一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源及其生產方法與流程
1.本發明涉及果蔬廢渣資源化利用技術領域，具體涉及一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源及其生產方法。
背景技術：
2.目前，我國果蔬垃圾的傳統處理方法主要是填埋和焚燒，只能滿足三化原則的減量化原則，從長遠來看不符合社會和環境的可持續發展。在此基礎上，近年來，果蔬垃圾處理形成了成熟、科學的綜合處理技術。
3.果蔬垃圾中有機質含量高，通過果蔬垃圾處理設備/處理方法對其進行無害化處理和資源化利用可以產生極高的生態效益，但目前果蔬廢渣應用于污水處理的處理效果不明顯，難以有效地進行資源化利用。
技術實現要素：
4.為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的之一在于提供一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。
5.本發明的目的之二在于提供一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，該生產方法操作簡單，控制方便，生產效率高，生產成本低，可用于大規模生產。
6.本發明的目的之一通過下述技術方案實現：一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0007][0008][0009]
該強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，以果蔬廢渣為原料，加入糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水進行發酵、培養，得到的產物既具有碳源，又含有適應性微生物，強化污水處理效果，加速微生物對污水有機污染物處理和反硝化脫氮處理，相比傳統的復合碳源和外加微生物進行污水處理，本方案的復合型碳源進行污水處理效果更顯著，效率更高。
[0010]
優選的，所述果蔬廢渣為梨渣、蘋果渣、西瓜皮、橙子渣、青瓜皮、紅薯皮和青菜廢葉中的至少一種。
[0011]
采用上述技術方案，成功地解決了包括梨渣、蘋果渣、西瓜皮、橙子渣、青瓜皮、紅薯皮和青菜廢葉等難以腐熟的各種果蔬廢渣的發酵、腐熟、干化問題，利用果蔬廢渣生產復合型碳源意義廣泛。
[0012]
優選的，所述糖類物質為蔗糖、葡萄糖或果糖。
[0013]
采用上述技術方案，為菌種發酵劑直接補充糖原，促進菌種發酵劑繁殖、發酵。
[0014]
優選的，所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比3-5:1:2-4:1混合而成。
[0015]
采用上述技術方案，對于果蔬廢渣發酵效果更好，發酵形成的復合碳源有利于為污水處理時強化營養基質，進而促進污水處理效率，有利于果蔬廢渣的資源化利用。
[0016]
優選的，所述光能自養菌為光合細菌，保藏編號為cgmcc no.8248。
[0017]
采用上述技術方案，有利于改善果蔬廢渣發酵后惡化問題，且利用果蔬廢渣特定培養后的光合細菌適應性更強，有利于強化污水處理效果。
[0018]
優選的，所述異養菌為反硝化細菌，保藏編號為gdmcc no.62181。
[0019]
采用上述技術方案，反硝化細菌同時具有異養硝化和好氧反硝化能力，生長速度快、降氮速率高，能同時處理高酸高堿含氮污水，且利用果蔬廢渣特定培養后的反硝化細菌適應性更強，有利于強化污水處理效果。
[0020]
本發明的目的之二通過下述技術方案實現：上述的強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0021]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；
[0022]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌后，得到果蔬碎渣；
[0023]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0024]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，進行一次厭氧發酵，發酵過程加入異養菌和蛋白胨，繼續進行二次厭氧發酵，接著通入臭氧進行部分滅活，得到半成品；
[0025]
(s5)、向半成品中加入光能自養菌攪拌均勻后，光照培養，再通入臭氧進行部分滅活，得到強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。
[0026]
采用上述技術方案，步驟(s2)臭氧殺菌以消除果蔬廢渣本身微生物對其生產影響；步驟(s3)菌種發酵劑、糖類物質和水混合以便其在步驟(s4)對果蔬碎渣一次厭氧發酵；步驟(s4)發酵過程加入異養菌和蛋白胨培養異養菌，并在缺氧條件下硝化，通入臭氧進行部分滅活有利于提高異養菌的適應性。步驟(s5)加入光能自養菌光照培養，結合異養菌對果蔬廢渣反硝化除氮，通入臭氧進行部分滅活有利于提高異養菌和自養菌的適應性，更有利于強化污水處理。
[0027]
優選的，所述步驟(s2)中，臭氧殺菌的殺菌時間為3-6h；所述步驟(s4)中，通入臭氧的時間為20-40min；所述步驟(s5)中，通入臭氧的時間為10-30min。
[0028]
優選的，所述步驟(s4)中，一次厭氧發酵的發酵時間為3-5d，發酵溫度為25-38℃；二次厭氧發酵的發酵時間為1-3d，發酵溫度為25-38℃。
[0029]
優選的，所述步驟(s5)中，所述光照培養的時間為1-2d，培養溫度25-30℃。
[0030]
本發明的有益效果在于：本發明的強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，以果蔬
廢渣為原料，加入糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水進行發酵、培養，得到的產物既具有碳源，又含有適應性微生物，強化污水處理效果，加速微生物對污水有機污染物處理和反硝化脫氮處理，相比傳統的復合碳源和外加微生物進行污水處理，本方案的復合型碳源進行污水處理效果更顯著，效率更高。
[0031]
本發明的生產方法操作簡單，控制方便，生產效率高，生產成本低，可用于大規模生產。
具體實施方式
[0032]
為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步的說明，實施方式提及的內容并非對本發明的限定。
[0033]
實施例1
[0034]
一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0035][0036]
所述果蔬廢渣為蘋果渣。
[0037]
所述糖類物質為葡萄糖。
[0038]
所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比4:1:3:1混合而成。
[0039]
所述光能自養菌為光合細菌，保藏編號為cgmcc no.8248。
[0040]
所述異養菌為反硝化細菌，保藏編號為gdmcc no.62181。
[0041]
