一種處理高濃度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種處理高濃度分散式生活污水的活性污泥酵母，所述活性污泥酵母附著在載體材料上，并經發酵、壓濾、烘干，最后壓制成可長期穩定保存的活性污泥酵母粒。本發明公開了活性污泥酵母的制備方法，其特征包括以下步驟：以蕎麥粉和葛粉1:1混合為原料，經蒸煮滅菌、接種厭氧活性污泥、發酵、壓濾、烘干，最后壓制成粒狀。本發明還公開了活性污泥酵母的應用，利用活性污泥酵母處理高濃度分散式生活污水，其特征在于包括以下步驟：將所述活性污泥酵母加入至高濃度分散式生活污水中，反應器內保持厭氧環境，沉淀出水，回收剩余污泥用作飼料或堆肥。本發明所述活性污泥酵母可長期保存兩年以上，且處理效率高、效果穩定，可用于廢水處理，尤其是高濃度分散式生活污水厭氧生物處理；本發明所提供的制備方法和應用簡便，成本低廉，可在高濃度分散式生活污水處理中廣泛推廣應用。
【專利說明】一種處理高濃度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及環境保護中污水處理【技術領域】，具體涉及處理高濃度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]近年來，我國經濟快速發展和城市化進程不斷加快，水污染問題日益嚴重，不僅影響人們的生活質量和身心健康，還嚴重制約著我國經濟社會的可持續發展。
[0003]活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理技術，主要利用活性污泥的吸附和生物氧化作用，去除廢水中的有機物質，從而使廢水得以凈化。在充氧條件下，培養馴化具有活性的微生物絮凝體被稱為活性污泥。 [0004]活性污泥法包括好氧活性污泥法和厭氧活性污泥法。厭氧活性污泥法是一種低成本、將廢水處理和能源回收與利用相結合的廢水處理技術。厭氧活性污泥是由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機雜質形成的污泥顆粒，由外到內水解細菌、發酵細菌、氫細菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物，其中產甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架。廢水中的有機物經厭氧生物處理最終轉化為甲烷、二氧化碳和水等，主要包括水解、酸化、產乙酸和產甲烷四個階段，這些過程并非由一種微生物完成，而是經大量微生物的協同作用實現。參與細菌主要有水解細菌、酸化發酵菌、產乙酸菌和產甲烷菌等，而有機物的去除是由產酸菌和產甲烷菌兩大類微生物來完成的。
[0005]厭氧生物處理技術已經歷百余年發展，隨著人們對厭氧生物處理認識的不斷加深，各種高效的厭氧反應器不斷涌現，如升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧內循環反應器(1C)、膨脹顆粒污泥床(EGSB)和兩相厭氧工藝等，已為多種工業和生活污水的處理提供了重要手段，并成為處理高濃度有機廢水的主導技術。
[0006]近年來，活性污泥法取得突破性進展，然而，由于活性污泥對環境條件要求苛刻，且不便攜帶運輸和長期保存，不適用于分散式污水的處理，如何大量、長期地保存活性污泥成為限制活性污泥法工藝發展與推廣應用的一大難題。
[0007]發酵細菌為一種混合菌，一般包括芽孢菌、酵母菌、乳酸菌等等有益菌類。酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和缺氧環境中均能生存，屬于兼性厭氧菌。在有氧環境中，酵母菌可將葡萄糖轉化為水和二氧化碳。而在缺氧條件下，發酵型的酵母可將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇(俗稱酒精)來獲取能量。因酵母菌屬于單細胞真核生物，易于培養且生長迅速，能形成很好的絮體，且具有污泥負荷高、剩余污泥可回收作飼料等優點，其可用于廢水處理，尤其是高濃度分散式生活污水的厭氧生物處理。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是:為了克服目前活性污泥對環境條件要求苛刻，不易長期、大量和分散式保存等難題，提供一種可長期穩定保存的活性污泥酵母，該活性污泥酵母保存量大、保存時間長，且易于攜帶運輸、處理效率高，并提供一種操作簡單、成本低廉的活性污泥酵母制備方法以及活性污泥酵母在高濃度分散式生活污水厭氧生物處理中的應用。
