一种藻-菌协同净化餐厨污水的方法

本发明属于微生物及其组合物，尤其涉及一种利用藻-菌协同净化餐厨污水的方法。

背景技术：

1、利用微藻处理废水是一种生态可持续的技术方法，其可吸收并降解废水中的污染物，整个处理过程不仅能耗低，又能促进氮、磷等营养物质的循环利用，同时达到控制温室气体排放的目的。然而由于微藻的体积小，如何有效地从废水中收获微藻是限制藻类技术发展的关键因素。目前应用较多的收获技术，如浮选、重力和离心沉降、絮凝和超声聚集、过滤以及这些技术的组合，但这些方法的效率低或高成本限制了它们的应用。使用真菌辅助微藻生物絮凝同时用于微藻捕集和废水处理，由于其低成本和高效率而在近十年来引起了越来越多的关注。

2、近年来，随着人们的生活水平不断提高，餐厨垃圾的种类日渐复杂，一般由油、水、果皮、米粒、蔬菜以及纸巾等多种物质的混合物组成，其排放量大，处理难度大，如果直接将餐厨垃圾排放到自然环境中，容易腐坏，滋生细菌病毒，产生恶臭，造成严重的生态环境污染。目前利用复合菌剂液化餐厨垃圾的方法应用广泛，菌剂将固体垃圾液化为液体后有效实现了餐厨垃圾的减量化，过程中不产生二次污染，绿色环保，不失为餐厨垃圾处理站的最佳选择。

3、传统的餐厨垃圾主要采用化学药剂、压缩、过滤等方法减量化，减量效果差且成本高昂，处理过后的餐厨垃圾餐厨污水有机物、总氮、总磷等污染物含量高，无法直接排入城市污水处理管道，需要对其污染物进行净化，提升水质以达到污水排放标准。利用微生物可以有效去除餐厨污水中有机物质从而转化为生物质，目前一般采用好氧、厌氧细菌进行净化，但过程需要消耗能量且产生大量温室气体。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在餐厨污水中制备藻-菌颗粒并组合不同制备过程净化水质降低污染物含量的技术方法。为了实现上述发明目的，本发明提供一下技术方案:

2、本发明提供了一种藻-菌协同净化餐厨污水的方法，包括使用小球藻和黑曲霉对餐厨污水进行协同处理的步骤。

3、进一步地，所述使用小球藻和黑曲霉对餐厨污水进行协同处理的步骤包括如下a1和/或a2：

4、a1：将黑曲霉孢子和小球藻接种至灭菌的餐厨污水，培养，形成藻菌球粒，过滤，完成餐厨污水的一次处理；

5、a2：将黑曲霉孢子接种至灭菌的餐厨污水中，培养，形成菌丝球；菌丝球形成后在餐厨污水中加入小球藻继续培养，过滤，完成餐厨污水的一次处理。

6、所述步骤a1也可以理解为将一定密度的藻液和菌悬液一起添加至餐厨污水，同步颗粒化及污染物含量的降低，简称一步法。所述步骤a2也可以理解为将含有一定孢子密度的菌悬液加入到餐厨污水，成球后加入一定密度的藻液，菌颗粒捕获微藻的同时降低污染物含量，简称两步法。

7、进一步地，所述小球藻为小球藻chlorella sp. hq，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：cgmcc no.7601。

8、进一步地，所述黑曲霉为黑曲霉aspergillus niger hw8-1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：cgmcc no.23233。

9、进一步地，所述步骤a1中，餐厨污水中所述小球藻的密度为5×106~2×107个/ml，所述黑曲霉的密度为1×103~1×104个/ml。

10、进一步地，所述步骤a1中，餐厨污水中小球藻的藻密度为5×106个/ml；餐厨污水中黑曲霉孢子接种浓度为1×104个/ml。

11、进一步地，所述步骤a1中的培养条件为20~30 ℃，120~140 rpm条件下共培养48~96h。

12、进一步地，所述步骤a1中的培养条件为30℃，120rpm条件下共培养72h。

13、进一步地，所述步骤a2中，黑曲霉孢子的接种浓度为1×103~1×104个/ml，培养条件为，温度为20~30℃，120~140 rpm条件下共培养48~96h，形成菌丝球；加入小球藻的接种密度为5×106~2×107个/ml，培养条件为，温度为20~30℃，120~140 rpm的恒温水浴摇床中培养48~96h。

