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马铃薯淀粉加工废水是典型的高浓度有机废水,富含淀粉、可溶性纤维、蛋白质和糖类等有机营养物,是一种宝贵的生物质资源。对于该类废水,我国常采用厌氧-好氧生物组合工艺进行处理,不仅处理成本高,而且造成了资源浪费。本文以废水处理和单细胞蛋白(SCP)生产为目标,从酵母菌种筛选、菌种复配、发酵条件优化等方面,开展了酵母发酵马铃薯淀粉加工废水生产SCP技术的基础研究。根据马铃薯淀粉加工废水的水质特点,结合对发酵工业常用酵母特性的调研,选择了5种酵母用于SCP的生产,分别为白地霉(Geotrichum candidum link)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)以及酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。被试5种酵母发酵马铃薯淀粉加工废水的群体生长规律及SCP产率对比研究表明,将发酵时间控制为12 h可以保证生产所得SCP的质量,其中以C.utilis和S.fibuligera的效果比较理想。以C.utilis发酵马铃薯淀粉加工废水,在进水COD为13215 mg/L、接种量10%(v/v)、初始pH 6、摇床转速180 r/min和28℃等条件下,经12 h发酵对废水COD的去除率可达39.77%左右,SCP和水溶性蛋白质(WSP)产量分别为1.73和0.273 g/L左右。为提高发酵马铃薯淀粉加工废水的SCP产率,分别以C.utilis和S.fibuligera为基础发酵菌,开展了酵母复配及复配菌群发酵马铃薯淀粉加工废水生产SCP的研究。不同复配菌群的发酵试验结果表明,由C.utilis与G.candidum link和C.tropicalis复配而成的酵母菌群,对马铃薯淀粉加工废水的发酵效果最佳,在接种比例1:1:1(v/v)、总接种量10%(v/v)、废水COD 12594 mg/L、初始pH 6和28℃等条件下发酵12 h,其COD去除率平均可达46.97%,SCP和WSP的产量分别可达2.48和0.398 g/L,分别是C.utilis单独发酵同批次废水时的1.17、1.33和1.45倍。为进一步提高复配菌群发酵马铃薯淀粉加工废水生产SCP的效能,对C.utilis、G.candidum link和C.tropicalis的复配比例以及发酵条件进行了优化。结果表明,C.utilis、G.candidum link和C.tropicalis的复配比例以5:9:1最佳,最适发酵条件为总接种量12%、温度24℃、pH 4.13、摇床转速200 r/min。在最优发酵条件下,复配菌群发酵淀粉加工废水的SCP产量、WSP产量以及对废水COD的去除率分别在3.06 g/L、0.53 g/L以及56.9%左右,较优化前分别增加了21.9%、21.8%和16.6%。