结构与功能的完整性,对保藏环境中的pH值、渗透压、温度变化等起缓冲作用,吸收有害的代谢产物,稳定菌体的生存环境。不影响本发明对于复配菌种的筛选。保护剂的种类和添加比例为:以马铃薯废水计,脱脂奶粉、甘油及可溶性淀粉添加量分别为1%(V/V)、消泡剂添加量为0.5%(V/V)、稳定剂添加量为0.5%(V/V),其中消泡剂和稳定剂种类为菌种发酵过程常用种类。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌和葡萄汁有孢汉逊酵母按照质量比1:1复配而成。
2.一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母和植物乳杆菌按照质量比1:1:1复配而成。
3.一种针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母、植物乳杆菌和光合细菌按照质量比(1-2):(1-2):(1-2):(1-2)复配而成。
4.根据权利要求3所述的针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂由解淀粉芽孢杆菌、葡萄汁有孢汉逊酵母、植物乳杆菌和光合细菌按照质量比1:2:2:2复配而成。
5.根据权利要求3-4任一项所述的针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述除臭菌剂中还添加有红糖。
6.根据权利要求5所述的针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述红糖的添加量为除臭菌剂质量的1-3%。
7.根据权利要求6所述的针对马铃薯淀粉废水恶臭的除臭菌剂,其特征在于,所述红糖的添加量为除臭菌剂质量的2%。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的除臭菌剂在去除马铃薯淀粉废水恶臭中的应用。
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