一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源及其生产方法与流程
1.本发明涉及果蔬废渣资源化利用技术领域，具体涉及一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源及其生产方法。
背景技术：
2.目前，我国果蔬垃圾的传统处理方法主要是填埋和焚烧，只能满足三化原则的减量化原则，从长远来看不符合社会和环境的可持续发展。在此基础上，近年来，果蔬垃圾处理形成了成熟、科学的综合处理技术。
3.果蔬垃圾中有机质含量高，通过果蔬垃圾处理设备/处理方法对其进行无害化处理和资源化利用可以产生极高的生态效益，但目前果蔬废渣应用于污水处理的处理效果不明显，难以有效地进行资源化利用。
技术实现要素：
4.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。
5.本发明的目的之二在于提供一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，该生产方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
6.本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0007][0008][0009]
该强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，以果蔬废渣为原料，加入糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水进行发酵、培养，得到的产物既具有碳源，又含有适应性微生物，强化污水处理效果，加速微生物对污水有机污染物处理和反硝化脱氮处理，相比传统的复合碳源和外加微生物进行污水处理，本方案的复合型碳源进行污水处理效果更显著，效率更高。
[0010]
优选的，所述果蔬废渣为梨渣、苹果渣、西瓜皮、橙子渣、青瓜皮、红薯皮和青菜废叶中的至少一种。
[0011]
采用上述技术方案，成功地解决了包括梨渣、苹果渣、西瓜皮、橙子渣、青瓜皮、红薯皮和青菜废叶等难以腐熟的各种果蔬废渣的发酵、腐熟、干化问题，利用果蔬废渣生产复合型碳源意义广泛。
[0012]
优选的，所述糖类物质为蔗糖、葡萄糖或果糖。
[0013]
采用上述技术方案，为菌种发酵剂直接补充糖原，促进菌种发酵剂繁殖、发酵。
[0014]
优选的，所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比3-5:1:2-4:1混合而成。
[0015]
采用上述技术方案，对于果蔬废渣发酵效果更好，发酵形成的复合碳源有利于为污水处理时强化营养基质，进而促进污水处理效率，有利于果蔬废渣的资源化利用。
[0016]
优选的，所述光能自养菌为光合细菌，保藏编号为cgmcc no.8248。
[0017]
采用上述技术方案，有利于改善果蔬废渣发酵后恶化问题，且利用果蔬废渣特定培养后的光合细菌适应性更强，有利于强化污水处理效果。
[0018]
优选的，所述异养菌为反硝化细菌，保藏编号为gdmcc no.62181。
[0019]
采用上述技术方案，反硝化细菌同时具有异养硝化和好氧反硝化能力，生长速度快、降氮速率高，能同时处理高酸高碱含氮污水，且利用果蔬废渣特定培养后的反硝化细菌适应性更强，有利于强化污水处理效果。
[0020]
本发明的目的之二通过下述技术方案实现：上述的强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0021]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；
[0022]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌后，得到果蔬碎渣；
[0023]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0024]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，进行一次厌氧发酵，发酵过程加入异养菌和蛋白胨，继续进行二次厌氧发酵，接着通入臭氧进行部分灭活，得到半成品；
[0025]
(s5)、向半成品中加入光能自养菌搅拌均匀后，光照培养，再通入臭氧进行部分灭活，得到强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。
[0026]
采用上述技术方案，步骤(s2)臭氧杀菌以消除果蔬废渣本身微生物对其生产影响；步骤(s3)菌种发酵剂、糖类物质和水混合以便其在步骤(s4)对果蔬碎渣一次厌氧发酵；步骤(s4)发酵过程加入异养菌和蛋白胨培养异养菌，并在缺氧条件下硝化，通入臭氧进行部分灭活有利于提高异养菌的适应性。步骤(s5)加入光能自养菌光照培养，结合异养菌对果蔬废渣反硝化除氮，通入臭氧进行部分灭活有利于提高异养菌和自养菌的适应性，更有利于强化污水处理。
[0027]
优选的，所述步骤(s2)中，臭氧杀菌的杀菌时间为3-6h；所述步骤(s4)中，通入臭氧的时间为20-40min；所述步骤(s5)中，通入臭氧的时间为10-30min。
[0028]
优选的，所述步骤(s4)中，一次厌氧发酵的发酵时间为3-5d，发酵温度为25-38℃；二次厌氧发酵的发酵时间为1-3d，发酵温度为25-38℃。
[0029]
优选的，所述步骤(s5)中，所述光照培养的时间为1-2d，培养温度25-30℃。
[0030]
本发明的有益效果在于：本发明的强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，以果蔬
废渣为原料，加入糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水进行发酵、培养，得到的产物既具有碳源，又含有适应性微生物，强化污水处理效果，加速微生物对污水有机污染物处理和反硝化脱氮处理，相比传统的复合碳源和外加微生物进行污水处理，本方案的复合型碳源进行污水处理效果更显著，效率更高。
[0031]
本发明的生产方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
具体实施方式
[0032]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0033]
实施例1
[0034]
一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0035][0036]
所述果蔬废渣为苹果渣。
[0037]
所述糖类物质为葡萄糖。
[0038]
所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比4:1:3:1混合而成。
[0039]
所述光能自养菌为光合细菌，保藏编号为cgmcc no.8248。
[0040]
所述异养菌为反硝化细菌，保藏编号为gdmcc no.62181。
[0041]
所述强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0042]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；
