糖蜜酒精废液是以糖蜜为原料,经发酵生产酒精的过程中,从蒸馏塔底部排出的颜色深、污染大的酸性有机废水。目前尚未找到一种有效的治理方法。特别地,糖蜜酒精废液颜色污染严重,主要是酚类物质和氨基氮化合物等成分(美拉德色素,酚类色素和焦糖色素等)[1-3],所以脱色是治理该酒精废液的重要步骤。国内有学者做过用活性炭[1-2],壳聚糖[4],或是聚氯化铝[5]处理酒精废液的研究,但存在这样或那样的问题:效果较好但成本高、二次污染大,稀释倍数太大或效果根本就不好;IVO G.L.[6]也提出用壳聚糖处理酒精废液,效果好但稀释倍数大。另外,糖蜜酒精废液富含有机质、蛋白质、糖分、钾、钙、磷、有机盐、酵母尸体和微量元素等,可生化性好,可作为资源回用[7-8]。于是笔者尝试了直接用5倍稀释的糖蜜酒精废液培养云芝(C. versicolor),在获取高附加值的云芝多糖的同时对酒精废液进行预处理,效果较好但是发酵残液有待进一步处理。
含量丰富的天然大分子壳聚糖是一种天然阳离子絮凝剂,是甲壳素脱去乙酰基后的产物, 可有效除去废水中的有机物质,适于低浓有机废水的絮凝法处理。其机理是电中和废水中的带负电物质,或通过颗粒表面搭桥,使悬浮颗粒聚沉。本研究就是要用壳聚糖对酒精废液进行处理,采用单因素分析法,确定影响絮凝效果的各因素的最佳值,再将所得结果用于处理提取了云芝多糖的酒精废液,取得了较好的效果,为糖蜜酒精废液的处理和资源化利用做了进一步的探索。
1 材料和方法
1.1 材料
⑴ 糖蜜酒精废液(CODcr130,838 mg/L, pH4.2):广西贵港糖厂。
⑵ 云芝(C. versicolor, 本研究室保存) 。
⑶ 壳聚糖:生化试剂,粉状,上海源聚生物科技有限公司生产(脱乙酰度大于90%)。
⑷ 聚丙烯酰胺(PAM):化学纯,成都市联合化工试剂研究所生产。
1.2 培养基的配置与糖蜜酒精废液的处理
⑴培养基的配置:
a 斜面培养基:综合PDA 30g,加入蒸馏水1000 mL,煮沸溶解后分装灭菌,pH自然。
b 液体种子培养基:葡萄糖30g,蛋白胨10g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O 5g,KH2PO4 1.5g,VB1微量,煮沸溶解后定容至1000 mL,分装杀菌,pH自然。
c 发酵培养基:原始酒精废液稀释5倍后,添加微量VB1,分装杀菌,pH自然。
⑵ 糖蜜酒精废液的预处理:把保存于斜面培养基上的菌种,用液体种子培养基活化,然后用酒精废液驯化,接入发酵培养基中,在适宜转速和温度下培养5d。将发酵液过滤,滤液用于絮凝处理和检测,菌丝体用于提取有药效的云芝多糖和云芝多糖肽。
⑶ 酒精废液的絮凝处理:取稀释到一定倍数的酒精废液25 mL于100 mL烧杯中,在一定pH下添加一定量的壳聚糖,中速磁力搅拌一定时间(新加坡产HI313型磁力搅拌器),静置,取上清液,检测CODcr和T650,计算脱色率。