14、进一步地，所述步骤a2中，餐厨污水中黑曲霉孢子接种浓度为1×104个/ml；菌丝球的的培养条件为30℃，120rpm条件下共培养72h。

15、进一步地，所述步骤a2中，餐厨污水中小球藻的藻密度为5×106个/ml；加入小球藻后的培养条件为，30℃，130rpm的恒温水浴摇床中培养72h。

16、进一步地，所述方法依次包括步骤a1和a2；a1和a2的循环次数为至少一次。

17、进一步地，所述方法包括至少循环两次的步骤a2。

18、所述方法还包括将餐厨污水离心后取上清液，灭菌的步骤。

19、在本发明中，所述离心后的上清液的cod为3000~20300 mg/l，tn含量为40~224.22mg/l，tp含量为13~83.59 mg/l，浊度为47~80.24 ntu，色度为278~468 pcu。

20、进一步地，所述离心的转速为7500~8500 rpm，所述离心的温度为3~5 ℃，所述离心的时间为8~12 min。

21、进一步地，所述灭菌的温度为110~121 ℃，所述灭菌的时间为15~20 min。

22、本发明在处理餐厨污水的过程中无需稀释废水，不依赖于曝气，处理过程中采用组合模式运行，净化效果显著，在不同的环境条件下均可实现污染物在任意周期内达到去除效果的目的。

23、本发明中使用的餐厨污水为将餐厨垃圾经过微生物（复合菌剂）处理后，得到的液化了的餐厨垃圾的液体部分。所述餐厨污水中含有难降解的油脂、蛋白质、淀粉等大分子有机物，复合菌群多，酸碱度低，有机物浓度高，色度浊度高。所述餐厨污水的水质指标如下：化学需氧量（codcr）为19950.23±2262.17 mg/l，生化需氧量（bod）为15546.01±1834.23mg/l，总氮含量为200.42±27.22mg/l，总磷含量为42.67±1.59 mg/l，氨氮含量为85.21±10.61 mg/l。

24、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

25、1、本发明能够使微藻和真菌在净化废水的同时形成稳定且易于收集的颗粒，解决了目前微藻大规模利用捕获难的问题。本发明所述的黑曲霉hw8-1从生活污水中筛得，对环境有较好的适应性，能够在污染浓度高的环境下保持较好活性。本发明中藻菌协同处理污水的效果优于单一的菌或藻，尤其对于可生化性较强的餐厨污水。

26、2、本发明对具体的餐厨污水来源不作特别限定，本发明中所述餐厨污水无需稀释，离心灭菌后即可进行净化。

27、3、在培养结束后，藻菌形成的颗粒易于从水中分离，且处理后的餐厨污水浊度可以降低至26 ntu，色度可降低至183.5p cu。

28、4、本发明方法可以应用在净化餐厨污水回收生物质当中。利用本发明提供的培养方法可以有效利用餐厨中的氮磷等营养物质，使得城市生活污水得到净化。一步法可以去除73%以上的cod，84%以上的tn和85%以上的tp；两步法可以去除86%以上的cod，83%以上的tn和80%以上的tp；将两者组合后最高可以达到92%以上的cod去除率，70%以上的tn去除率和90%以上的tp。

29、5、本发明提供了一种用于净化餐厨污水的方法，包括一步法、两步法和组合序批法。餐厨污水中含量大量的有机物和氮磷等营养元素，无需额外添加营养盐，降低了藻菌的培养成本。藻菌协同利用餐厨污水中的污染物质并颗粒化，有效捕获的同时精华废水，有利于微藻低成本的规模化培养。

30、保藏说明

31、生物材料1

32、生物材料的菌株编号：hq。

33、生物材料的分类命名：小球藻（chlorella sp.）。

34、生物材料的保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

35、生物材料的保藏单位简称：cgmcc。

36、生物材料的保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码：100101。

37、生物材料的保藏日期：2013年05月07日。

38、生物材料的保藏中心登记入册编号：cgmcc no.7601。

39、生物材料2

40、生物材料的分类命名：黑曲霉（ aspergillus niger） 。

41、生物材料的菌株编号：hw8-1。

42、生物材料的保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

43、生物材料的保藏单位简称：cgmcc。

44、生物材料的保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码：100101。

45、生物材料的保藏日期：2021年9月16日。

46、生物材料的保藏中心登记入册编号：cgmcc no.23233。