酵母菌在水处理中的应用

1、含油废水的来源、危害和性质含油废水的来源、危害和性质含油废水的常用处理方法含油废水的常用处理方法用酵母菌处理含油废水的优点用酵母菌处理含油废水的优点酵母菌处理技术的发展和应用实例酵母菌处理技术的发展和应用实例内内 容容 含油废水的来源很广,其中主要有石油工业的炼油厂含油废水、铁路机务段的洗油罐含油废水、拆船厂的油货轮含油废水、油轮压舱水、洗舱水、机械切削加工的乳化油废水、以及餐饮业、食品加工业、洗车业排放的含油废水等。含油废水的来源含油废水的来源 油类物质漂浮在水面,形成一层薄膜,能阻止空气中的氧溶解于水中,使水中的溶解氧减少,致使水体中浮游生物等因缺氧而死亡,也防碍水生植物的光合作用,从而影

2、响水体的自净作用,甚至使水质变臭,破坏水资源的利用价值，而且在水体表面的聚结油还有可能燃烧而产生安全问题。含油废水的危害含油废水的危害 另外,由于溢油的漂移和扩散,会荒废海滩和海滨旅游区,造成极大的环境危害和社会危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烃,被鱼、贝富集并通过食物链危害人体健康。因此,对石油和石化等行业产生的含油废水进行有效处理是极其必要的。 浮油,其粒经一般大于100,以连续相的形式漂浮于水面,形成油膜或油层; 分散油,以微小的油滴悬浮于水中,不稳定,静置一段时间后通常变成浮油,油滴的粒经一般介于10100之间; 含油废水的性质含油废水的性质 根据含油废水来源和油类在水中的存在形式

3、不同，分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类: 乳化油,当废水中含有某种表面活性剂时或油水混合物经转数为3000r/min左右的离心泵高速旋转后,油滴便成为稳定的乳化液分散于水中,油滴粒经极小,一般小于10,多数在0.12之间,单纯用静置方法分离较困难; 溶解油,以一种化学方式溶解的微粒分散油,油粒直径一般小于0.1。 含油废水的处理方法含油废水的处理方法使油水分离,首先要破坏油珠的界膜，使油珠相互接近并聚集成大滴油珠，从而浮于水面。破乳破乳后再处理乳化液经破乳除油后，一般尚需进一步处理。破乳方法破乳方法高压电场药剂破乳离 心超 滤盐析法凝聚法酸化法盐析凝聚混合法生物氧化法膜过滤法电磁吸附法粗粒

4、化法吸附法气浮法重力分离法破乳后破乳后再处理再处理方法名称方法名称 适用范围适用范围 去除去除粒径粒径/ 主要优点主要优点主要缺点主要缺点重力分离重力分离浮油浮油, ,分散油分散油6060效果稳定效果稳定, ,运行费用低运行费用低占地面积大占地面积大加压气浮加压气浮分散油、乳化分散油、乳化油油1010效果好效果好, ,工艺成熟工艺成熟占地面积大占地面积大, ,浮油难处理浮油难处理化学凝聚化学凝聚乳化油乳化油1010效果好效果好, ,工艺成熟工艺成熟占地大占地大, ,药剂用量多药剂用量多, ,污泥难处理污泥难处理电解电解乳化油乳化油1010除油率高除油率高, ,连续操作连续操作装置复杂装置复杂,

5、 ,耗电量大耗电量大, ,消耗大量铝材消耗大量铝材, ,难大型难大型化化电磁吸附电磁吸附乳化油乳化油6060除油率高除油率高, ,装置占地面积小装置占地面积小耗电大耗电大, ,工艺未成熟工艺未成熟膜过滤膜过滤乳化油、溶解乳化油、溶解油油601010出水水质好出水水质好, ,投资少无浮油投资少无浮油反吹操作要求较高反吹操作要求较高粗粒化粗粒化分散油、乳化分散油、乳化油油1010设备小型化设备小型化, ,操作简单操作简单滤料易堵滤料易堵, ,存在表面活性剂时效果差存在表面活性剂时效果差活性污泥活性污泥溶解油溶解油1010出水水质好出水水质好, ,基建费用低基建费用低进水要求高进水要求高, ,操作费