[0043]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0044]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0045]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，30℃温度下进行一次厌氧发酵4d，发酵过程加入异养菌和蛋白胨，30℃温度下继续进行二次厌氧发酵2d，接着通入臭氧30min进行部分灭活，得到半成品；
[0046]
(s5)、向半成品中加入光能自养菌搅拌均匀后，27℃温度下光照培养1.5d，再通入臭氧20min进行部分灭活，得到强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。
[0047]
实施例2
[0048]
一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0049][0050]
所述果蔬废渣为青瓜皮。
[0051]
所述糖类物质为蔗糖。
[0052]
所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比3:1:2:1混合而成。
[0053]
所述光能自养菌为光合细菌，保藏编号为cgmcc no.8248。
[0054]
所述异养菌为反硝化细菌，保藏编号为gdmcc no.62181。
[0055]
所述强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0056]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；
[0057]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌3h后，得到果蔬碎渣；
[0058]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0059]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，25℃温度下进行一次厌氧发酵3d，发酵过程加入异养菌和蛋白胨，25℃温度下继续进行二次厌氧发酵1d，接着通入臭氧20min进行部分灭活，得到半成品；
[0060]
(s5)、向半成品中加入光能自养菌搅拌均匀后，25℃温度下光照培养1d，再通入臭氧10min进行部分灭活，得到强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。
[0061]
实施例3
[0062]
一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0063][0064]
所述果蔬废渣为西瓜皮和青菜废叶按重量比3:1混合。
[0065]
所述糖类物质为果糖。
[0066]
所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比5:1:4:1混合而成。
[0067]
所述光能自养菌为光合细菌，保藏编号为cgmcc no.8248。
[0068]
所述异养菌为反硝化细菌，保藏编号为gdmcc no.62181。
[0069]
所述强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0070]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；
[0071]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌6h后，得到果蔬碎渣；
[0072]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0073]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，38℃温度下进行一次厌氧发酵5d，发酵过程加入异养菌和蛋白胨，38℃温度下继续进行二次厌氧发酵3d，接着通入臭氧40min进行部分灭活，得到半成品；
[0074]
(s5)、向半成品中加入光能自养菌搅拌均匀后，30℃温度下光照培养2d，再通入臭氧30min进行部分灭活，得到强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。
[0075]
实施例4
[0076]
一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0077]
[0078]
所述果蔬废渣为梨渣和苹果渣按重量比2:1混合而成。
[0079]
所述糖类物质为果糖。
[0080]
所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比5:1:4:1混合而成。
[0081]
所述光能自养菌为光合细菌，保藏编号为cgmcc no.8248。
[0082]
所述异养菌为反硝化细菌，保藏编号为gdmcc no.62181。
[0083]
所述强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0084]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；
[0085]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0086]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0087]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，28℃温度下进行一次厌氧发酵4d，发酵过程加入异养菌和蛋白胨，28℃温度下继续进行二次厌氧发酵2d，接着通入臭氧25min进行部分灭活，得到半成品；
[0088]
(s5)、向半成品中加入光能自养菌搅拌均匀后，28℃温度下光照培养1.8d，再通入臭氧25min进行部分灭活，得到强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。
[0089]
对比例1
[0090]
本对比例与实施例1的区别在于：
[0091]
所述污水处理的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0092]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；
[0093]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0094]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0095]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，30℃温度下进行一次厌氧发酵6d，得到半成品；
[0096]
