無錫食品廠紅薯淀粉污水處理一體化設備
紅薯淀粉廢水是以鮮紅薯或紅薯干為原料，采用沉淀法加工淀粉時產生的廢水。在廣大的農村地區(qū)紅薯加工生產淀粉是農民增收創(chuàng)富的重要手段之一。紅薯加工過程中產生了大量的廢水，淀粉廢水處理是目前淀粉生產廠家難以解決的問題，尤其是農村小型淀粉加工廠，經過簡單的降低COD處理就直接排入溝渠，對重金屬幾乎沒有進行任何處理。紅薯廢水錳含量高達4.0mg/L，不經過處理會對環(huán)境和農田造成污染和危害。
金屬錳屬于地殼的主要成分之一，以多種化合價位形式廣泛存在于自然界。當水體中的錳含量超過一定濃度時，會對周圍環(huán)境產生十分不利的影響，對動植物產生極大的毒害作用。如何解決地表水錳污染問題已經成為環(huán)境保護中一個非常重要的項目。目前國內外除錳工藝主要是曝氣后加入強氧化劑、絮凝劑、氫氧化物等，然后過濾。日本多采用自然氧化法和接觸氧化法除錳。生物除錳法不需要投加任何藥劑，投資及運行費用低，是目前、高效的除錳方法，已成為當前除錳技術的主流。生物除錳法在去除紅薯加工產生的廢水中一直未得到應用，也未進行系統(tǒng)性的理論研究。筆者根據紅薯廢渣富含錳氧化細菌的特點，從紅薯廢渣中分離出錳氧化菌，利用選擇性培養(yǎng)基進行擴大培養(yǎng)，著床在石英砂濾池中，收集的紅薯廢水慢慢通過濾池，錳的去除率在98%以上，二價錳離子被氧化成四價二氧化錳小顆粒被截留在石英砂上，達到去除錳的目的。
1、材料與方法
1.1 材料
1.1.1 試驗樣本。
試驗樣本來源于三門佃石水庫上游掛簾村紅薯加工處的紅薯廢渣。
1.1.2 試驗器材。
顯微鏡(BX43F)、原子吸收分光光度儀(耶拿ZEEnit700p)、高速冷凍離心機(TGL-20M)、WIGGENS恒溫振蕩培養(yǎng)箱(WS-300)、紫外分光光度計(UV-2450)、立式壓力蒸汽滅菌器(LDIM-60KCS)、超凈工作臺(SW-CJ-1D)、電熱恒溫水浴鍋、梅特勒臺式pH計、隔水式培養(yǎng)箱(SENXINGRP-9160)、微量移液器。
1.1.3 錳細菌篩選及富集培養(yǎng)基。
平板培養(yǎng)基及其斜面培養(yǎng)基(JFMⅡ培養(yǎng)基)：2.0g/L檸檬酸，8.0g/L檸檬酸三鈉，4.0g/LMnSO4，1.3g/L檸檬酸鐵銨，0.2g/LCaCl2，0.5g/LNaNO3，15.0g/L瓊脂，pH6.8～7.0，120℃滅菌30min。種子液體培養(yǎng)基(PYCM液體培養(yǎng)基)：0.2g/L酵母浸膏，0.2g/LMnSO4·H2O，0.2g/LNaNO3，0.8g/L蛋白胨，0.2g/LMgSO4·7H2O，0.1g/LCaCl2，0.1g/L(NH4)2CO3，0.1g/LK2HPO4，pH7.0。
1.2 方法
無錫食品廠紅薯淀粉污水處理一體化設備
1.2.1 紅薯廢渣樣本微生物菌株分離。
在搖瓶中加入適量沸石，加入60mL滅菌生理鹽水，取紅薯廢渣樣本置于滅菌研缽中，搗碎，將10.0g研磨過的紅薯樣本加入搖瓶，于搖床中30℃振蕩20min，搖床轉速為120r/min。用滅菌的生理鹽水稀釋上述紅薯廢渣懸浮液，稀釋倍數依次為10、100、1000倍，吸取適量不同稀釋倍數的懸浮液涂布到平板選擇培養(yǎng)基上。在30℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)，20d后觀察微生物菌體生長狀況。培養(yǎng)基上長出的棕色、黑褐色，直徑為1～5mm，中心凸起，表面光滑，邊緣顏色較淺整齊的為目標菌。用接種環(huán)挑取目標菌落，在JFMⅡ固體培養(yǎng)基平板上劃線，連續(xù)劃折線3次，在電鏡上檢測得到純種為止，斜面接種培養(yǎng)后冷藏。
1.2.2 產氧化除錳活性物質微生物的篩選及擴大培養(yǎng)。
將分離得到的目標菌落接種在JFMⅡ固體培養(yǎng)基中，27℃條件下隔水式培養(yǎng)箱培養(yǎng)10d。查看菌落所呈現(xiàn)的顏色，根據Mn(Ⅱ)發(fā)生氧化出現(xiàn)的褐色菌落顏色的深淺程度加以初步確認該菌株對Mn(Ⅱ)的氧化性能。用過硫酸法和TMPD法測定其中錳，過硫酸法結果呈紅色且TMPD法結果呈藍色的菌落具有氧化二價錳成為四價錳的能力。從JFMⅡ固體培養(yǎng)基中挑取6個典型氧化菌接入PYCM液體培養(yǎng)基進行搖瓶培養(yǎng)7d，每天投加50%PYCM液體培養(yǎng)基，連續(xù)投加3d增加菌液量待用。
1.2.3 廢水過濾池的工程應用。
農村紅薯加工一般以村一級的規(guī)模集中加工，廢水相對比較集中，小型的生物過濾池可以達到去除廢水中錳的要求。濾池面積為2.4m×3.6m，濾層厚度為600mm，濾料采用0.6～1.2mm石英砂。將菌種擴大培養(yǎng)液注入濾池，加水浸沒整個砂層表面，菌液浸泡砂層24h。然后放出菌液置于容器內待用，砂層晾干24h，如此反復3次，使菌種著床在石英砂表面。
2、結果與分析
2.1 紅薯碎漿清洗次數與清洗廢液錳含量的變化關系
鮮紅薯經破碎打漿后，需清洗5次，每次清洗后需要及時排放上層廢水。漿液上層廢水中二價錳離子的含量較高，錳的含量隨著清洗次數的增加而減小(圖1)。隨著淀粉純度的增加、顏色的純化而結束清洗。最后的清洗液廢水的錳含量<0.1mg/L，可以直接排放。5次的廢水集中存放，便于統(tǒng)一處理。
