CN109928505A

CN109928505A - 一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法

Info

Publication number: CN109928505A
Application number: CN201910198133.7A
Authority: CN
Inventors: 储金宇; 钱斌; 高恶斌; 储烨; 徐怡; 陈明; 鲁力
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2019-06-25

Abstract

本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法。本发明所述方法包括腌制废水的预处理、培养基梯度驯化、构建菌藻共生***和收集菌藻；本发明所述方法可以有效的去除腌制废水中氮、磷及总氮含量，在降解处理高盐废水时不受废水中盐浓度的制约，对腌制废水具有较好的脱氮除磷效果；不受无缺氧或好氧条件限制而外加供氧设备，也不依靠外加碳源；仅需在事宜光照和温度下，即可达到良好的降解效果；具有运行成本低，绿色环保等优点。

Description

一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法。

背景技术

腌制食物在生产加工过程中产生的废水主要来自淘洗、压榨、腌制和地面冲洗，在腌制过程中常用的盐脱水工艺会产生大量的高盐卤水，并且，腌制废水中悬浮物、总氮、氨氮、总磷浓度等均严重超标。

目前，常规生物水处理工艺中运用的微生物大部分都属于非嗜盐微生物，随着盐度的增加该类微生物的活性逐渐下降。在高盐度下微生物的脱氢酶活性会急剧降低，微生物细胞内水的渗透压随着盐浓度的升高而增加，从而引起微生物细胞脱水进而导致细胞原生质分离，最终导致微生物细胞破裂死亡。

高盐度工业废水的其他处理方法有蒸发法、焚烧法、电化学法、高级氧化法、吸附法等。和传统的生物法相比，上述方法基建费用和运行成本都较为昂贵且存在二次污染的隐患，具有“高投资、高能耗、低回报”的缺陷。如何妥善处理高盐废水并完成资源化利用成为当今水污染治理的一个攻坚课题。

杜氏盐藻（Dunaliella salina）隶属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、多毛藻科、杜氏藻属，是目前已知耐盐性最强的真核生物。盐藻细胞内的甘油随外界盐浓度的增减而相应的合成或转化。嗜盐菌是指一类在高盐条件下才能正常进行生长代谢的细菌，主要分布于盐湖、盐碱湖、盐沼和盐场等高盐环境中，根据微生物最适盐浓度范围的不同可分为轻度嗜盐菌、中度嗜盐菌和极端嗜盐菌。

目前，针对高盐废水通常采用耐盐驯化或者添加嗜盐菌的方式提高微生物的耐盐性能。现有技术中，CN201810287752，一种生物-物化联用技术处理高盐泡菜清洗废水的方法。该方法在生物处理阶段采用耐盐驯化活性污泥的方式进行处理，且需要添加混凝、碱性吹脱、活性炭吸附等工艺提高脱氮除磷的效果，另外该方法对腌制废水的含盐量有一定的限制。 CN200910095742，嗜盐菌培养方法及采用该方法所培养嗜盐菌处理腌制废水的方法。该方法先驯化出适应腌制废水的嗜盐菌，随后投加至厌氧、好氧阶段联合降解腌制废水，但对腌制废水的降解完全依靠嗜盐菌特性，而且需要缺氧好氧分段降解，该类方法降解效果受到一定限制。

发明内容

为了克服现有技术中处理高盐废水方法中的上述不足，本发明提供一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，所述方法不受废水盐浓度的制约、在降解废水的同时获得高价值副产物，实现资源化利用腌制废水的目的。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，包括以下步骤：

（1）腌制废水的预处理：将腌制废水调节pH后过滤澄清，备用；

（2）培养基梯度驯化：配置菌藻培养基，将菌藻培养基与不同浓度的步骤（1）中预处理后的腌制废水混合，得到不同浓度的驯化培养基，接种嗜盐菌、盐藻至驯化培养基中进行梯度驯化培养，得到驯化后的嗜盐菌、盐藻；

（3）构建菌藻共生***：将步骤（2）中驯化后的嗜盐菌、盐藻按一定比例混合后接种到步骤（1）处理后的腌制废水中，设定适生条件，处理腌制废水；

（4）收集菌藻：当菌藻生长至稳定期后离心收集菌藻，完成腌制废水的处理。

作为优选的，本发明步骤（1）中所述的调节pH为调节pH至6-8。

作为优选的，本发明步骤（2）中所述的菌藻培养基含有以下成分：1-10g/LC₆H₁₂O₆，100-250 g/L NaCl，0.1-1 g/L KNO₃，0.1-1 g/L NaHCO₃，0.01-0.1 g/L CaCl₂，0.1-1 g/L MgSO₄·7H₂O，0.1-1 g/L KCl，0.01-0.1 g/L KH₂PO₄，0.001-0.01 g/LNa₂EDTA·2H₂O和0.001-0.01 g/L FeCl₃·6H₂O，pH为6-8。

