黄志 刘雨

摘要：针对红薯淀粉废水产生量大、直接排放导致资源浪费的问题，本文开展了酿酒酵母对红薯淀粉废水絮凝效果的研究，并利用红薯淀粉废水作为培养基从酿酒酵母中筛选出了高效处理红薯淀粉废水的微生物絮凝剂。结果表明混凝15 min，沉淀10min，COD去除率即可达到70.00%，相对酿酒酵母处理时间和处理效果均有大幅提升。

关键词：酿酒酵母;扣囊复膜酵母菌;红薯淀粉废水

Abstract：In view of the large amount of sweet potato starch wastewater and the waste of resources caused by direct discharge，the flocculation effect of saccharomyces cerevisiae on sweet potato starch wastewater was studied in this paper，and using sweet potato starch wastewater as the medium，a microbial flocculant was screened out from saccharomyces cerevisiae for the efficient treatment of sweet potato starch wastewater.The results showed that the COD removal rate could reach 70.00% after 15 min of coagulation and 10min of precipitation，which was significantly improved compared with the treatment time and effect of saccharomyces cerevisiae.

Key words：saccharomyces cerevisiae;Saccharomycopsis fibuligera;sweet potato starch wastewate

红薯又名甘薯，营养丰富，含有大量淀粉、Vc、Vb1、Vb2、Ve、胡萝卜素、食用纤维、氨基酸等多种物质[1]，具有防癌、抗癌作用。我国是世界第一大红薯种植国家，红薯种植面积占世界红薯种植面积的80%[2]。由于需求量的持续增加，近年来我国红薯淀粉产业快速发展，但红薯淀粉生产过程中产生大量废水，据统计每加工1吨红薯约产生5吨的淀粉废水[3]。红薯淀粉废水中主要含有机化合物，如糖类和蛋白质及大量的不溶物（如淀粉微粒、细胞、根纤维及叶子等），CODCr、氨氮、SS分别高达10000mg/L、100mg/L、3000mg/L[4]。微生物絮凝剂（ Microbial flocculant，MBF） 主要是微生物菌体或其代谢产物[5]，相比于传统化学絮凝剂，具有安全性高、絮凝效果好等特点。

高浓度红薯淀粉废水直接排放将会带来严重的环境污染和资源浪费。而目前红薯淀粉废水的处理方法主要有厌氧-好氧法、气浮法[6]、磁絮凝法[7]、壳聚糖生物絮凝法[8]等，这些传统化学、物理、生化方法处理成本过高，研发经济、高效的红薯淀粉废水微生物絮凝处理技术，可以大大降低淀粉废水COD、氨氮和SS的浓度，为后续处理减轻负担，也为开展淀粉废水中蛋白等有用组分的资源化利用提供安全保障。

1 实验

1.1 实验仪器

实验主要仪器设备如下：便携式pH计（pH-430）高压蒸汽灭菌锅（V-55）光学显微镜（CX41）恒温培养箱（THZ-98C）COD 快速检测仪（DEB200）电子分析天平（AE-224C）紫外分光光度计（T9CS）六联搅拌器（JJ-4）等。

1.2 实验材料：

培养基：红薯淀粉废水（COD：约10000mg/L），加入2%琼脂粉，pH调至7.5，115℃灭菌备用。

酿酒酵母：又名“小麯子”，购自安徽省阜阳市米酒作坊制作的一种传统的酿酒酵母菌。

红薯淀粉废水：取自颍上县凯旋食品有限公司实际红薯淀粉生产废水。

1.3 实验方法

（1）酿酒酵母对红薯淀粉废水絮凝效果研究

取10g酿酒酵母，加入290ml超纯水，在30℃下搅拌5分钟，制成质量分数为33.3%的溶液。摇床100r/min ，30℃，活化40小时后，取上述酿酒酵母菌液5ml加入200mL红薯淀粉废水，于30℃混凝并沉淀，每半小时测量一次COD。

（2）高效微生物絮凝剂筛选

初筛：将上述酿酒酵母菌液分别按10-2、10-4、10-6、10-8梯度稀释，分别吸取0.1ml，涂布于上述红薯淀粉废水制成的培养基平板，30℃培养48h，形成清晰菌落。