[0009]本發明解決其技術問題所采用的技術方案:一種活性污泥酵母，所述厭氧活性污泥接種在滅菌后的載體材料上，經過發酵、壓濾、烘干，并壓制成粒狀。
[0010]本發明還提供了一種活性污泥酵母的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)蒸煮滅菌:對載體材料原料蒸煮；
(2)接種:向滅囷后的原料中接種酵母囷；
(3)淀粉發酵:將淀粉好氧發酵成麥芽糖、葡萄糖等；
(4)酵母發酵:對活性污泥酵母進行厭氧發酵；
(5)壓濾:將發酵后的混合物進行真空壓濾，獲得活性污泥酵母濕菌體；
(6)烘干:在流化床和沸騰床中快速烘干；
(7)壓制:將烘干后的活性污泥酵母壓制成粒狀。
[0011]所述載體材料原料以蕎麥粉和葛粉1:1混合為原料。
[0012]所述蒸煮滅菌操作溫度為116~117°C，滅菌時間為4.4~4.5小時。
[0013]所述淀粉發酵操作溫度為29~30°C，發酵時間為9.2~9.5小時。
[0014]所述酵母發酵操作溫度為35~36°C，發酵時間為45~50分鐘。
[0015]所述烘干操作溫度為53~55°C，產品含水量5.2~5.3%。
[0016]本發明通過將厭氧活性污泥附著在載體材料上并經烘干，得到可長期保存的活性污泥酵母。所述載體材料不僅能為活性污泥提供厭氧環境，還能為活性污泥提供營養源，使活性污泥能長期存活兩年以上。所述活性污泥酵母在干燥環境中能長期保存，在水中能迅速溶解，形成活性污泥。所述活性污泥在厭氧環境中可對有機廢水進行厭氧生物處理，出水效果好、處理效率高，且處理過程中產生的剩余污泥可回收用于制作飼料或堆肥。
[0017]本發明還提供了一種活性污泥法酵母的應用，利用活性污泥酵母處理高濃度分散式生活污水，其特征在于，包括以下步驟:
(O向厭氧生物反應器中加入高濃度分散式生活污水；
(2)將所述活性污泥酵母加入至高濃度分散式生活污水中；
(3)反應器保持密閉并攪拌運行40~42小時，以降解廢水中的有機物；
(4)完成進行污水處理，靜置沉淀0.5小時，排出上清液水；
(5)重復步驟(1)操作，或回收剩余污泥用作飼料或堆肥。
[0018]所述高濃度分散式生活污水為2450mg/L ≤ COD ≤2718mg/L時，活性污泥酵母對有機廢水具有良好的處理效果。
[0019]本發明的有益效果:本發明所述活性污泥酵母便于攜帶運輸和長期保存，且處理效率高，所產生的剩余污泥可回收用作飼料或堆肥，不僅能有效防止廢水對水體和環境人類健康的危害，還能有效解決活性污泥難以長期存放的難題；本發明所述活性污泥酵母制備方法簡單，成本低廉，可在高濃度分散式生活污水厭氧生物處理中廣泛推廣應用。
【具體實施方式】
[0020]本發明提供了一種處理高濃度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制備方法與應用，下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0021]實施例1:一種本發明的活性污泥酵母，所述活性污泥接種在滅菌后的載體材料上，經過發酵、壓濾、烘干等工序，最后壓制成活性污泥酵母粒，將所得活性污泥酵母粒溶解在處理高濃度分散式生活污水中，并進行厭氧攪拌，從而達到處理高濃度分散式生活污水的目的。
[0022]上述活性污泥酵母的制備方法，包括以下步驟:
(1)蒸煮滅菌:以蕎麥粉和葛粉1:1混合為原料蒸煮，操作溫度116°c，滅菌時間4.5小
時；
(2)接種:向滅囷后的小麥原料中接種酵母囷；
(3)淀粉發酵:將淀粉好氧發酵成麥芽糖、葡萄糖等，操作溫度為29°C，發酵時間為9.2小時；
(4)酵母發酵:對酵母進行厭氧發酵，操作溫度為35°C，發酵時間為50分鐘；
(5)壓濾:將發酵后的混合物進行真空壓濾，獲得活性污泥酵母濕菌體；
(6)烘干:在流化床和沸騰床中快速烘干，操作溫度53°C，產品含水量5.3% ；
(7)壓制:將烘干后的活性污泥酵母壓制成酵母粒。
[0023]上述活性污泥酵母的應用，包括以下步驟:
(O向事先準備好的厭氧生物反應器加入高濃度分散式生活污水；