优选的，本发明步骤（2）中所述的梯度驯化培养为先将嗜盐菌、盐藻接种至较低浓度的驯化培养基中，待嗜盐菌、盐藻生长良好后再转接至较高浓度的驯化培养基中，依次循环直至嗜盐菌、盐藻在腌制废水中正常生长。

优选的，本发明步骤（3）所述的一定比例混合是指嗜盐菌、盐藻以初始细胞浓度1:0.1-10cell/mL的比例混合。

优选的，步骤（3）所述的接种指按照步骤（1）处理后的腌制废水5-15 %的体积比添加嗜盐菌、盐藻混合总量。

优选的，步骤（3）所述的适生条件为：温度20-30℃，光照强度4000-6000 Lux，全光照。

优选的，步骤（4）所述的离心为：4000-6000 r/min离心10-20 min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提供的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法可以有效的去除腌制废水中氮、磷及总氮含量，由于盐藻和嗜盐菌独特的生理特性，在降解处理高盐废水时不受废水中盐浓度的制约，对腌制废水具有较好的脱氮除磷效果。而且，不受无缺氧或好氧条件限制而外加供氧设备，也不依靠外加碳源；仅需在事宜光照和温度下，即可达到良好的降解效果；具有运行成本低，绿色环保等优点。

本发明降解高盐废水净化水质的同时可收获高产菌藻，完成生态能源自循环，嗜盐菌、盐藻可以作为生物肥料及添加剂，其富含蛋白质、总脂、β-胡萝卜素、总糖等多种有益物质，资源化利用废水中的盐、氮、碳、磷等物质。

附图说明

图1为利用盐藻-嗜盐菌去除腌制废水氮磷的技术路线图。

具体实施方式

下面结合附图1以及具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。

实施例1：

调节腌制废水的pH至8.0后过滤澄清，去除悬浮颗粒物，改善水体的浊度；预处理后废水的盐度为106 g/L，总磷浓度为76.15 mg/L，总氮浓度为638.24 mg/L，氨氮浓度为153.47mg/L；

配置菌藻培养基，以1 L计含有以下成分：1 g C₆H₁₂O₆，100 g NaCl，0.1 g KNO₃，0.1 gNaHCO₃，0.01 g CaCl₂，0.1 g MgSO₄·7H₂O，0.1 g KCl，0.01 g KH₂PO₄，0.001 g Na₂EDTA·2H₂O和0.001 g FeCl₃·6H₂O，菌藻培养基pH为8；将菌藻培养基与体积百分比浓度30%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基A，将菌藻培养基与体积百分比浓度80%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基B，将嗜盐菌、盐藻接种在驯化培养基A中培养生长良好后转移至驯化培养基B中继续培养，依次重复直至转接至含有100%的预处理后的腌制废水的驯化培养基中可以正常生长，得到驯化后的嗜盐菌、盐藻。

将驯化后的嗜盐菌、盐藻按初始细胞浓度1:10cell/mL的比例混合，投加到预处理后的腌制废水中，混合菌藻的总接种量为5%(v/v)。随后设定适生条件为：温度20℃，光照强度4000 Lux，全光照；当腌制废水中嗜盐菌、盐藻生长至稳定期后，4000 r/min离心10 min收集嗜盐菌、盐藻。经测定，本实施例中腌制废水总磷去除率为93%，总氮去除率为74%，氨氮去除率为91%。菌藻总糖产量为0.73 g/L，蛋白质产量为0.87 g/L。

实施例2：

调节腌制废水的pH至7.0后过滤澄清，去除悬浮颗粒物，改善水体的浊度；预处理后废水的盐度为182 g/L，总磷浓度为79.97 mg/L，总氮浓度为647.79mg/L，氨氮浓度为186.98mg/L。

