一种利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法
【专利摘要】本发明公开了一种预处理食品废水从而释放营养物质培养藻类制备动物饲料同时处理高浓度食品有机废水的方法，首先通过单因子变化法找到废水预处理释放营养物质的最优条件，然后在最佳条件下对食品生产的原废水进行消化，预处理后的废水用于培养藻类以回收水中营养物质。该方法利用预处理酸化消化过程将废水中的大颗粒有机物中的营养物质释放并用于培养藻类，既对食品生产废水进行了经济高效处理，又可以通过培养藻类达到回收生物质用于制备动物饲料的双重目的。
【专利说明】
一种利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类 的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及环境治理技术领域，特别涉及一种利用硫酸消化食品生产废水以释放 营养物质并培养藻类的方法，具体来说就是通过单因子变化法找到废水消化的最佳条件， 然后在最佳条件下对食品生产的原废水进行消化，消化后的废水随后用于培养藻类以回收 水中营养物质。
【背景技术】
[0002] 具有高生产力的微藻在食品工业领域被认为是蛋白质、油类和多糖的潜在资源。 诸如小球藻和螺旋藻等含有有价值成分的藻种已经被用于食品生产。然而，高生产成本一 直都是限制藻类在食品行业应用的问题。有研究表明，培养基和二氧化碳的供应占跑道池 藻类培养生产成本的15.69%。用低成本的富营养废水取代培养基可以显著降低藻类的生 产成本。包括食品生产废水、市政废水和耕植废水在内的诸多废水已经被用于藻类培养。
[0003] 在不含有毒成分的食品废水中培养的藻类可用于食品生产。为降低藻类生物质的 生产成本，以往的研究中已经有多种低成本食品加工废水(例如奶酪加工废水、乳制品废水 和肉类加工废水等)被用于藻类培养。某些食品加工废水缺少一种或多种藻类生长所必需 的营养物质，此外，还有些食品加工废水含有很多藻类无法吸收的固体颗粒物。废水中的大 固体颗粒物不仅浪费营养物质而且阻碍藻类的生长，用预处理方法解决由大颗粒物造成的 此类问题一直都受到广泛关注。
[0004] 固体残渣的消化预处理包括酸消化和酶消化。酸消化已经被广泛用于固体废物的 消解，因为其相对于酶消化更经济也更好控制。已经有研究用硫酸将作物生物质残渣水解 并获得含高浓度营养物质的溶液。在消化后的溶液中，藻类的生长和油的产量都有显著提 高。关于有机物酸消化机理的研究表明具有强氧化性的硫酸可以破坏有机物的结构将其变 成能被藻细胞吸收的小分子并释放嵌入在有机物中的营养物质。据了解，酸消化还没有被 应用于食品加工废水的预处理，把酸消化应用于预处理将会提高食品加工废水的经济效益 和营养物利用率。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻 类的方法，通过单因子变化法找到废水消化的最佳条件，然后在最佳条件下对食品生产的 原废水进行消化，消化后的废水在8000转/分的条件下离心10分钟后用于培养藻类以回收 水中营养物质。
[0006] 该方法利用酸消化过程将废水中的大颗粒有机物中的营养物质释放并用于培养 藻类，既对食品生产废水进行了经济高效处理，又可以通过培养藻类达到回收生物质的目 的。
[0007] 本发明采用如下技术方案： 本发明利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法是通过单因子 变化法找到废水消化的最佳条件，然后在最佳条件下对食品生产的原废水进行消化，消化 后的废水在8000转/分的条件下离心10分钟后用于培养藻类以回收水中营养物质。
[0008] 所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法，其特征在 于:所述的最佳条件因废水的种类、地区差异等因素而有相应变化。
[0009] 所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法，其特征在 于:所述的最佳条件中的因子包括但不限于消化时间、消化温度和酸浓度。
[0010] 所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法，其特征在 于:所述的食品生产废水包括但不限于肉类加工废水、奶酪加工废水和乳制品废水。
[0011]所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法，其特征在 于:所述的8000转/分离心10分钟的离心条件并不是恒定不变的，可以根据废水种类和其他 不同情况进行相应调整。
[0012]所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法，其特征在 于：所述的藻类是小球藻属（Chlorella sp.)、筒柱藻属（Cylindrotheca sp.)、娃藻 (Diatom)、菱形藻（Nitzschia sp·)、裂壶藻（Schizochytrium sp·)、杜氏藻属 (Dunaliella)、概藻（Scenedesmus sp·)、微绿球藻（Nannochloris sp·)、衣藻属 (Chlamydomonas sp·)、扁藻(Tetraselmis sp.)或空球藻属(Eudorina sp·);所述的光合 细菌是蓝细菌（Cyanobacteria);所述的蓝细菌（Cyanobacteria)是聚球蓝细菌属 (Synechococcus)、大颤蓝菌属(Oscillatoria)、紫色细菌如红螺菌属(Rhodospirilium)、 红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)或红微菌属(Rhodomicrobium) 〇
