RU2016851C1

RU2016851C1 - Method of fat-containing sewage treatment

Info

Publication number: RU2016851C1
Authority: RU
Inventors: Т.В. Меледина; А.А. Соколова
Original assignee: Санкт-Петербургский технологический институт холодильной промышленности
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: sewage treatment in food industry. SUBSTANCE: sewage are treated with culture Aspergillus niger (strain 288) at pH 4.5-5 and temperature 28-30 C for 48-50 h. EFFECT: improved method of sewage treatment. 2 tbl

Description

Изобретение относится к способам биохимической обработки сточных вод пищевых предприятий, в частности, масложировой промышленности. The invention relates to methods for biochemical wastewater treatment of food enterprises, in particular, the oil and fat industry.

Известен способ очистки сточных вод производства пальмового масла [1], которые содержат белковые и жировые вещества, а также большое количество взвешенных частиц. В этом методе предусмотрены центрифугирование и последующая обработка сточных вод активным илом. A known method of wastewater treatment for the production of palm oil [1], which contain protein and fatty substances, as well as a large number of suspended particles. This method provides centrifugation and subsequent treatment of wastewater with activated sludge.

Недостатком указанного способа является его неэкономичность, так как активный ил не находит дальнейшего применения. The disadvantage of this method is its inefficiency, since activated sludge does not find further application.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки сточных вод пищевых производств [2], согласно которому предлагается проводить культивирование грибов, в частности Aspergillus orysae, Asp. fumigatus, Asp. niger, Trichoderma viride, на сточных водах, содержащих органические отходы, с целью снижения химического потребления кислорода (ХПК). Затем предусмотрена фильтрация, при этом вместе с мицелием задерживаются и твердые частицы, не утилизированные в процессе биологической обработки. Поэтому при подборе соответствующих микроорганизмов для повышения эффективности фильтрования отдается предпочтение грибам, способным образовывать нитевидный мицелий. Проводить стерилизацию стоков для последующего культивирования отобранных штаммов микроорганизмов невыгодно. Поэтому с целью замедления развития посторонней микрофлоры предложено вести процесс при рН=3-3,5. Для создания благоприятных условий роста мицелиальных грибов процесс очистки проводят только в аэробных условиях. Осадок, оставшийся после фильтрации, рекомендуется использовать в качестве кормовой добавки. Closest to the proposed invention is a method of treating wastewater of food production [2], according to which it is proposed to carry out the cultivation of fungi, in particular Aspergillus orysae, Asp. fumigatus, Asp. niger, Trichoderma viride, in wastewater containing organic waste, in order to reduce the chemical consumption of oxygen (COD). Then filtering is provided, while along with the mycelium, solid particles that are not disposed of during biological treatment are also retained. Therefore, when selecting the appropriate microorganisms to increase the filtration efficiency, preference is given to fungi capable of forming filamentous mycelium. It is unprofitable to sterilize effluents for the subsequent cultivation of selected strains of microorganisms. Therefore, in order to slow the development of extraneous microflora, it is proposed to conduct the process at pH = 3-3.5. To create favorable conditions for the growth of mycelial fungi, the cleaning process is carried out only under aerobic conditions. The precipitate remaining after filtration is recommended to be used as a feed additive.

Недостатком указанного способа является использование в процессе очистки патогенных микроорганизмов, что снижает биологическую ценность полученной кормовой биомассы. Некоторые штаммы Asp. fumigatus являются возбудителями легочных заболеваний у домашних птиц, тогда как предлагается использовать сухой остаток как кормовую добавку на птицефермах. А также по этому способу предусмотрено выделение из сточных вод только твердых частиц, тогда как при культивировании некоторых рекомендуемых видов грибов происходит выделение во внешнюю среду веществ, относящихся к группе антибиотиков, например: Asp. orysae - коевая кислота; Asp. fumigatus - фумигацин, глитоксин, аспергеллин, синулозин; Trichoderma viride - виридин, что не может не отразиться на окружающей среде при сбросе таких фильтратов в водоем. Недостатком указанного способа является также ограниченность его применения. Рекомендуется использовать этот метод для очистки сточных вод, содержащих крахмалистые отходы и отходы бродильных производств. С другой стороны, представляет интерес широкое использование биологической очистки в различных отраслях пищевой промышленности. The disadvantage of this method is the use in the cleaning process of pathogenic microorganisms, which reduces the biological value of the resulting feed biomass. Some strains of Asp. fumigatus are causative agents of pulmonary diseases in poultry, while it is proposed to use the dry residue as a feed additive in poultry farms. Also, this method provides for the isolation of only solid particles from wastewater, while the cultivation of some recommended types of fungi releases substances belonging to the antibiotic group into the external environment, for example: Asp. orysae - kojic acid; Asp. fumigatus - fumigacin, glitoxin, aspergellin, sinulosin; Trichoderma viride is viridin, which cannot but affect the environment when such filtrates are dumped into a reservoir. The disadvantage of this method is also the limitation of its application. It is recommended to use this method for wastewater treatment containing starchy waste and waste from fermentation plants. On the other hand, the widespread use of biological treatment in various sectors of the food industry is of interest.

