[发明专利]利用酵母废水和啤酒废水生产的微生物絮凝剂及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程废水处理及资源化领域。涉及到微生物絮凝剂的发酵生产。具体是利用酵母废水、啤酒废水做培养基发酵生产微生物絮凝剂。

背景技术

絮凝剂广泛应用于给水、工业废水、城市污水及污泥脱水、发酵工业后处理、食品工业等领域中。絮凝剂主要有无机絮凝剂、人工合成有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂等三大类。

铁盐、铝盐等无机絮凝剂，成本低，效果好，但易造成二次污染，并产生大量的含铁、铝污泥，处理处置难度大。此外，铁盐通常还有一定腐蚀性，而且容易残留铁离子，使被处理液带有颜色，影响水质。铝盐的摄入与目前日益增多的老年性痴呆症的引发有直接关系。有机合成高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺等本身没有毒性，但其难于降解、易造成二次污染，单体丙烯酰胺的残留也是一个令人十分担忧的问题，这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变)，许多国家已禁止或限量使用此类絮凝剂。天然高分子絮凝剂往往需要进行化学改性，其效能不如合成高分子絮凝剂理想，在研究和应用上有较大的局限。因此当前亟待研究开发高效、无毒、无二次污染、经济适用的絮凝剂。

微生物絮凝剂是一类由微生物产生的有絮凝活性的次生代谢产物，如糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素和DNA等，是天然生物高分子絮凝剂的重要种类。微生物絮凝剂具有以下几大特点：

（1）无毒无害，安全性高。经小白鼠安全性试验证明，微生物絮凝剂能用于食品、医药等行业的发酵后处理。

（2）易被微生物降解，无二次污染。

（3）对多种废水有絮凝效果，脱色效果独特。

（4）某些微生物絮凝剂的pH和热稳定性好、用量小。

由于微生物絮凝剂具有微生物的某些特性，同时也具有天然有机高分子絮凝剂的特性，可以克服无机和有机高分子絮凝剂所固有的缺陷，最终实现处理后水的无污染排放，因而微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂研究的热点与新的发展方向。

现在制约微生物絮凝剂工业化生产的主要问题在于生产成本太高。目前大多微生物絮凝剂发酵培养基碳源用葡萄糖10~20g/L，氮源用酵母膏（0.5g/L）、脲（0.5g/L）蛋白胨（1.0g/L）或硫酸铵等复合物，这些价格较贵的试剂使絮凝剂价格高居不下，利用微生物絮凝剂处理废水，投加费用在1.5元/吨水以上，而无机絮凝剂的费用仅为0.1~0.3元/吨水，因此尽管微生物絮凝剂为绿色水处理剂，安全无毒，但不具备价格竞争优势，得不到大规模生产和使用。

针对此问题，研究者试图利用废水做培养基来降低成本，如马放、朱艳彬等利用谷氨酸发酵废水制取微生物絮凝剂（申请号200610010368.1），聂麦茜、和玲等利用淀粉废水做碳源发酵生产絮凝剂（申请号200810017351.8）。但这些培养基仍以人工营养成分为主，废水中的营养物质为辅。废水主要提供碳源或氮源中的一种，而生长因子等其他营养物质需人工添加，成本降低幅度有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种生产微生物絮凝剂的方法，其充分利用发酵废水中丰富的氮源、生长因子与啤酒废水中丰富的碳源，将两者混合作为产絮烟曲霉原变种培养基，仅需添加一定量的磷酸盐便可以获得较高的微生物絮凝剂产率。

利用酵母废水和啤酒废水生产微生物絮凝剂的方法，将酵母废水和啤酒废水混合，并添加磷酸盐，得到混合废水培养基，在该混合废水培养基中接种烟曲霉原变种（Aspergillus fumigatus），发酵生产微生物絮凝剂。

优选地，通过控制酵母废水和啤酒废水的比例使混合废水培养基中总糖浓度为4~12g/L，碳氮比为1:8~1:12。

优选地，所述磷酸盐为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾。

优选地，所述磷酸二氢钾的添加量为1.0~3.0g/L，磷酸氢二钾的添加量为2.0~6.0g/L。

优选地，所述培养基pH值控制在6.0~7.0。

优选地，所述发酵时间为5~7d，发酵温为度28°C~32°C，发酵时搅拌速度为120~180r/min。

优选地，所述烟曲霉原变种为烟曲霉原变种（Aspergillus fumigatus）HHE-A8，由中国典型培养物保藏中心保藏，其简称为CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO:M2012081，保藏日期为2012年3月14日。