[0013] 本发明的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法的具体 步骤如下： (1)最佳消化条件的确定： 通过单因子变化法确定相应废水的最佳消化条件，这里所指的因子包括但不限于消化 时间、消化温度和酸浓度。
[0014] (2)原废水的加酸消化： 在通过(1)所找到的最佳条件下对对应原始废水进行酸消化处理。
[0015] (3)对消化后的废水离心处理： 对消化充分后的废水进行离心处理，离心条件优选8000转/分并离心10分钟。该离心条 件并不限定，可根据实际情况进行相应调整。
[0016] (4)藻类培养： 根据所培养藻类所需培养条件，利用酸消化并离心后的废水培养藻类。
[0017] 附图附表说明 表一为消化前废水营养盐剖面 表二为确定最佳消化条件时单因子变化 图1为消化时间对废水营养盐剖面的影响：（a)屠宰废水营养盐剖面的变化；（b)炼油废 水营养盐剖面的变化 图2为酸浓度对废水营养盐剖面的影响：（a)屠宰废水营养盐剖面的变化；（b)炼油废水 营养盐剖面的变化 图3为消化温度对废水营养盐剖面的影响：（a)屠宰废水营养盐剖面的变化；（b)炼油废 水营养盐剖面的变化
【具体实施方式】
[0018] 下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0019] 实施例1 本实施例中的食品废水取自江西南昌某肉类加工厂的屠宰废水和炼油废水，废水的营 养盐剖面如表一所示。在用于培养藻类之前，废水在一定条件下经硫酸消化后需在8000转/ 分的条件下尚心10分钟。
[0020] 如本发明所述的步骤(1)，运用单因子变化法确定不同废水的最佳消化条件。通过 改变消化时间、消化温度和酸浓度三个因子来确定最佳的优化条件，实验条件设计如表二 所示。实验过程中将懸-1^1^?、0?四个参数作为评价因子，在调节单因子变量时，上述 四个评价因子浓度变化如图1 -3所示。
[0021] 如本发明所述步骤(2)(3)，在步骤（1)中确定的最佳消化条件下将废水消化后，将 消化后的废水在8000转/分的条件下离心10分钟。
[0022] 在离心后获得的消化废水中接种合适的藻类以收获生物质。
[0023]结果显示，当变量为消化时间时，屠宰废水的COD、TN、TP浓度分别提高了 92 · 44 %、39 · 46 %、56 · 51 %，而炼油废水的 COD、TN 和 TP 浓度分别提高了 125.64 %、11.41%、 11.29% ;当变量为酸浓度时，屠宰废水的⑶D、TN、TP浓度分别提高了106.87%、31.53%、 57.26%，而炼油废水的C0D、TN、TP浓度分别提高了 108.55%、16.57%、15.59%;当变量为 消化温度时，屠宰废水的C0D、TN、TP浓度分别提高了 107.73%、31.53%、58.01 %，而炼油废 水的COD、TN、TP浓度分别提高了 115.90 %、29.44 %、17.47 %。由以上数据不难看出经过酸 消化后的废水营养物质有很大提高，有助于废水中营养物质的回收和后期藻类培养。
[0024] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0025]
【主权项】
1. 一种利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方法，其特征在于： 所述的方法是通过单因子变化法找到废水消化的最佳条件，然后在最佳条件下对食品生产 的原废水进行消化，消化后的废水在8000转/分的条件下离心10分钟后用于培养藻类以回 收水中营养物质。2. 如权利要求1所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方 法，其特征在于:所述的最佳条件因废水的种类、地区差异等因素而有相应变化。3. 如权利要求1所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方 法，其特征在于:所述的最佳条件中的因子包括但不限于消化时间、消化温度和酸浓度。4. 如权利要求1所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方 法，其特征在于:所述的食品生产废水包括但不限于肉类加工废水、奶酪加工废水和乳制品 废水。5. 如权利要求1所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方 法，其特征在于:所述的8000转/分离心10分钟的离心条件并不是恒定不变的，可以根据废 水种类和其他不同情况进行相应调整。6. 如权利要求1所述的利用硫酸消化食品生产废水以释放营养物质并培养藻类的方 法，其特征在于:所述的藻类是小球藻属（GWoreDa S/7.)、筒柱藻属（S/7. )、娃藻（Pia ?ο?)、菱形藻（jVi izscAia SjO.)、裂壶藻（SjO.)、杜氏藻属 、概藻（《Sce/jec/esffit/s SjO.)、微绿球藻（7Va/3/3〇cA_/oris SjO.)、衣藻属 (Chlamydomonas sp·、、扁薇（Tetraselmis sp·、或空诛薇Ms(Eudorina sp.~) 〇
【文档编号】C12N1/12GK105969665SQ201610346831
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】周文广, 文胤泽
【申请人】南通清波环保科技有限公司