6、用高操作费用高生物滤池生物滤池溶解油溶解油1010适应性强适应性强, ,运行费用低运行费用低基建费用高基建费用高吸附吸附溶解油溶解油1010出水水质好设备占地面积出水水质好设备占地面积小小吸附剂再生困难吸附剂再生困难, ,投资较高投资较高由上表比较可以看出，含油废水的处理方法虽然较多，但各种方法都有其局限性， 如果只使用单一的处理方法，难以达到满意的效果，在实际应用中通常是采用几种方法结合在一起，形成多级处理的工艺，从而实现良好的除油效果，使出水水质达到废水排放标准。含油废水水质分析含油废水水质分析含油废水类型COD/（mg/L）BOD/(mg/L)SS/(mg/L)油/（mg/L）油公司25

7、00-150001000-6000350-800300-3500洗毛废水5000-120004000-500006000-50000 由上表中数据可知，这类废水的BOD5/COD较高，可生化性较好，宜采用生化法；但由于油脂含量较高，常用的活性污泥法与厌氧处理法在这类废水的处理上都有问题，因为厌氧条件下细菌不能产生脂肪酶，而用活性污泥法处理时,在曝气过程中会造成油脂的上浮，因此要增加预处理工艺进行除油，如（如酸化除油、隔油、气浮除油等) 。 这使得工艺更加复杂，另一方面效果也不理想（以酸化除油为例，在油几乎全部被除去的情况下，COD去除率仅为7080，并且酸化后还需加碱中和才能用活性污泥法处理）

8、，而且对处理过程中排放的废油处置也是一个难题。另外，活性污泥法将的40%60%转化为剩余污泥，而厌氧处理也会导致一部分有机物转化为剩余污泥，污泥的填埋需要大量的土地,而污泥堆肥技术的推广多年来也一直未能突破，剩余污泥的处置问题也越来越显著。 酵母菌处理技术是近年来在日本发展起来的一种新型有机废水的生物处理技术。 酵母菌经过长期自然选择，对高糖环境、高碳环境、高渗透压环境等具有较强的适应性，而且，酵母菌为真菌类微生物，它在分解酶等方面与常规处理法中使用的细菌相比也有自身的一些特异性，同时剩余的酵母菌可以用作单细胞蛋白（SCP），不存在污泥处置的问题。这使其与其它生物处理技术相比，在处理负荷、污泥

9、生成量、需氧量和耐渗透压等方面具有很大优势。酵母菌处理技术的优点酵母菌处理技术的优点 酵母菌和细菌的异同酵母菌和细菌的异同特 征酵 母 菌细 菌细胞形态多为单细胞，球形、椭圆形等，有的有假菌丝单细胞，呈球状、杆状等细胞大小细胞直径或宽度25m，长度530m细胞直径或宽度为0.3 0.6m菌落形态较大、厚，光滑、粘稠，易挑起。乳白色，少数红色一般为易挑起的单细胞菌落，有各种颜色，表面特征各异繁殖方式一般为芽殖，少数为裂殖，有的产子囊孢子一般为裂殖细胞结构具有完整的细胞核、线粒体和内质网等；核糖体为80S；细胞壁组成主要是葡聚糖和甘露聚糖等只有拟核，无线粒体、内质网等；核糖体为70S；细胞壁主要成

10、分是肽聚糖和脂多糖等生长pH偏酸性中性偏碱活性污泥法和酵母菌技术的比较活性污泥法和酵母菌技术的比较BOD，SS负荷Kg（BOD）/(Kg(SS)*d)BOD容积负荷Kg（BOD）/(m3*d)需氧量KgO2/Kg（BOD）污泥生成量Kg（SS）/Kg（BOD）活性污泥法0.2-0.40.6-0.810.4-0.6酵母处理法0.5-1.58-100.60.2-0.3 可见，酵母菌处理工艺与活性污泥工艺相比具有负荷高、污泥生成量小、需氧量小等优点。 20世纪70年代开始，日本有人开始研究用酵母菌处理发酵废水等高浓度有机废水，在80年代末，日本一家公司解决了酵母菌处理技术的实用化问题。该公司将酵母菌

