一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法，包括：白腐真菌培养：使用冻干菌粉在无菌环境下使用固体培养基活化，再使用液体培养基继代培养获得菌丝悬浮液；酶的分离纯化：将白腐真菌培养液离心或用其他物理方法，分离菌丝和孢子得到粗酶液，或进一步使用离子交换层析法分纯化木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)、漆酶(Lac)；酶的固定化：使用海藻酸钙包埋或相关载体固定化技术进行氧化酶的固定化；污泥预处理：污泥不进行灭菌处理，等量投加固定化后的酶于污泥中，随后投入反应器，将反应器置于28℃、150rpm条件的恒温摇床中培养4

【技术实现步骤摘要】
一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理的
，特别涉及一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法。

技术介绍

[0002]近十年来，国内污水处理厂污泥每年产量已经超过6000万t(以含水率80％计)，污泥的处理和处置成本高达污水处理厂总运营成本的60％。污泥的处理流程通常先浓缩再脱水，通过稳定化降低污泥中的有机物含量，最终填埋或焚烧，由于污泥的成分复杂且处理效率不高，污泥的处置通常伴随着有毒有害物质导致环境的二次污染的风险。
[0003]将污泥的含水率降低到80％～85％称为脱水，污泥在脱水之后具有固体的特性，便于最终处理，污泥的厌氧消化效率直接影响到脱水性能，其原理主要是污泥的厌氧消化分为水解、产酸、产甲烷三个阶段，有机物主要在水解阶段被分解，有机物与水分之间的键被破坏之后，可以加速机械结合水向自由水的释放，从而提高污泥的脱水性能。
[0004]污泥中重金属含量超标也是在提高污泥无害化效率的路上需要解决的问题，70％～90％的重金属元素会通过吸附或沉淀富集到剩余污泥中，在后续处理阶段，重金属会和微生物体内的生物配体形成络合物，使得生物配体失去活性，导致污泥中毒，制约剩余污泥农用的道路。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法，更具备效益的方法，具有成本低、操作简便、不需要额外投入化学药品、减少对环境的危害等特点，对高效处理污泥具有很高的实用价值。为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，提供了一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法，包括：
[0006]S1、使用冻干菌粉在无菌环境下使用固体培养基活化，再使用液体培养基继代培养获得菌丝悬浮液；
[0007]S2、将白腐真菌培养液通过物理方法分离菌丝和孢子得到粗酶液，且使用离子交换层析法分纯化木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶；
[0008]S3、通过海藻酸钙包埋或相关载体固定化技术进行氧化酶的固定化；
[0009]S4、将固定化后的酶放入污泥中，随后投入反应器，将反应器置于28℃、150rpm条件的恒温摇床中培养4～5d。
[0010]优选的，步骤S1中白腐真菌需使用PDA固体培养基进行培养，继代培养两代以后使用接种环取适量菌种接种至液体培养基进行扩增，保证后续实验进行。
[0011]优选的，步骤S2中粗酶液制备包括以下步骤：
[0012]S21、在白腐真菌液体培养六天后通过离心去除菌丝和孢子获得上清液；
[0013]S22、在4℃的温度条件下保存24h后获得用于木质素过氧化物酶和漆酶(Lac)纯化的粗酶液，使用玻璃棉过滤白腐真菌培养液获得粗滤液；
[0014]S23、使用超过滤法浓缩过滤物，将浓度增加20倍后用去离子水1：1稀释后获得用于纯化锰过氧化物酶的粗酶液。
[0015]优选的，制备粗酶液后进行酶的纯化，包括以下步骤：
[0016]S24、通过二乙基氨基乙基
‑
葡聚糖进行在温度为4℃的条件下进行离子交换层析；
[0017]S25、木质素过氧化物酶通过使用NaCl梯度溶液洗脱获得纯化制品，锰过氧化物酶通过酒石酸钠洗脱蛋白质；
[0018]S26、使用超过滤法进行浓缩，漆酶通过使用醋酸
‑
醋酸钠缓冲液进行梯度洗脱。
[0019]优选的，粗酶液制备完成后在4℃的条件下保存备用。
[0020]优选的，分离纯化后的酶需保存在
‑
20℃的条件下，可维持一年的活性。
[0021]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：本专利技术采用白腐真菌处理污泥，能够有效破坏污泥细胞壁，降解多数难降解有机物，释放内部水和吸附水，提高脱水效率。使用白腐真菌钝化污泥重金属，可减少后续污泥处理对环境的二次污染。使用海藻酸钙包埋固定白腐真菌，可以维持酶的催化活性，提高处理效率。
