公布日：2023.06.13
申请日：2023.02.01
分类号：B09B3/35(2022.01)I;B09B3/65(2022.01)I;B09B3/30(2022.01)I;B09B3/00(2022.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I
摘要
本发明提供一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，涉及固体废物资源化处理领域。该方法包括：对食品行业有机废渣进行预处理，制得有机浆料；对有机浆料进行反渗透浓缩处理，得到浓缩液；向厌氧发酵反应器中加入厌氧污泥，将浓缩液注入厌氧发酵反应器中，并接种产乙酸糖发酵菌，进行厌氧发酵；将厌氧发酵产物进行离心，取上清液，即得污水处理用反硝化碳源。在厌氧发酵过程中产乙酸糖发酵菌的加入能够显著提升反硝化碳源的COD，提高水解酸化效率，添加该菌生产的碳源在反硝化脱氮应用中能使反硝化速率和反硝化潜能大幅提高，碳源利用率更高，具有更好的反硝化能力。本发明工艺具有流程简单、经济成本低，操作方便的优点。
权利要求书
1.一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对食品行业有机废渣进行预处理，制得有机浆料；(2)对所述有机浆料进行反渗透浓缩处理，得到浓缩液；(3)向所述厌氧发酵反应器中加入厌氧污泥，将所述浓缩液注入厌氧发酵反应器中，并接种产乙酸糖发酵菌，进行厌氧发酵；(4)将厌氧发酵产物进行离心，取上清液，即得所述污水处理用反硝化碳源。
2.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述产乙酸糖发酵菌具体选择产乙酸糖发酵菌(Saccharofermentansacetigenes)CGMCC1.5064。
3.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，以所述浓缩液体积的20％～30％加入产乙酸糖发酵菌的菌液，所述产乙酸糖发酵菌的菌液的活菌数为1.2×108～1.3×108cfu/L。
4.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述厌氧污泥的用量为所述浓缩液体积的15％～25％；所述厌氧污泥的VSS/TSS大于0.7，污泥浓度为5000±100mg/L。
5.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述厌氧发酵的条件为：pH值8.0～8.5，温度35～45℃，时间36～48h。
6.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理包括：将所述食品行业有机废渣破碎，加入热水混合均匀，过滤，得到所述有机浆料，其中，控制破碎时的压力为0.13～0.15Mpa；加入热水的质量为有机废渣质量的2～5倍，热水温度为80～90℃；所述过滤为使用筛孔10～50目的筛网过滤1～3次。
7.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反渗透浓缩处理采用碟管式反渗透膜；通过所述反渗透浓缩处理将所述有机浆料浓缩3～5倍。
8.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(4)中，离心条件为：4000～6000转/秒，时间为8～12分钟。
9.权利要求1～8任一项所述的方法制得的污水处理用反硝化碳源。
10.一种污水处理方法，包括对污水进行反硝化脱氮处理，其特征在于，所述反硝化脱氮处理过程中使用的碳源由权利要求1～8任一项所述的方法制得。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源时水解酸化效率低、COD当量不高的缺陷，从而提供一种能提高有机质利用率、得到高COD浓度碳源、实现碳源高效回收的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，包括以下步骤：
(1)对食品行业有机废渣进行预处理，制得有机浆料；
(2)对所述有机浆料进行反渗透浓缩处理，得到浓缩液；
(3)向所述厌氧发酵反应器中加入厌氧污泥，将所述浓缩液注入厌氧发酵反应器中，并接种产乙酸糖发酵菌，进行厌氧发酵；
(4)将厌氧发酵产物进行离心，取上清液，即得所述污水处理用反硝化碳源。
进一步地，步骤(3)中，所述产乙酸糖发酵菌具体选择产乙酸糖发酵菌(Saccharofermentansacetigenes)CGMCC1.5064。
进一步地，步骤(3)中，以所述浓缩液体积的20％～30％加入产乙酸糖发酵菌的菌液，所述产乙酸糖发酵菌的菌液的活菌数为1.2×108～1.3×108cfu/L。
进一步地，步骤(3)中，所述厌氧污泥的用量为所述浓缩液体积的15％～25％；所述厌氧污泥的VSS/TSS大于0.7，污泥浓度为5000±100mg/L。
进一步地，步骤(3)中，所述厌氧发酵的条件为：pH值8.0～8.5，温度35～45℃，时间36～48h(当反应器内组分基本保持稳定时，停止发酵)。
进一步地，步骤(1)中，所述预处理包括：将所述食品行业有机废渣破碎，加入热水混合均匀，过滤，得到所述有机浆料，其中，控制破碎时的压力为0.13～0.15Mpa；加入热水的质量为有机废渣质量的2～5倍，热水温度为80～90℃；所述过滤为使用筛孔10～50目的筛网过滤1～3次。
进一步地，步骤(2)中，所述反渗透浓缩处理采用碟管式反渗透膜；通过所述反渗透浓缩处理将所述有机浆料浓缩3～5倍。
进一步地，步骤(4)中，离心条件为：4000～6000转/秒，时间为8～12分钟。
第二方面，本发明提供所述的方法制得的污水处理用反硝化碳源。
第三方面，本发明提供一种污水处理方法，包括对污水进行反硝化脱氮处理，所述反硝化脱氮处理过程中使用的碳源由权利要求所述的方法制得。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，包括预处理、反渗透浓缩处理、厌氧发酵以及离心的步骤。
本发明通过预处理将有机废渣中的高蛋白物质富集截留到滤渣中，可以减少水解过程中有机废渣自身氮源的释放，避免将这部分氮源以碳源的形式投加到污水中增加污水处理厂的氮源负荷、影响产物用于污水处理时的脱氮效果，预处理后收集的有机浆料大部分为淀粉类碳水化合物，易被微生物降解，提高有机质利用率。
本发明通过将食品行业有机废渣预处理后的浆状物进行高倍浓缩可以减少浓水量，对有机废渣中的有机质进行最大化降解，提高有机质利用率，生产较高COD当量的碳源产品，实现碳源高效回收。
本发明通过在厌氧发酵过程中接种厌氧污泥和产乙酸糖发酵菌，有利于将发酵过程控制在水解、酸化和产乙酸阶段，将大分子有机物水解转化成易于生物降解的小分子有机物，产生拥有高反硝化速率的挥发性脂肪酸(VFAs)，获得成分较为稳定的液体反硝化碳源。通过实验对比验证，产乙酸糖发酵菌的加入能够显著提升反硝化碳源的COD，提高水解酸化效率，添加该菌生产的碳源在反硝化脱氮应用中能使反硝化速率和反硝化潜能大幅提高，碳源利用率更高，具有更好的反硝化能力。
本发明工艺流程简单、经济成本低，操作方便，实现食品行业有机废渣资源化利用，具有良好的推广应用前景。
（发明人：王光辉;丁强;宋英豪;禹金玲;严夏;张行）