(s5)、向半成品中加入异养菌、蛋白胨和光能自养菌搅拌均匀后，得到污水处理的复合型碳源。
[0097]
对比例2
[0098]
一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0099][0100]
所述果蔬废渣为苹果渣。
[0101]
所述糖类物质为葡萄糖。
[0102]
所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比4:1:3:1混合
而成。
[0103]
所述强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，包括如下步骤：
[0104]
(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、蛋白胨和水，备用；
[0105]
(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0106]
(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；
[0107]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，30℃温度下进行一次厌氧发酵4d，发酵过程加入蛋白胨，30℃温度下继续进行二次厌氧发酵2d，接着通入臭氧30min进行部分灭活，得到污水处理的复合型碳源。
[0108]
性能测试
[0109]
取同一批次养猪场排放污水，提取部分污水测试其初始cod和初始氨氮值，剩余部分分别灌入大小相同、容积1000l的8个池体中，取实施例1-4和对比例1-2的复合型碳源，备用：
[0110]
污水处理方式1：控制池体的水温在24℃，自然静置10d，得到空白对照组；
[0111]
污水处理方式2：取实施例1-4和对比例1-2的复合型碳源，独自投入对应池体混合后，池体水温均在24℃，自然静置10d，分别得到实验组1-4和对比组1-2，测试其cod和氨氮值；各组投料比均为50g/l污水。
[0112]
污水处理方式3：取对比例2的复合型碳源，投入对应池体中，然后向池体投入光合细菌(保藏编号为cgmcc no.8248)和反硝化细菌(保藏编号为gdmcc no.62181)混合后，池体水温均在24℃，自然静置10d，得到对比组3，测试其cod和氨氮值；总投料比为50g/l污水，各用料之比为复合型碳源：光合细菌：反硝化细菌＝300:1:1。
[0113]
测定方法如下：cod-比法，氨氮-纳氏试剂分光光度法；
[0114]
测试结果如下表所示：
[0115]
试样用料cod(mg/l)氨氮(mg/l)初始污水/4093.5153.8空白对照组/4012.2150.6实验组1实施例1105.35.3实验组2实施例2110.88.7实验组3实施例399.54.6实验组4实施例4103.95.6对比组1对比例11080.163.4对比组2对比例22290.6138.7对比组3对比例2+光合细菌+反硝化细菌1566.768.5
[0116]
由上表可知，本发明的强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，既具有碳源，又含有适应性微生物，强化污水处理效果，加速微生物对污水有机污染物处理和反硝化脱氮处理，相比传统的复合碳源和外加微生物进行污水处理，本方案的复合型碳源进行污水处理效果更显著，效率更高。与对比组1-3相比，实验组1的cod和氨氮净化效果显著。
[0117]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，其特征在于，包括如下重量份的原料：2.根据权利要求1所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，其特征在于：所述果蔬废渣为梨渣、苹果渣、西瓜皮、橙子渣、青瓜皮、红薯皮和青菜废叶中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，其特征在于：所述糖类物质为蔗糖、葡萄糖或果糖。4.根据权利要求1所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，其特征在于：所述菌种发酵剂为酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌和干铬乳杆菌按重量比3-5:1:2-4:1混合而成。5.根据权利要求1所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，其特征在于：所述光能自养菌为光合细菌，保藏编号为cgmcc no.8248。6.根据权利要求1所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，其特征在于：所述异养菌为反硝化细菌，保藏编号为gdmcc no.62181。7.一种如权利要求1-6任意一项所述的强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：(s1)、按重量份取果蔬废渣、糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水，备用；(s2)、将果蔬废渣破碎后研磨，臭氧杀菌后，得到果蔬碎渣；(s3)、将糖类物质、菌种发酵剂和水混合，得到含菌发酵营养液；(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌发酵营养液搅拌均匀后，进行一次厌氧发酵，发酵过程加入异养菌和蛋白胨，继续进行二次厌氧发酵，接着通入臭氧进行部分灭活，得到半成品；(s5)、向半成品中加入光能自养菌搅拌均匀后，光照培养，再通入臭氧进行部分灭活，得到强化污水处理生物脱氮的复合型碳源。8.根据权利要求7所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，其特征在于：所述步骤(s2)中，臭氧杀菌的杀菌时间为3-6h；所述步骤(s4)中，通入臭氧的时间为20-40min；所述步骤(s5)中，通入臭氧的时间为10-30min。9.根据权利要求7所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，其特征在于：所述步骤(s4)中，一次厌氧发酵的发酵时间为3-5d，发酵温度为25-38℃；二次厌氧发酵的发酵时间为1-3d，发酵温度为25-38℃。10.根据权利要求7所述的一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源的生产方法，其特
征在于：所述步骤(s5)中，所述光照培养的时间为1-2d，培养温度25-30℃。
技术总结
本发明涉及果蔬废渣资源化利用技术领域，具体涉及一种强化污水处理生物脱氮的复合型碳源及其生产方法；该强化污水处理生物脱氮的复合型碳源，以果蔬废渣为原料，加入糖类物质、菌种发酵剂、光能自养菌、异养菌、蛋白胨和水进行发酵、培养，得到的产物既具有碳源，又含有适应性微生物，强化污水处理效果，加速微生物对污水有机污染物处理和反硝化脱氮处理，相比传统的复合碳源和外加微生物进行污水处理，本方案的复合型碳源进行污水处理效果更显著，效率更高。更高。