11、处理工艺用于活性污泥的前段处理，用于最大限度地降低废水的有机负荷。处理后的废水用常规活性污泥法等工艺进行进一步处理即可达标。目前日本已建成了近50套使用该工艺的处理装置，用于处理含油废水、水产品加工废水、发酵工业废水、制酱废水等。酵母菌处理技术的发展和应用酵母菌处理技术的发展和应用 在国内,利用酵母菌处理废水的工作仍基本停留在生产单细胞蛋白的基础上,如有些味精厂采用酵母菌处理味精废水,主要目的是获得单细胞蛋白,出水仍属高浓度有机废水。中科院生态环境研究中心从1998年开始着手进行有关酵母菌处理技术的研究工作，目前已从色拉油加工废水、味精废水、油田废水、染料废水等环境中筛选到一批酵母菌，有关色拉

12、油加工废水、味精废水的酵母菌处理研究已经取得了一定的进展。某食品加工厂进水情况与操作条件某食品加工厂进水情况与操作条件参数流量(m3/d)BODCODMn(mg/L)SS(mg/L)油BOD负荷(kg/d)BOD容积负荷(kg/m3*d)(mg/L)(mg/L)运行值135-2452920-158001000-10800650-321041-1212475-14004.39-12.96平均值1895213315313606079859.12参数酵母菌浓度(mg/L)BOD污泥负荷(kg/kg*d)水温（度）pHDOSV30曝气速率(m3/min)(mg/L)(%)运行值8000-135000.

13、65-1.3323.5-48.06.0-6.50.32-1.1150-6011-25平均值100000.9127.36.50.785321某食品加工厂废水处理效果某食品加工厂废水处理效果参数BOD（mg/L）COD(mg/L)SS(mg/L)T-N(mg/L)T-P(mg/L)油(mg/L)进水52183513136019838606酵母池出水118117951092219酵母池去除率97.796.392.944.942.196.9接触氧化出水1223181670曝气池去除率89.88781.185.368.2100 从表中可以看出，在BOD平均负荷大于9Kg/(3)的条件下，酵母菌对于BOD

14、、COD、油等的去除率均达到了95%以上的水平。该废水中的油含量、水量及其它进水条件变化幅度也较大，但实践表明这些变化并未影响处理效果及出水水质，这表明酵母菌处理系统对进水也同时具有较高的抗冲击能力。 当前高含油废水（如豆油加工厂的生产废水）通常用气浮法等物化法进行前处理除去大部分油再进行其它处理，而某制油厂利用从工业废水中分离出来的酵母菌进行无预处理的生物处理尝试，获得了较好的效果 。某制油厂污水处理操作条件某制油厂污水处理操作条件处理量m3d-1池容积m3进水油mg/L油负荷kgkg-1 d-1BOD负荷kgkg-1 d-1微生物浓度mgL-1酵母池0.37-0.831.06670-173

15、000.3-0.90.6-1.47000-16000活性污泥池0.37-0.831.554-1980.01-0.030.1-0.31500-3000 酵母处理工艺各段处理效果酵母处理工艺各段处理效果油（mg/L）BOD(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)进水1190018200393008700酵母池出水1178381810509酵母池处理效率（%）99959394活性污泥池出水212657 对于平均含油量达11900/的废水,酵母菌处理可以达到除油率99%的效果，这是一般的生物处理法无法可比的。由此可见，采用酵母菌作为前处理可去除绝大部分的污染物，其出水经过常规活性污泥法处理可一次性达标。将酵母菌处理部分与活性污泥部分相联合，可以用来直接处理高含油废水，而无需再设单独的预处理除油设施。 由于酵母菌能在高糖环境种生存，因此在食品加工废水（制油废水、制糖废水，酒精废水等）、酿造废水的处理上都有较强的应用前景。由于这些废水大部分为无毒、无害废水，因此处理废水所得到的酵母细胞将考虑作为饲料。在这些研究和应用的基础上，酵母菌处理废水技术将在以下三方面具有很好的研究和应用前景：应用展望应用展望 厌氧环境难于处理的高蛋白废水、高硫废水。这主要是利用酵母菌的耐高渗透压能力。 抗生素废水。酵母菌在大量抗生素的