所述強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0042]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；
[0043]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0044]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0045]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，30℃溫度下進行一次厭氧發酵4d，發酵過程加入異養菌和蛋白胨，30℃溫度下繼續進行二次厭氧發酵2d，接著通入臭氧30min進行部分滅活，得到半成品；
[0046]
(s5)、向半成品中加入光能自養菌攪拌均勻后，27℃溫度下光照培養1.5d，再通入臭氧20min進行部分滅活，得到強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。
[0047]
實施例2
[0048]
一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0049][0050]
所述果蔬廢渣為青瓜皮。
[0051]
所述糖類物質為蔗糖。
[0052]
所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比3:1:2:1混合而成。
[0053]
所述光能自養菌為光合細菌，保藏編號為cgmcc no.8248。
[0054]
所述異養菌為反硝化細菌，保藏編號為gdmcc no.62181。
[0055]
所述強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0056]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；
[0057]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌3h后，得到果蔬碎渣；
[0058]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0059]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，25℃溫度下進行一次厭氧發酵3d，發酵過程加入異養菌和蛋白胨，25℃溫度下繼續進行二次厭氧發酵1d，接著通入臭氧20min進行部分滅活，得到半成品；
[0060]
(s5)、向半成品中加入光能自養菌攪拌均勻后，25℃溫度下光照培養1d，再通入臭氧10min進行部分滅活，得到強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。
[0061]
實施例3
[0062]
一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0063][0064]
所述果蔬廢渣為西瓜皮和青菜廢葉按重量比3:1混合。
[0065]
所述糖類物質為果糖。
[0066]
所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比5:1:4:1混合而成。
[0067]
所述光能自養菌為光合細菌，保藏編號為cgmcc no.8248。
[0068]
所述異養菌為反硝化細菌，保藏編號為gdmcc no.62181。
[0069]
所述強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0070]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；
[0071]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌6h后，得到果蔬碎渣；
[0072]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0073]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，38℃溫度下進行一次厭氧發酵5d，發酵過程加入異養菌和蛋白胨，38℃溫度下繼續進行二次厭氧發酵3d，接著通入臭氧40min進行部分滅活，得到半成品；
[0074]
(s5)、向半成品中加入光能自養菌攪拌均勻后，30℃溫度下光照培養2d，再通入臭氧30min進行部分滅活，得到強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。
[0075]
實施例4
[0076]
一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0077]
[0078]
所述果蔬廢渣為梨渣和蘋果渣按重量比2:1混合而成。
[0079]
所述糖類物質為果糖。
[0080]
所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比5:1:4:1混合而成。
[0081]
所述光能自養菌為光合細菌，保藏編號為cgmcc no.8248。
[0082]
所述異養菌為反硝化細菌，保藏編號為gdmcc no.62181。
[0083]
所述強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0084]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；
[0085]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0086]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0087]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，28℃溫度下進行一次厭氧發酵4d，發酵過程加入異養菌和蛋白胨，28℃溫度下繼續進行二次厭氧發酵2d，接著通入臭氧25min進行部分滅活，得到半成品；
[0088]
(s5)、向半成品中加入光能自養菌攪拌均勻后，28℃溫度下光照培養1.8d，再通入臭氧25min進行部分滅活，得到強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。
[0089]
對比例1
[0090]
本對比例與實施例1的區別在于：
[0091]
所述污水處理的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0092]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；
[0093]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0094]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0095]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，30℃溫度下進行一次厭氧發酵6d，得到半成品；
[0096]
(s5)、向半成品中加入異養菌、蛋白胨和光能自養菌攪拌均勻后，得到污水處理的復合型碳源。