配置菌藻培养基，以1 L计含有以下成分：5 g C₆H₁₂O₆，180 g NaCl，0.5 g KNO₃，0.5 g NaHCO₃，0.05 g CaCl₂，0.5 g MgSO₄·7H₂O，0.5 g KCl，0.05 g KH₂PO₄，0.005 gNa₂EDTA·2H₂O和0.005 g FeCl₃·6H₂O，菌藻培养基pH为7；将菌藻培养基与体积百分比浓度40%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基C，将菌藻培养基与体积百分比浓度60%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基D，将嗜盐菌、盐藻接种在驯化培养基C中培养生长良好后转移至驯化培养基D中继续培养，依次重复直至转接至含有100%的预处理后的腌制废水的驯化培养基中可以正常生长，得到驯化后的嗜盐菌、盐藻。

将驯化后的嗜盐菌、盐藻按初始细胞浓度1:1cell/mL的比例混合，投加到预处理后的腌制废水中，混合菌藻的总接种量为10%(v/v)。随后设定适生条件为：温度25℃，光照强度4000 Lux，全光照；当腌制废水中嗜盐菌、盐藻生长至稳定期后，6000 r/min离心20min收集嗜盐菌、盐藻。经测定，本实施例中腌制废水总磷去除率为94%，总氮去除率为76%，氨氮去除率为92%。菌藻总糖产量为0.86 g/L，蛋白质产量为0.91 g/L。

实施例3：

调节腌制废水的pH至6.0后过滤澄清，去除悬浮颗粒物，改善水体的浊度；预处理后废水的盐度为243 g/L，总磷浓度为83.15 mg/L，总氮浓度为657.98 mg/L，氨氮浓度为196.53mg/L。

配置菌藻培养基，以1 L计含有以下成分：10 g C₆H₁₂O₆，250 g NaCl，1 g KNO₃，1 gNaHCO₃，0.1 g CaCl₂，1 g MgSO₄·7H₂O，1 g KCl，0.1 g KH₂PO₄，0.01 g Na₂EDTA·2H₂O和0.01 g FeCl₃·6H₂O，菌藻培养基pH为6；将菌藻培养基与体积百分比浓度30%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基A，将菌藻培养基与体积百分比浓度60%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基D，将菌藻培养基与体积百分比浓度80%的预处理后的腌制废水混合得到驯化培养基B，将嗜盐菌、盐藻接种在驯化培养基A中培养生长良好后转移至驯化培养基D中继续培养，生长良好后转移至驯化培养基B中继续培养，依次重复直至转接至含有100%的预处理后的腌制废水的驯化培养基中可以正常生长，得到驯化后的嗜盐菌、盐藻。

将驯化后的嗜盐菌、盐藻按初始细胞浓度1:0.1 cell/mL的比例混合，投加到预处理后的腌制废水中，混合菌藻的总接种量为15%(v/v)。随后设定适生条件为：温度30℃，光照强度6000 Lux，全光照；当腌制废水中嗜盐菌、盐藻生长至稳定期后，6000 r/min离心20min收集嗜盐菌、盐藻。经测定，本实施例中腌制废水总磷去除率为92%，总氮去除率为73%，氨氮去除率为90%。菌藻总糖产量为0.93 g/L，蛋白质产量为0.98 g/L。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的调节pH为调节pH至6-8。

3.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的菌藻培养基含有以下成分：1-10g/L C₆H₁₂O₆，100-250 g/L NaCl，0.1-1 g/L KNO₃，0.1-1 g/L NaHCO₃，0.01-0.1 g/L CaCl₂，0.1-1 g/L MgSO₄·7H₂O，0.1-1 g/L KCl，0.01-0.1 g/L KH₂PO₄，0.001-0.01 g/L Na₂EDTA·2H₂O和0.001-0.01 g/L FeCl₃·6H₂O，pH为6-8。

4.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的梯度驯化培养为先将嗜盐菌、盐藻接种至较低浓度的驯化培养基中，待嗜盐菌、盐藻生长良好后再转接至较高浓度的驯化培养基中，依次循环直至嗜盐菌、盐藻在腌制废水中正常生长。

5.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（3）所述的一定比例混合是指嗜盐菌、盐藻以初始细胞浓度1:0.1-10 cell/mL的比例混合。

6.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（3）所述的接种是指按照步骤（1）处理后的腌制废水5-15%的体积比添加嗜盐菌、盐藻混合量。

7.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（3）所述的适生条件为：温度20-30℃，光照强度4000-6000 Lux，全光照。

8.根据权利要求1所述的利用盐藻、嗜盐菌处理腌制废水的方法，其特征在于，步骤（4）所述的离心为：4000-6000 r/min离心10-20 min。