Целью изобретения является повышение степени извлечения загрязняющих компонентов стоков и увеличение прироста биомассы микроорганизмов с дальнейшим использованием ее в качестве корма для животноводства. The aim of the invention is to increase the degree of extraction of polluting components of effluents and increase the growth of biomass of microorganisms with its further use as feed for animal husbandry.

Это достигается тем, что осуществляют обработку сточных вод активной культурой микроорганизмов вида Aspergillus niger штамм 288 (Asp. niger 288) при начальном рН 4,5-5 и температуре 28-30^оС в течение 48-50 ч.This is achieved in that, the processing of the active microbial culture wastewater species Aspergillus niger strain 288 (Asp. Niger 288) at an initial pH of 4.5-5 and a temperature of 28-30 ^{° C} for 48-50 hours.

Исследования проводились на модели сточных вод майонезного производства, как наиболее характерного для масложировой промышленности и, кроме того, трудно поддающегося очистке традиционными способами. Состав стока, г/л: майонез 30; Na₂CO₃ 5.The studies were conducted on the wastewater model of mayonnaise production, as the most characteristic for the oil and fat industry and, in addition, difficult to clean by traditional methods. The composition of the drain, g / l: mayonnaise 30; Na ₂ CO ₃ 5.

После стерилизации автоклавированием (0,5 ч при 1 АТм) образцы сред засевались подготовленной культурой Asp. niger 288. After sterilization by autoclaving (0.5 h at 1 ATM), media samples were inoculated with the prepared Asp culture. niger 288.

За показатель эффективности обработки сточных вод принят прирост биомассы микроорганизма, происходящий за счет потребления углерода жировых веществ, входящих в состав загрязняющих компонентов стока. An increase in the biomass of the microorganism, which occurs due to the consumption of carbon of fatty substances that make up the polluting components of the runoff, is taken as an indicator of the efficiency of wastewater treatment.

В первых четырех примерах при выявлении оптимальных физико-химических параметров процесса культивирования гриба Asp. niger 288 результат определяется через 48-50 ч после засева среды, так как этого времени достаточно, чтобы получить результат, достоверно отражающий влияние рассматриваемых параметров на физиологическое состояние микроорганизма. In the first four examples, when identifying the optimal physicochemical parameters of the cultivation process of the fungus Asp. niger 288, the result is determined 48-50 hours after inoculation of the medium, since this time is enough to obtain a result that reliably reflects the effect of the considered parameters on the physiological state of the microorganism.

Повышение степени извлечения загрязняющих компонентов осуществляется за счет возможности их утилизации грибом Asp. niger 288, который обладает сильной ферментативной системой, действующей в оптимальных физико-химических условиях. Increasing the degree of extraction of contaminating components is due to the possibility of their disposal by the fungus Asp. niger 288, which has a strong enzymatic system operating under optimal physico-chemical conditions.

Увеличение биомассы происходит за счет того, что вещества, находящиеся в стоке, используются в качестве субстрата для построения клеточного материала. The increase in biomass is due to the fact that the substances in stock are used as a substrate for building cellular material.

Обработка сточных вод Asp. niger 288 проводилась при рН 4,5-5, так как при более низких значениях рН микроорганизм не развивается, а при более высоких происходит снижение ферментативной активности
Температура обработки должна быть выдержана в пределах 28-30^оС, так как при значениях ниже 28^оС гриб развивается слабо, а при значениях больше 30^оС происходит ухудшение физиологического состояния микроорганизма.Wastewater Treatment Asp. niger 288 was carried out at pH 4.5-5, since at lower pH values the microorganism does not develop, and at higher pH there is a decrease in enzymatic activity
The treatment temperature should be maintained within 28-30 ^{° C,} because at values below 28 ^{° C} fungus develops poorly and settings above ^{30 °} C causes deterioration of the physiological state of the microorganism.

Обработка в течение 48-50 ч достаточна, так как в этот период укладываются этап адаптации Asp. niger 288 и этап роста гриба. Processing within 48-50 hours is sufficient, since during this period the adaptation stage Asp. niger 288 and the fungus growth stage.