[0097]
對比例2
[0098]
一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，包括如下重量份的原料：
[0099][0100]
所述果蔬廢渣為蘋果渣。
[0101]
所述糖類物質為葡萄糖。
[0102]
所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比4:1:3:1混合
而成。
[0103]
所述強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，包括如下步驟：
[0104]
(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、蛋白胨和水，備用；
[0105]
(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌4h后，得到果蔬碎渣；
[0106]
(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；
[0107]
(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，30℃溫度下進行一次厭氧發酵4d，發酵過程加入蛋白胨，30℃溫度下繼續進行二次厭氧發酵2d，接著通入臭氧30min進行部分滅活，得到污水處理的復合型碳源。
[0108]
性能測試
[0109]
取同一批次養豬場排放污水，提取部分污水測試其初始cod和初始氨氮值，剩余部分分別灌入大小相同、容積1000l的8個池體中，取實施例1-4和對比例1-2的復合型碳源，備用：
[0110]
污水處理方式1：控制池體的水溫在24℃，自然靜置10d，得到空白對照組；
[0111]
污水處理方式2：取實施例1-4和對比例1-2的復合型碳源，獨自投入對應池體混合后，池體水溫均在24℃，自然靜置10d，分別得到實驗組1-4和對比組1-2，測試其cod和氨氮值；各組投料比均為50g/l污水。
[0112]
污水處理方式3：取對比例2的復合型碳源，投入對應池體中，然后向池體投入光合細菌(保藏編號為cgmcc no.8248)和反硝化細菌(保藏編號為gdmcc no.62181)混合后，池體水溫均在24℃，自然靜置10d，得到對比組3，測試其cod和氨氮值；總投料比為50g/l污水，各用料之比為復合型碳源：光合細菌：反硝化細菌＝300:1:1。
[0113]
測定方法如下：cod-比法，氨氮-納氏試劑分光光度法；
[0114]
測試結果如下表所示：
[0115]
試樣用料cod(mg/l)氨氮(mg/l)初始污水/4093.5153.8空白對照組/4012.2150.6實驗組1實施例1105.35.3實驗組2實施例2110.88.7實驗組3實施例399.54.6實驗組4實施例4103.95.6對比組1對比例11080.163.4對比組2對比例22290.6138.7對比組3對比例2+光合細菌+反硝化細菌1566.768.5
[0116]
由上表可知，本發明的強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，既具有碳源，又含有適應性微生物，強化污水處理效果，加速微生物對污水有機污染物處理和反硝化脫氮處理，相比傳統的復合碳源和外加微生物進行污水處理，本方案的復合型碳源進行污水處理效果更顯著，效率更高。與對比組1-3相比，實驗組1的cod和氨氮凈化效果顯著。
[0117]
上述實施例為本發明較佳的實現方案，除此之外，本發明還可以其它方式實現，在不脫離本發明構思的前提下任何顯而易見的替換均在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，其特征在于，包括如下重量份的原料：2.根據權利要求1所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，其特征在于：所述果蔬廢渣為梨渣、蘋果渣、西瓜皮、橙子渣、青瓜皮、紅薯皮和青菜廢葉中的至少一種。3.根據權利要求1所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，其特征在于：所述糖類物質為蔗糖、葡萄糖或果糖。4.根據權利要求1所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，其特征在于：所述菌種發酵劑為酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌和干鉻乳桿菌按重量比3-5:1:2-4:1混合而成。5.根據權利要求1所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，其特征在于：所述光能自養菌為光合細菌，保藏編號為cgmcc no.8248。6.根據權利要求1所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，其特征在于：所述異養菌為反硝化細菌，保藏編號為gdmcc no.62181。7.一種如權利要求1-6任意一項所述的強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，其特征在于，包括如下步驟：(s1)、按重量份取果蔬廢渣、糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水，備用；(s2)、將果蔬廢渣破碎后研磨，臭氧殺菌后，得到果蔬碎渣；(s3)、將糖類物質、菌種發酵劑和水混合，得到含菌發酵營養液；(s4)、向果蔬碎渣中加入含菌發酵營養液攪拌均勻后，進行一次厭氧發酵，發酵過程加入異養菌和蛋白胨，繼續進行二次厭氧發酵，接著通入臭氧進行部分滅活，得到半成品；(s5)、向半成品中加入光能自養菌攪拌均勻后，光照培養，再通入臭氧進行部分滅活，得到強化污水處理生物脫氮的復合型碳源。8.根據權利要求7所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，其特征在于：所述步驟(s2)中，臭氧殺菌的殺菌時間為3-6h；所述步驟(s4)中，通入臭氧的時間為20-40min；所述步驟(s5)中，通入臭氧的時間為10-30min。9.根據權利要求7所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，其特征在于：所述步驟(s4)中，一次厭氧發酵的發酵時間為3-5d，發酵溫度為25-38℃；二次厭氧發酵的發酵時間為1-3d，發酵溫度為25-38℃。10.根據權利要求7所述的一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源的生產方法，其特
征在于：所述步驟(s5)中，所述光照培養的時間為1-2d，培養溫度25-30℃。
技術總結
本發明涉及果蔬廢渣資源化利用技術領域，具體涉及一種強化污水處理生物脫氮的復合型碳源及其生產方法；該強化污水處理生物脫氮的復合型碳源，以果蔬廢渣為原料，加入糖類物質、菌種發酵劑、光能自養菌、異養菌、蛋白胨和水進行發酵、培養，得到的產物既具有碳源，又含有適應性微生物，強化污水處理效果，加速微生物對污水有機污染物處理和反硝化脫氮處理，相比傳統的復合碳源和外加微生物進行污水處理，本方案的復合型碳源進行污水處理效果更顯著，效率更高。更高。
