一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，包括以下步骤：S01，向反应器中加入白酒废水与剩余污泥，混合得到发酵底物；S02，将反应器充氮驱氧，密封反应器；S03，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。本发明专利技术的一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法,通过白酒废水和剩余污泥的联合发酵，可以调节发酵底物C/N平衡，增强发酵体系的缓冲性能，减弱有毒物质对发酵微生物的抑制，协同促进有机质的溶出、水解和酸化等厌氧代谢过程，提高SCFAs的生成速率和产量，有效地缩短发酵产酸的时间，减少处理系统的容积，降低运行成本。

A Method for High Efficiency Production of Short Chain Fatty Acids from Liquor Wastewater

The invention discloses a method for producing short-chain fatty acid efficiently by liquor wastewater, which includes the following steps: S01, adding liquor wastewater and excess sludge into the reactor, mixing to obtain fermentation substrate; S02, filling the reactor with nitrogen to drive oxygen, sealing the reactor; S03, using mechanical stirring to mix the reaction system material evenly, controlling the fermentation pH value and time, and carrying out anaerobic fermentation. The invention provides a method for efficiently producing short-chain fatty acids by using liquor wastewater. Through the combined fermentation of liquor wastewater and excess sludge, the C/N balance of fermentation substrate can be adjusted, the buffer performance of fermentation system can be enhanced, the inhibition of toxic substances on fermentation microorganisms can be weakened, the anaerobic metabolic processes such as dissolution, hydrolysis and acidification of organic matter can be synergistically promoted, and the generation rate and production of SCFAs can be increased. It can effectively shorten the time of acid production by fermentation, reduce the volume of the treatment system and reduce the operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法
本专利技术涉及一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，属于环境保护以及资源化