Из научно-технической литературы не были обнаружены отличительные от прототипа признаки в данной и смежных областях промышленности. From the scientific and technical literature were not found distinctive signs from the prototype in this and related industries.

П р и м е р 1. В среду, имитирующую сточные воды майонезного производства, вносили подготовленную культуру Asp. niger 288 до содержания биомассы 0,9 г/л. Предварительно образцы сред подкисляли до рН=7,0. Культивирование вели при температуре 30^оС.PRI me R 1. In a medium simulating the wastewater of mayonnaise production, prepared culture Asp. niger 288 to a biomass content of 0.9 g / l. Previously, media samples were acidified to pH = 7.0. Cultivation was carried out at a temperature of 30 ^about C.

Прирост биомассы составил через 48 ч 1,5 г абсолютно сухого вещества на 1 л культуральной жидкости (г АСВ/л). After 48 h, the growth of biomass was 1.5 g of absolutely dry matter per 1 liter of culture fluid (g ASB / l).

П р и м е р 2. Способ осуществляли согласно примеру 1, только культивирование проводили при температуре 37^oС. В этом случае роста мицелия не наблюдается, кроме того, в конце процесса рН среды повысилось до 9,3, что свидетельствует о произошедшем автолизе клеток микроорганизма.PRI me R 2. The method was carried out according to example 1, only cultivation was carried out at a temperature of 37 ^o C. In this case, the growth of mycelium is not observed, in addition, at the end of the process, the pH of the medium increased to 9.3, which indicates autolysis has occurred microorganism cells.

П р и м е р 3. Способ осуществлялся согласно примеру 1, только культивирование вели при рН=4,5 и температуре 37^оС. В этом случае роста мицелия не наблюдается.PRI me R 3. The method was carried out according to example 1, only cultivation was carried out at pH = 4.5 and a temperature of 37 ^about C. In this case, the growth of mycelium is not observed.

П р и м е р 4. Способ осуществлялся согласно примеру 1, только культивирование вели при рН, равном 3,0; 4,5; 5,0; 6,0, и температуре 30^оС. Результат отражен в табл. 1.PRI me R 4. The method was carried out according to example 1, only the cultivation was carried out at a pH of 3.0; 4,5; 5.0; 6.0, and a temperature of 30 ^about C. The result is shown in table. 1.

Лучший результат получен при работе с микроорганизмом при рН=4,5 и температуре 30^оС.The best result was obtained when using a microorganism at pH 4.5 and ³⁰ ° C.

П р и м е р 5. Способ осуществлялся согласно примеру 1, культивирование проводилось при рН=4,5 и температуре 30^оС. Результаты, полученные через 24 ч, 48 и 72 ч, представлены в табл. 2.PRI me R 5. The method was carried out according to example 1, the cultivation was carried out at pH = 4.5 and a temperature of 30 ^about C. The results obtained after 24 hours, 48 and 72 hours are presented in table. 2.

Из анализа таблицы можно сделать вывод, что происходит значительный прирост биомассы за счет потребления загрязняющих компонентов стока, о чем можно судить по значению ХПК. Но с 48 ч по 72 ч происходит также увеличение содержания органических кислот, вследствие чего резко увеличивается ХПК. Поэтому оптимальным является процесс длительностью 48-50 ч. From the analysis of the table we can conclude that there is a significant increase in biomass due to the consumption of polluting runoff components, which can be judged by the value of COD. But from 48 hours to 72 hours there is also an increase in the content of organic acids, as a result of which COD sharply increases. Therefore, the optimal process is a duration of 48-50 hours

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества:
получение полноценного кормового белка, что предполагает частичную окупаемость процесса очистки стоков;
использование непатогенного микроорганизма;
обработка жиросодержащих сточных вод, трудно поддающихся очистке традиционными способами;
увеличение выхода кормовой биомассы.Compared with the prototype of the present invention has the following advantages:
obtaining complete fodder protein, which implies a partial payback of the effluent treatment process;
the use of non-pathogenic microorganism;
treatment of fat-containing wastewater that is difficult to treat by traditional methods;
increased yield of feed biomass.

Claims

METHOD FOR CLEANING fat-containing sewage, which comprises administering to wastewater culture microscopic fungi, wherein the fungi is used as Aspergillus niger strain 288, while the pH and temperature of the waste water is maintained in the ranges of 4.5 - 5 and 28 - ^{30 °} C, respectively and water treatment is carried out for 48 to 50 hours