Способ очистки жиросодержащих сточных вод

 

Использование: очистка сточных вод пищевой промышленности. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают культурой Asperqillus niger (штамм 288) при pH 4,5 - 5 и температуре 28 - 30°с в течение 48 - 50 ч. 2 табл.

Изобретение относится к способам биохимической обработки сточных вод пищевых предприятий, в частности, масложировой промышленности.

Известен способ очистки сточных вод производства пальмового масла [1], которые содержат белковые и жировые вещества, а также большое количество взвешенных частиц. В этом методе предусмотрены центрифугирование и последующая обработка сточных вод активным илом.

Недостатком указанного способа является его неэкономичность, так как активный ил не находит дальнейшего применения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки сточных вод пищевых производств [2], согласно которому предлагается проводить культивирование грибов, в частности Aspergillus orysae, Asp. fumigatus, Asp. niger, Trichoderma viride, на сточных водах, содержащих органические отходы, с целью снижения химического потребления кислорода (ХПК). Затем предусмотрена фильтрация, при этом вместе с мицелием задерживаются и твердые частицы, не утилизированные в процессе биологической обработки. Поэтому при подборе соответствующих микроорганизмов для повышения эффективности фильтрования отдается предпочтение грибам, способным образовывать нитевидный мицелий. Проводить стерилизацию стоков для последующего культивирования отобранных штаммов микроорганизмов невыгодно. Поэтому с целью замедления развития посторонней микрофлоры предложено вести процесс при рН=3-3,5. Для создания благоприятных условий роста мицелиальных грибов процесс очистки проводят только в аэробных условиях. Осадок, оставшийся после фильтрации, рекомендуется использовать в качестве кормовой добавки.

Недостатком указанного способа является использование в процессе очистки патогенных микроорганизмов, что снижает биологическую ценность полученной кормовой биомассы. Некоторые штаммы Asp. fumigatus являются возбудителями легочных заболеваний у домашних птиц, тогда как предлагается использовать сухой остаток как кормовую добавку на птицефермах. А также по этому способу предусмотрено выделение из сточных вод только твердых частиц, тогда как при культивировании некоторых рекомендуемых видов грибов происходит выделение во внешнюю среду веществ, относящихся к группе антибиотиков, например: Asp. orysae - коевая кислота; Asp. fumigatus - фумигацин, глитоксин, аспергеллин, синулозин; Trichoderma viride - виридин, что не может не отразиться на окружающей среде при сбросе таких фильтратов в водоем. Недостатком указанного способа является также ограниченность его применения. Рекомендуется использовать этот метод для очистки сточных вод, содержащих крахмалистые отходы и отходы бродильных производств. С другой стороны, представляет интерес широкое использование биологической очистки в различных отраслях пищевой промышленности.

Целью изобретения является повышение степени извлечения загрязняющих компонентов стоков и увеличение прироста биомассы микроорганизмов с дальнейшим использованием ее в качестве корма для животноводства.

Это достигается тем, что осуществляют обработку сточных вод активной культурой микроорганизмов вида Aspergillus niger штамм 288 (Asp. niger 288) при начальном рН 4,5-5 и температуре 28-30^оС в течение 48-50 ч.

Исследования проводились на модели сточных вод майонезного производства, как наиболее характерного для масложировой промышленности и, кроме того, трудно поддающегося очистке традиционными способами. Состав стока, г/л: майонез 30; Na₂CO₃ 5.

После стерилизации автоклавированием (0,5 ч при 1 АТм) образцы сред засевались подготовленной культурой Asp. niger 288.

За показатель эффективности обработки сточных вод принят прирост биомассы микроорганизма, происходящий за счет потребления углерода жировых веществ, входящих в состав загрязняющих компонентов стока.

В первых четырех примерах при выявлении оптимальных физико-химических параметров процесса культивирования гриба Asp. niger 288 результат определяется через 48-50 ч после засева среды, так как этого времени достаточно, чтобы получить результат, достоверно отражающий влияние рассматриваемых параметров на физиологическое состояние микроорганизма.

Повышение степени извлечения загрязняющих компонентов осуществляется за счет возможности их утилизации грибом Asp. niger 288, который обладает сильной ферментативной системой, действующей в оптимальных физико-химических условиях.

Увеличение биомассы происходит за счет того, что вещества, находящиеся в стоке, используются в качестве субстрата для построения клеточного материала.

Обработка сточных вод Asp. niger 288 проводилась при рН 4,5-5, так как при более низких значениях рН микроорганизм не развивается, а при более высоких происходит снижение ферментативной активности Температура обработки должна быть выдержана в пределах 28-30^оС, так как при значениях ниже 28^оС гриб развивается слабо, а при значениях больше 30^оС происходит ухудшение физиологического состояния микроорганизма.

Обработка в течение 48-50 ч достаточна, так как в этот период укладываются этап адаптации Asp. niger 288 и этап роста гриба.

Из научно-технической литературы не были обнаружены отличительные от прототипа признаки в данной и смежных областях промышленности.

П р и м е р 1. В среду, имитирующую сточные воды майонезного производства, вносили подготовленную культуру Asp. niger 288 до содержания биомассы 0,9 г/л. Предварительно образцы сред подкисляли до рН=7,0. Культивирование вели при температуре 30^оС.

Прирост биомассы составил через 48 ч 1,5 г абсолютно сухого вещества на 1 л культуральной жидкости (г АСВ/л).

П р и м е р 2. Способ осуществляли согласно примеру 1, только культивирование проводили при температуре 37^oС. В этом случае роста мицелия не наблюдается, кроме того, в конце процесса рН среды повысилось до 9,3, что свидетельствует о произошедшем автолизе клеток микроорганизма.

П р и м е р 3. Способ осуществлялся согласно примеру 1, только культивирование вели при рН=4,5 и температуре 37^оС. В этом случае роста мицелия не наблюдается.

П р и м е р 4. Способ осуществлялся согласно примеру 1, только культивирование вели при рН, равном 3,0; 4,5; 5,0; 6,0, и температуре 30^оС. Результат отражен в табл. 1.

Лучший результат получен при работе с микроорганизмом при рН=4,5 и температуре 30^оС.

П р и м е р 5. Способ осуществлялся согласно примеру 1, культивирование проводилось при рН=4,5 и температуре 30^оС. Результаты, полученные через 24 ч, 48 и 72 ч, представлены в табл. 2.

Из анализа таблицы можно сделать вывод, что происходит значительный прирост биомассы за счет потребления загрязняющих компонентов стока, о чем можно судить по значению ХПК. Но с 48 ч по 72 ч происходит также увеличение содержания органических кислот, вследствие чего резко увеличивается ХПК. Поэтому оптимальным является процесс длительностью 48-50 ч.

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества: получение полноценного кормового белка, что предполагает частичную окупаемость процесса очистки стоков; использование непатогенного микроорганизма; обработка жиросодержащих сточных вод, трудно поддающихся очистке традиционными способами; увеличение выхода кормовой биомассы.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД, предусматривающий введение в сточные воды культуры микроскопических грибов, отличающийся тем, что в качестве грибов используют штамм Aspergillus niger 288, при этом рH и температуру сточной воды поддерживают в интервалах 4,5 - 5 и 28 - 30^оС соответственно, а обработку воды осуществляют в течение 48 - 50 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2