技术介绍
白酒行业作为我国的特色产业之一，近年来发展迅速。2016年我国的白酒产量已高达1360万吨。与此同时，白酒废水作为白酒生产过程的主要副产物，产量极大。据统计，每生产1t65％vol白酒，将产生约48t的废水，对环境产生巨大危害，因此白酒废水的处理处置任务艰巨。目前白酒废水的处理主要在于降低其中的污染物浓度，实现达标排放，但是酒业废水的处理设施工艺复杂，调试时间长，管理要求和处理成本高，导致其整体处理程度及效果较低，逐渐成为白酒行业大力发展面临的“环保瓶颈”。白酒废水含有大量有机物(糖和蛋白质等)，其生化性较高，其作为一种可有效回收利用的资源物质的功能被忽略。因此，如何从白酒废水高效回收能广泛应用于实际生产的资源物质对其处理处置意义重大，不仅减低白酒废水对环境的危害，同时实现废物的资源化利用。短链脂肪酸(SCFAs，包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸和异戊酸等)是目前广受关注的资源物质。它应用范围广泛，不仅是合成油漆、涂料、可生物降解塑料等重要原料，也是污水处理过程中微生物脱氮除磷必不可少的有机碳源。我国污水处理厂进水碳源普遍不足，以SCFAs为代表的碳源物质需求较大。SCFAs可通过厌氧发酵，利用发酵微生物的代谢作用从有机质中转化获取。目前已有大量研究利用污水厂的剩余污泥作为发酵底物生产SCFAs，以期获得污泥的减量化、资源化和无害化的处理效果，实现污水处理厂能源的内部循环与自给。但是，剩余污泥厌氧发酵无法回避有机质含量低和C/N比失调等问题，对最终SCFAs的积累和组成产生不利影响，导致其产量较低，无法真正有效地大规模应用于污水厂的碳源补给。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能够将白酒废水的资源化利用，同时能够提高剩余污泥的短链脂肪酸生成能力的利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，包括以下步骤：S01，向反应器中加入白酒废水与剩余污泥，混合得到发酵底物；S02，将反应器充氮驱氧，密封反应器；S03，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。S01中，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的混合比例为4:1～1:4，都能够有效促进SCFAs的生成，但是在厌氧发酵产SCFAs的过程中，发酵底物和微生物量的共平衡更有利于SCFAs的积累，因此白酒废水与剩余污泥的混合比例优选为2:1～1:2。pH作为发酵过程中最重要的非生物因子之一，不但影响有机底物发酵的水解效率以及系统中微生物的活性，而且决定着发酵类型。本专利技术中，白酒废水与剩余污泥混合物在反应器中厌氧发酵pH值控制在4～10，优选的pH值范围为6～9。酵底物在反应器中的停留时间也会影响SCFAs的累积，一般认为发酵时间越长，将更有利于产甲烷菌的活动，使得产酸阶段的产物SCFAs进一步转化为甲烷，不利于SCFAs的积累，同时发酵时间的延长将进一步增大运行成本。本专利技术中白酒废水与剩余污泥发酵底物的厌氧发酵的时间为1～8天，优选为4～8天。S03中，机械搅拌的频率为150～180rpm/min。本专利技术的有益效果：1、利用白酒废水和剩余污泥作为原料生产SCFAs，不仅实现了白酒废水的资源化，而且能有效促进剩余污泥的减量化和无害化，为城市有机废弃物的综合开发利用提供一种新思路。2、通过白酒废水和剩余污泥的联合发酵，可以调节发酵底物C/N平衡，增强发酵体系的缓冲性能，减弱有毒物质对发酵微生物的抑制，协同促进有机质的溶出、水解和酸化等厌氧代谢过程，提高SCFAs的生成速率和产量，有效地缩短发酵产酸的时间，减少处理系统的容积，降低运行成本。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。由于剩余污泥中含有大量的活性微生物，能够参与到厌氧发酵过程中，有效实现有机底物的转化。本专利技术提供一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，利用剩余污泥中微生物来实现白酒废水中有机质的资源化利用。本专利技术实施例中采用的剩余污泥来源于南京某污水厂二沉池污泥，白酒废水来源于南京某白酒工厂生产过程中产生的废水。具体实施例1步骤一，向工作容积为600mL有机玻璃反应器中加入白酒废水与剩余污泥，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的混合比例为4:1～1:4，优选为4:1，混合得到发酵底物。步骤二，将反应器充氮驱氧10min，密封反应器。步骤三，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，机械搅拌的频率为150～180rpm/min。控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。其中，厌氧发酵pH值控制在4～10。优选为6～9，这里具体为7。控制发酵反应温度为35±1℃。厌氧发酵的时间为1～8天，优选为4～8天，这里具体为8天。以CODcr计，在第8天SCFAs积累量为2006mg/L。具体实施例2步骤一，向工作容积为600mL有机玻璃反应器中加入白酒废水与剩余污泥，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的混合比例为4:1～1:4，优选为2:1，混合得到发酵底物。步骤二，将反应器充氮驱氧10min，密封反应器。步骤三，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，机械搅拌的频率为150～180rpm/min。控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。其中，厌氧发酵pH值控制在4～10。优选为6～9，这里具体为7。控制发酵反应温度为35±1℃。厌氧发酵的时间为1～8天，优选为4～8天，这里具体为4天。以CODcr计，在第4天SCFAs积累量为2900mg/L。具体实施例3步骤一，向工作容积为600mL有机玻璃反应器中加入白酒废水与剩余污泥，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的混合比例为4:1～1:4，优选为1:1，混合得到发酵底物。步骤二，将反应器充氮驱氧10min，密封反应器。步骤三，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，机械搅拌的频率为150～180rpm/min。控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。其中，厌氧发酵pH值控制在4～10。优选为6～9，这里具体为7。控制发酵反应温度为35±1℃。厌氧发酵的时间为1～8天，优选为4～8天，这里具体为8天。以CODcr计，在第8天SCFAs积累量为3809mg/L。具体实施例4步骤一，向工作容积为600mL有机玻璃反应器中加入白酒废水与剩余污泥，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的混合比例为4:1～1:4，优选为1:2，混合得到发酵底物。步骤二，将反应器充氮驱氧10min，密封反应器。步骤三，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，机械搅拌的频率为150～180rpm/min。控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。其中，厌氧发酵pH值控制在4～10。优选为6～9，这里具体为7。控制发酵反应温度为35±1℃。厌氧发酵的时间为1～8天，优选为4～8天，这里具体为4天。以CODcr计，在第4天SCFAs积累量为3148mg/L。具体实施例5步骤一，向工作容积为600mL有机玻璃反应器中加入白酒废水与剩余污泥，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：S01，向反应器中加入白酒废水与剩余污泥，混合得到发酵底物；S02，将反应器充氮驱氧，密封反应器；S03，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。

【技术特征摘要】
1.一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：S01，向反应器中加入白酒废水与剩余污泥，混合得到发酵底物；S02，将反应器充氮驱氧，密封反应器；S03，利用机械搅拌将反应体系物质混合均匀，控制发酵pH值和时间，进行厌氧发酵。2.根据权利要求1所述的一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，其特征在于：S01中，以总CODcr计，白酒废水与剩余污泥的混合比例为4:1～1:4。3.根据权利要求2所述的一种利用白酒废水高效生产短链脂肪酸的方法，其特征在于：白酒废水与剩余污泥的混合比例为2:1～1:2。4.根据权利要求1所述的一种利...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗景阳，武婧，朱莹，方芳，章钦，操家顺，冯骞，李超，薛朝霞，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32