附图说明
[0022]图1为根据本专利技术的利用白腐真菌处理剩余污泥的方法的白腐真菌处理污泥后的UV254的变化趋势；
[0023]图2为根据本专利技术的利用白腐真菌处理剩余污泥的方法的白腐真菌处理污泥后的多糖和蛋白质含量变化，EPS
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TB表示紧密结合型胞外聚合物，EPS
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LB表示松散结合型胞外聚合物，EPS
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SB表示溶解型胞外聚合物；
[0024]图3为根据本专利技术的利用白腐真菌处理剩余污泥的方法的白腐真菌处理污泥后的干化性能，KB表示空白污泥，HF表示白腐真菌处理污泥。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]白腐真菌对各种不同结构的天然和化学物质具有强大的降解能力，主要依赖于本身酶的分泌，这些酶构成了白腐真菌的酶降解系统，具有广谱的降解底物范围。该酶代表性为木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶这三类酶种，污泥吸附着大量的难降解有机物，白腐真菌能够通过分泌胞外物酶来破坏污泥细胞壁，让污泥胶体失去稳定性，同时降解难降解有机物，释放出污泥的内部水和吸附水，降低污泥比阻，从而提高污泥脱水性能；白腐真菌的胞外物酶还参与金属的络合和转化，将重金属的价态转变成毒性较小的元素形式，从而完成对污泥的解毒作用。将白腐真菌使用海藻酸钙包埋，可以维持白腐真菌的酶催化活性，将其投入剩余污泥，可以提高剩余污泥的厌氧消化性能和脱水性能，并钝化重金属。
[0027]以下实施例使用白腐真菌可以是黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、云芝(Trametes versicolor)、平菇(Pleurotus ostreatus)等，其余材料和仪器均为市售。
[0028]其中，白腐真菌按照以下方式生长：
[0029]将购得的白腐真菌冻干粉加入无菌水混匀并接种在PDA固体培养基上，置于28℃的培养箱中进行培养，5～6d后选择生长情况较好的菌种使用液体培养基进行继代培养得到白腐真菌悬浮液，此步骤是为了获得具有稳定活性的菌种。PDA固体培养基组成：土豆200g，葡萄糖20g，琼脂20g，水1000mL，液体培养基无琼脂。
[0030]实施例1
[0031]一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法包括以下步骤：
[0032]将白腐真菌使用海藻酸钙进行包埋，并投入到污泥中，放入恒温摇床，130r/min，温度28℃，反应5d，使用毛细吸水时间(CST)来表示污泥的脱水性能。测定结果见表1。
[0033]表1不同pH值下污泥CST的变化
[0034][0035][0036]由表1可知，加白腐真菌之后的污泥CST均低于未加菌前，在pH＝4时，处理效果最佳，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过冻干菌粉固体培养进行白腐真菌培养，进而获得菌丝悬浮液；S2、将白腐真菌培养液通过物理方法分离菌丝和孢子得到粗酶液，且使用离子交换层析法分纯化木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)、漆酶(Lac)；S3、通过海藻酸钙包埋或相关载体固定化技术进行氧化酶的固定化；S4、将固定化后的酶放入污泥中，随后投入反应器，将反应器置于28℃、150rpm条件的恒温摇床中培养4～5d。2.如权利要求1所述的一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法，其特征在于，步骤S1中白腐真菌需使用PDA固体培养基进行培养，继代培养两代以后使用接种环取适量菌种接种至液体培养基进行扩增，保证后续实验进行。3.如权利要求2所述的一种利用白腐真菌处理剩余污泥的方法，其特征在于，步骤S2中粗酶液制备包括以下步骤：S21、在白腐真菌液体培养六天后通过离心去除菌丝和孢子获得上清液；S22、在4℃的温度条件下保存24h后获得用于木质素过氧化物酶(LiP)和漆酶(Lac...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱学峰，徐玉亭，程世财，房泽贤，雷程，齐晶，刘洪波，刘佳栋，
申请(专利权)人：江苏如通环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：