申请日2018.12.03
公开(公告)日2019.03.22
IPC分类号C02F9/14; C02F103/32
摘要
本发明公开了一种大米蛋白生产废水的资源化全利用方法，所述处理方法包括如下步骤：(1)将大米蛋白生产废水中的杂质进行分离;(2)利用白地霉、酵母菌、光合细菌处理去杂后的大米蛋白废水，回收菌体蛋白;(3)将回收菌体蛋白的废水进行臭氧/过氧化氢/活性炭氧化处理达标后，进而再利用。本发明实现了对大米蛋白生产废水的资源化全利用，得到的菌体蛋白可用于动物饲料，提高经济价值，处理达标后的废水可用于生产清洗、冲地。本发明工艺简单，设备少，成本低，可以对废水进行资源化全利用。
权利要求书
1.一种大米蛋白生产废水的资源化全利用方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)去杂：在废水罐入口安装滤网，将大米蛋白废水中的大颗粒杂质拦截;
(2)白地霉、酵母菌前处理：向去杂后的大米蛋白废水中，接入白地霉菌、酵母菌菌液，在温度为26-30℃的条件下发酵16-24h;
(3)光合细菌后处理：向经过步骤(2)处理的废水中接入光合细菌菌液，在温度为26-30℃的条件下发酵24-48h，并进行动态培养;
(4)菌体蛋白回收：将发酵完的废水进行固液分离，收集滤渣进行恒温干燥、粉碎、包装;
(5)氧化再处理;将步骤(4)中固液分离的清液进行臭氧/过氧化氢/活性炭氧化;
(6)过滤分离：将经过步骤(5)处理的废水进行过滤分离，最终得到的水进行生产再利用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述滤网的目数为40-80目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述白地霉菌、酵母菌菌液的添加量为废水重量的10-20%;所述白地霉菌与酵母菌的质量比为1:1-3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酵母菌为热带假丝酵母、产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、扣囊拟内孢霉酵母中的两种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述光合细菌菌液的添加量为废水重量的10-20%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述光合细菌为紫色非硫细菌、球形红假单胞菌中的一种或两种混合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述动态培养的条件为：废水罐内的转速为100-160r/min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中固液分离条件：转速5000-6000r/min，时间20-40min;恒温干燥的温度为50-55℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述氧化再处理的方法为：利用水冷式氧气源臭氧发生器制得臭氧，同时使用臭氧混合器、气液混合泵来提高臭氧在污水中的溶解率，其中臭氧发生器的流速为1-3L/min，过氧化氢的添加量为污水总量的0.1%-0.4%，活性炭的添加量为污水总量的0.2%-0.5%，反应时间为60-120min。
说明书
一种大米蛋白生产废水的资源化全利用方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种大米蛋白生产废水的资源化全利用方法。
背景技术
大米蛋白生产废水量较大，若不经处理直接排放，一方面废水中含有的大量蛋白质、糖类、脂肪等有价值营养成分流失，造成资源的浪费;另一方面这种高浓度有机废水直接排入江河湖海，造成了赤潮、水华的频繁发生，严重污染环境。因此，如何有效、高效的处理大米蛋白废水是企业必须面对的棘手问题。同时，如何利用废水、改变既浪费资源又污染环境的废水处理现状，成为科研的重点。
每升大米蛋白废水中的COD含量达15000-25000mg，BOD含量达到5000-10000mg，浓度较高，属于大米蛋白加工过程中排放的高浓度废水，此外，该废水显酸性、电导率高、易腐败，BOD、COD高出国家规定排放标准数百倍，悬浮物也大大超过了国家排放标准70mg/L。
目前处理大米蛋白污水的方法主要有物理法、化学法以及生物活性污泥法，但物理法不能真正去除废水中的有机物，化学法对浓度高的有机物去除效果差，对浓度低的有机物去除比较彻底，但是有机物被浪费，而生物活性污泥工艺负荷高、污泥产生量大，且难处理。这几种方法对废水处理均直接排放，未能将其中的营养物质回收，造成了资源浪费。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种大米蛋白生产废水的资源化全利用方法。本发明利用菌体蛋白含量、营养成分较高的白地霉、酵母菌、光合细菌先后对大米蛋白污水进行处理回收菌体蛋白，可作为饲料使用;同时利用臭氧氧化对废水进一步处理，使其有机物氧化为二氧化碳和水，得到的水可以做冲地、生产清洗使用，本方法实现了大米蛋白生产废水的资源化全利用。
