淺析利用酵母菌處理養(yǎng)殖廢水

馬源　王小紅　古貴州　劉忠

【摘 要】本文以合成轉(zhuǎn)化的思路替代硝化反硝化作用的思路處理豬場厭氧消化液，從而達(dá)到降低沼液中氨氮和回收酵母，實現(xiàn)廢水再利用。

【關(guān)鍵詞】酵母菌；沼液；廢水

近年來我國大中型沼氣工程發(fā)展迅速，在新能源發(fā)展和農(nóng)村環(huán)境改善等方面發(fā)揮了巨大作用，然而厭氧發(fā)酵剩余物（沼液）存在量大、集中的特點，但是目前沼液防病抑菌的機理和沼液施肥方式對其有效利用的影響都尚不能完全明確，沼液可以直接用于農(nóng)田灌溉用作有機肥，但實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)處理的沼液直接用于農(nóng)田灌溉會產(chǎn)生燒苗、瘋長的現(xiàn)象。很多地方的農(nóng)民已經(jīng)完全不能接受沼液用于農(nóng)田灌溉的應(yīng)用方式。另一方面，由于規(guī)模化養(yǎng)豬場每天沼液產(chǎn)量很大，而周邊農(nóng)田面積有限，即便農(nóng)民愿意接受沼液直接灌溉，過多的招液和較少的農(nóng)田也無法從根本上解決問題。這就導(dǎo)致大量沼液向周邊溝渠、池塘、河流以及水庫排放，對環(huán)境造成極大的危害。此外厭氧消化后的沼液往往伴隨著黑臭，對環(huán)境有著直接的影響。由此可見，沼液對環(huán)境造成的二次污染是豬場擴大生產(chǎn)的重要限制因素。由于國家對環(huán)境保護(hù)重視度的增加，污水排放的標(biāo)準(zhǔn)有越來越嚴(yán)格的趨勢。因此，對沼液的處理成為養(yǎng)殖場急需解決的瓶頸問題。也是養(yǎng)殖場擴大再生產(chǎn)的重要限制因素。

目前污水工藝處理的基本原理都是基于硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌來降解氨氮，且由于氨氮被大量降解，無法將氨氮資源化利用，造成巨大浪費。拋離傳統(tǒng)的利用硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的硝化反硝化作用的凈化思路，改用細(xì)胞大，代謝旺盛，沉降系數(shù)好、對高濃度廢水及低耐受性好的酵母作為處理畜禽廢水的菌株，并且酵母的大量繁殖可將廢水轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞單胞，酵母菌既有細(xì)菌的特點，如以單細(xì)胞形式存在、生長繁殖快、能形成較好的絮體，因此可適用于多種不同的生物反應(yīng)器，同時酵母又具有絲狀真菌的特點，細(xì)胞較大，代謝旺盛，耐酸，耐高滲透壓，耐高濃度的有機底物，污泥負(fù)荷可以高出常規(guī)活性污泥的數(shù)倍，酵母菌廢水處理中產(chǎn)生的剩余污泥富含蛋白質(zhì)和多種氨基酸，具有很高的詞料價值和潛在的回收利用價值。因此該技術(shù)特別適合于高濃度有機廢水的處理，而且具有處理效率高，需要場地小，處理成本低等特點，適合在中小型企業(yè)推廣應(yīng)用。酵母菌對于一些普通活性污泥不易處理的工業(yè)廢水，如高酸和高鹽環(huán)境下的廢水處理具有優(yōu)越性，酵母菌有較高的耐鹽能力，從而與常規(guī)生物廢水處理技術(shù)起到互補作用。另外，酵母菌與活性污泥法相比，處理負(fù)荷高，需要反應(yīng)池小，產(chǎn)生的剩余污泥少，便于后續(xù)處理，應(yīng)用前景廣泛。

酵母是一些單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧環(huán)境下都能生存，屬于兼性厭氧菌，在有氧氣的環(huán)境中，酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。無氧的條件下，將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精，非系統(tǒng)演化分類的單元。是子囊菌、擔(dān)子菌等幾科單細(xì)胞真菌的通稱，可用于釀造生產(chǎn)，有的為致病菌，是遺傳工程和細(xì)胞周期研究的模式生物。酵母菌是人類文明史中被應(yīng)用得最早的微生物?？稍谌毖醐h(huán)境中生存。目前已知有1000多種酵母，根據(jù)酵母菌產(chǎn)生孢子（子囊孢子和擔(dān)孢子）的能力，其中自然界分布較廣的主要是出芽生殖的酵母，分布最廣最有代表性的為假絲酵母，在各種高滲透壓環(huán)境，高糖環(huán)境，甚至在石油（高碳）環(huán)境中均有大量分布；假絲酵母對環(huán)境的適應(yīng)性高，使得其處理高濃度有機廢水成為可能。

20世紀(jì)70年代后期酵母菌已經(jīng)開始應(yīng)用于有機廢水處理，啤酒生產(chǎn)廢水和食品加工廢水的處理的高效處理系統(tǒng)已經(jīng)被日本科學(xué)家從環(huán)境工程的角度進(jìn)行了工藝設(shè)計，酵母菌從此正式應(yīng)用于有機廢水處理。

在利用酵母生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白已經(jīng)成為一種被廣泛接受的常用技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵點在于廉價碳源的尋找，例如酒精廢液，糖蜜廢液等高廢液往往能較好的提供酵母所需碳源。但由于沼液中的碳素不易被酵母利用，真正可行的以環(huán)境處理為最終目的并最終應(yīng)用于應(yīng)用于沼液處理的相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外幾乎沒有。

本技術(shù)利用一種具有極高耐污能力和快速生長能力的酵母菌將沼液中絕大部分的無機氮、氨基酸、微量元素以及部分有機污染物轉(zhuǎn)化為菌體，然后將菌體通過過濾的方式收集，一方面將菌體制成高蛋白飼料或工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基原料，從而實現(xiàn)沼液的資源化利用。

該工藝主要利用酵母吸收沼液中氨氮合成菌體的作用達(dá)到去除沼液中氨氮的作用，并用做回流，降低氨氮對厭氧池污泥的毒害作用，將無機氮合成為有機氮，資源化利用了沼液中的氨氮，并初步處理沼液，降低其大部分氨氮，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行處理可以得到達(dá)標(biāo)的出水，消毒后可作為回流水沖洗豬舍；而得到的酵母菌體又可作為工業(yè)碳源或是酵母飼料的原料，進(jìn)一步降低成本，體現(xiàn)了循環(huán)利用的思路。解決了長期以來困擾豬場沼液處理的問題，形成了成本較低，處理效果較好的可行技術(shù)；為豬場廢水處理提供了新的思路，也為養(yǎng)豬場場的擴大再生產(chǎn)掃清了道路。

工藝流程圖

【參考文獻(xiàn)】

[1]王凱軍.厭氧水解一好氧處理工藝的理論與實踐[J].中國環(huán)境科學(xué)，1998，18⑷.

[2]郭靜斐.生物接觸氧化工藝處理高含鹽廢水實驗研究[D].長安大學(xué)環(huán)境工程系，2008.

[責(zé)任編輯：王楠]