复筛：挑取单菌落于培养基进行平板划线复筛纯化菌株，30℃培养48h。选择菌生长快、菌落大典型继续纯化，每個分离物经两次划线，结合镜检保持菌株的纯度。

坚定：通过菌落形态、扫描电镜照片结合PCR鉴定结果，鉴定菌株种属。

（3）高效微生物絮凝剂处理红薯淀粉废水实验研究

选取上述筛选的高效微生物絮凝剂菌株进行液体培养，离心除去细胞（6000 rpm，20 min），得到的上清液按照1.0%的体积比加入红薯淀粉废水，混凝15分钟，每沉淀10分钟测量一次COD。

2实验结果及分析

2.1酿酒酵母对红薯淀粉废水絮凝效果研究

从图1可以看出酿酒酵母“小麯子”处理红薯淀粉废水混凝时间越长、沉淀时间越长，处理效果越佳。经过混凝120min、沉淀120min，COD去除率可达可达51.4%，COD由原本的10000mg/L左右降至2000mg/L以内，说明酿酒酵母“小麯子”对红薯淀粉废水具有较好的去除效果。

2.2高效微生物絮凝剂筛选

经初筛和复筛，得到1株酿酒酵母菌株，经PCR菌株鉴定为扣囊复膜酵母菌 Saccharomycopsis fibuligera，是典型的酿酒酵母之一。将筛选出的菌株采用传代培养保藏法和冷冻干燥保藏法进行保藏。将所获得的扣囊复膜酵母菌进行扫描电镜拍照，扫描电镜照片显示为典型的酿酒酵母形态（图2）。

2.3高效微生物絮凝剂处理红薯淀粉废水实验研究

从实验结果可以看出，利用红薯淀粉废水培养基从酿酒酵母“小麯子”中筛选出的扣囊复膜酵母菌菌剂上清液对红薯淀粉废水絮凝效果明显，混凝15 min，沉淀10min，COD去除率即可達到70.00%，COD由17500mg/L降至5250mg/L，处理时间和处理效果相较酿酒酵母“小麯子”均有大幅提升。混凝沉淀后有明显的沉淀物（图4）。

3结论

（1）研究了酿酒酵母“小麯子”处理红薯淀粉废水，混凝120min、沉淀120min，COD去除率可达可达51.4%。

（2）利用红薯淀粉废水作为培养基，从酿酒酵母“小麯子”中筛选出了扣囊复膜酵母菌 Saccharomycopsis fibuligera。

（3）研究了筛选出的扣囊复膜酵母菌絮凝剂处理红薯淀粉废水，混凝15 min，沉淀10min，COD去除率即可达到70.00%，处理时间和处理效果大幅提升，效果明显。试验数据可为扣囊复膜酵母菌絮凝剂处理红薯淀粉废水提供基础参数和技术支持。

参考文献

[1]张松树，刘兰服.河北省甘薯发展优势及产业化对策[J].河北农业科学，2004，8 （1） ：86-88.

[2]黄光文，傅中雄，谢飞等.红薯燃料乙醇的开发和创新[J].湖南科技学院学报，2008，29（10） ：102-104.

[3]李洪民，徐飞，唐忠厚.土壤对甘薯淀粉加工废水的降解效果[J].江苏农业科学，2010（6） ：556-557.

[4]方降龙，海子彬，谢显传.农村红薯淀粉低污染生产模式探讨[J].现代农业科技2014，（18），213-214+222.

[5]徐琳，刘建军.产微生物絮凝剂菌株的筛选[D].济南：山东轻工业学院，2012.

[6]李生，李健，邵振卿.利用气浮UASBSBR工艺处理红薯淀粉废水[J].周口师范学院学报，2006（5） ：83-85.

[7]吴健，张金流，海子彬.磁絮凝法预处理红薯淀粉废水的试验研究[J].蚌埠学院学报，2017，6（6） ：46-50.

[8]冯可，匡武，王翔宇.壳聚糖絮凝-厌氧-好氧-深度处理红薯淀粉废水[J].安徽大学学报，2020，44（4） ：101-108.

作者简介：黄志（1987-），男，安徽安庆，博士（在读），工程师，水污染防治、微生物资源化利用;

基金资助：国家水体污染控制与治理科技重大专项“沙颍河中下游农业面源污染控制与水质改善集成技术研究与综合示范”（2015ZX07204-007）。