本发明的技术方案如下：
一种大米蛋白生产废水的资源化全利用方法，所述方法包括如下步骤：
(1)去杂：在废水罐入口安装滤网，将大米蛋白废水中的大颗粒杂质拦截;
(2)白地霉、酵母菌前处理：向去杂后的大米蛋白废水中，接入白地霉菌、酵母菌菌液，在温度为26-30℃的条件下发酵16-24h;
(3)光合细菌后处理：向经过步骤(2)处理的废水中接入光合细菌菌液，在温度为26-30℃的条件下发酵24-48h，并进行动态培养;
(4)菌体蛋白回收：将发酵完的废水进行固液分离，收集滤渣进行恒温干燥、粉碎、包装;
(5)氧化再处理;将步骤(4)中固液分离的清液进行臭氧/过氧化氢/活性炭氧化;
(6)过滤分离：将经过步骤(5)处理的废水进行过滤分离，最终得到的水进行生产再利用。
步骤(1)中所述滤网的目数为40-80目。
步骤(2)中所述白地霉菌、酵母菌菌液的添加量为废水重量的10-20%;所述白地霉菌与酵母菌的质量比为1:1-3。
所述酵母菌为热带假丝酵母、产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、扣囊拟内孢霉酵母中的两种或多种混合。
步骤(3)中所述光合细菌菌液的添加量为废水重量的10-20%。
步骤(3)中所述光合细菌为紫色非硫细菌、球形红假单胞菌中的一种或两种混合。
步骤(3)中所述动态培养的条件为：废水罐内的转速为100-160r/min。
步骤(4)中固液分离条件：转速5000-6000r/min，时间20-40min;恒温干燥的温度为50-55℃。
步骤(5)中所述氧化再处理的方法为：利用水冷式氧气源臭氧发生器制得臭氧，同时使用臭氧混合器、气液混合泵来提高臭氧在污水中的溶解率，其中臭氧发生器的流速为1-3L/min，过氧化氢的添加量为污水总量的0.1%-0.4%，活性炭的添加量为污水总量的0.2%-0.5%，反应时间为60-120min。
本发明有益的技术效果在于：
1、本发明利用白地霉菌与酵母菌(热带假丝酵母、产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、扣囊拟内孢霉酵母中的两种或多种)混合菌对大米蛋白废水进行前处理，将多糖、蛋白质等大分子物质分解成单糖、氨基酸、低分子有机酸，而且对油脂具有较强的分解和转化能力;由于大米蛋白废水中含有丰富的糖类、蛋白质、脂肪等成分，单一菌很难充分利用全部营养物质，需要利用多个营养特征不同的菌种进行混合培养，利用菌种分解转化底物营养物质的差异，最大程度的将废水中的有机物转化成可回收利用单细胞蛋白。白地霉能够利用可溶性糖类、且能较好的利用硫铵和尿素，其营养价值高，菌体蛋白含量达45%以上，具有优良性能;而酵母菌可以在偏酸环境中获得优势生长，繁殖速度快、菌体蛋白含量高、无毒性、无致病性、性能稳定，可以利用大分子蛋白质、脂肪等有机物。而同一种属的酵母菌性能差异不大，因此选用白地霉优势菌与酵母菌混合使用，使营养物质最大化地被利用。
2、本发明利用光合细菌后处理大米蛋白废水，其中光合细菌为紫色非硫细菌、球形红假单胞菌，光合细菌菌体细胞含有蛋白质、碳水化合物、还富含维生素以及多种氨基酸，其菌泥本身富含蛋白质、氨基酸、可作为饲料添加剂等，有一定的经济价值，菌体蛋白含量达60%左右，且光合细菌的细胞成分优于酵母和其他种类。但光合细菌对大分子物质利用速率较慢，对低分子的有机酸、氨基酸和糖类利用速率快。因此，白地霉与酵母菌的产物正是光合细菌所需的营养基质，通过这三种菌的前后处理，将废水中的营养物质充分利用。
3、本发明动态条件下，微好氧条件下光合细菌可通过呼吸作用获取较多能量，提高对小分子有机物的同化能力，保持光合细菌的生长优势。
4、本发明使用臭氧氧化工艺处理发酵后除去菌体蛋白的上清水。由于使用菌发酵不能使水达到排放标准，因此后续使用臭氧氧化工艺进一步处理。臭氧是一种安全、无污染的高效氧化剂，处理后的水可以回收再利用。但单独使用臭氧效果不佳，需结合其他试剂使用。本发明选择过氧化氢、活性炭作为催化剂，过氧化氢可以促进大量的羟基自由基生成，而活性炭是还原物质，在分解过氧化氢的过程中，自身的表面也被氧化成具有氧化性能的基团，参与后续氧化反应，而且活性炭具有吸附、脱色作用，此外由于其多孔结构，具有固定化菌体作用，使未完全分离的菌体从废水中沉降，从而增加分离效果。
5、本发明使用混合器-气液混合泵提高臭氧在污水中的溶解率。一般提高臭氧在水解溶解率的方法有曝气、微射流、气液混合泵，其中气液混合泵效果较好，臭氧的溶解率在40%-70%，同时本发明中又增加了臭氧混合器设备，进一步更加了臭氧的溶解率。