(1)將所述活性污泥酵母加入至高濃度分散式生活污水中；
(2)反應器內保持密閉，并攪拌運行40小時；
(3)靜置沉淀0.5小時，排出上清液；
(4)重復步驟(1)操作，或回收剩余污泥用作飼料。
[0024]實施例2:—種本發明的活性污泥酵母，所述活性污泥接種在滅菌后的載體材料原料上，并經過發酵、壓濾、烘干，并壓制成粒狀，將其投入至高濃度分散式生活污水中，并進行厭氧攪拌，以完成高濃度分散式生活污水的凈化。
[0025]上述活性污泥酵母的制備方法，包括以下步驟:
(1)蒸煮:以蕎麥粉和葛粉1:1混合為原料蒸煮，操作溫度117°C，滅菌時間為4.4小
時；
(2)接種:向蒸煮好的糯米原料中接種酵母菌；
(3)淀粉發酵:將淀粉好氧發酵成麥芽糖、葡萄糖等，操作溫度為30°C，發酵時間為9.2小時；
(4)酵母發酵:對酵母進行厭氧發酵，操作溫度為36°C，發酵時間為45分鐘；
(5)壓濾:將發酵后的混合物進行真空壓濾，獲得活性污泥酵母濕菌體；
(6)烘干:在流化床和沸騰床中快速烘干，操作溫度55°C，產品含水量5.2% ；
(7)壓制:將烘干后的活性污泥酵母壓制成粒狀。
[0026]上述活性污泥酵母的應用，包括以下步驟:
(O向厭氧生物反應器中加入高濃度分散式生活污水；
(2)將所述活性污泥酵母加入至高濃度分散式生活污水中；
(3)反應器內保持厭氧環境，并攪拌42小時，降解污水中的有機物；
(4)靜置沉淀0.5小時，排出上清液水；(5)重復步驟(1) 操作，或回收剩余污泥用作堆肥。
【權利要求】
1.一種處理高濃度分散式生活污水的活性污泥酵母及其制備方法與應用，其特征在于:所述活性污泥接種在滅菌后的載體材料原料上，經過發酵、壓濾、烘干，最后壓制成可長期穩定保存的活性污泥酵母粒。
2.根據權利要求1所述的活性污泥酵母，其特征在于所述活性污泥為厭氧活性污泥。
3.根據權利要求1所述的活性污泥酵母，其特征在于所述載體材料以蕎麥粉和葛粉I: I混合為原料。
4.根據權利要求1所述的活性污泥酵母的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)蒸煮滅菌:以蕎麥粉和葛粉1:1混合為原料蒸煮； (2)接種:向滅菌后的原料中接種厭氧活性污泥； (3)淀粉發酵:將淀粉好氧發酵成麥芽糖、葡萄糖等； (4)酵母發酵:對活性污泥酵母進行厭氧發酵； (5)壓濾:將發酵后的混合物進行真空壓濾，獲得活性污泥酵母濕菌體； (6)烘干:在流化床和沸騰床中快速烘干； (7)壓制:將烘干后的活性污泥酵母壓制成粒狀。
5.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于:所述蒸煮滅菌操作溫度為116~117°C，滅菌時間為4.4~4.5小時。
6.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于:所述淀粉發酵操作溫度為29~30°C，發酵時間為9.2~9.5小時。
7.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于:所述酵母發酵操作溫度為35~36 °C，發酵時間為45~50分鐘。
8.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于:所述烘干操作溫度為53~55°C，產品含水量5.2~5.3%。
9.根據權利要求1或9所述的活性污泥酵母的應用，其特征在于:所述高濃度分散式生活污水COD濃度為2450mg/L ( COD ( 2718mg/L時，活性污泥酵母對廢水的處理效果良好。
10.根據權利要求1或9所述的應用，其特征在于，包括以下步驟: (O向厭氧反應器中注入高濃度分散式生活污水； (2)將所述活性污泥酵母投加到至高濃度分散式生活污水中； (3)反應器內保持厭氧環境并攪拌40~42小時； (4)靜置沉淀0.5小時，排出上清液； (5)重復步驟(1)操作，或回收剩余污泥用作飼料或堆肥。
【文檔編號】C12N1/16GK103725620SQ201410002977
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2014年1月3日
【發明者】李小明, 陳洪波, 楊麒, 王冬波, 柳虹, 安鴻雪, 曾光明 申請人:湖南大學