一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法技术

本发明专利技术提供一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，本发明专利技术的方法包括生物载体的制备、酿酒酵母的固定和生物脱氮碳源的制备三个步骤，本发明专利技术采用的生物载体为橘子皮，橘子皮丰富的营养物质，使固定在其上的酿酒酵母菌在发酵糖类物质时得到繁殖，增加发酵速度，糖转化率高；此外，橘子皮在发酵过程中被降解，增加发酵产物量，利用酿酒酵母菌发酵制糖废料，将废料中的糖类物质转化成低分子的醇和有机酸，与制糖废料直接作反硝化碳源相比，有效成份含量高，又可以避免糖类直接用作碳源所出现的有效物质少、泡沫多等问题，本发明专利技术可以使制糖废料、橘子皮得到高值化利用，并在产品的储存、运输过程中实现糖类物质向低分子醇和有机酸的转化。

A Method for Preparing Biological Denitrification Carbon Source from Sugar-containing Waste Liquor

【技术实现步骤摘要】
一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法
本专利技术为固体废弃物综合利用和废水生物处理
，具体涉及一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法。
技术介绍
城市生活污水和工业废水排放量和富营养化物质增多，导致湖泊、水库富营养化日益严重。而氮、磷物质是水体浮游藻类生物生长繁殖的限制性因素，为此，国家对污(废)水处理出水中氮、磷含量制定了严格的标准。生物反硝化脱氮是污(废)水处理脱氮的主要工艺。反硝化脱氮是反硝化细菌在缺氧条件下还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程，反应过程中反硝化菌利用各种有机物作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体而进行缺氧呼吸，反硝化菌生存环境必须保证合适的碳氮比例以及合适的生长因子和微量元素。但在实际的废水生化处理过程中，由于反硝化前段已经去除大部分有机物，致使废水碳氮比例失调。所以，实际生产中，生物脱氮通常要外加碳源。对C/N值偏低的废水，如焦化废水、垃圾渗透液等，外加碳源的种类和用量对脱氮效率的影响尤其重要。目前，常用的外加碳源主要有：甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等，碳源的分子量越低，脱氮效果越好，但成本相对越高。所以，研发性价比高的替代商业碳源是解决脱氮问题的重要研究方向。中国专利200910076445.7公开了一种利用聚乳酸作为碳源和生物载体，这类集碳源、载体于多功能一体的材料，价格较高，比较适宜于低浓度TN的地表水、地下水、废水的生物脱氮。中国专利201811116149.0公开提出一种复合碳源的配制方法，利用甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、糖类物质按照一定比例混合，没有涉及利用废物制备廉价碳源的问题，中国专利201610352779公开提出利用废糖作为污水处理脱氮碳源的方法，废糖蜜经过除渣、树脂脱色后，在缺氧段泵送至池内，作为生物脱氮的碳源。该申请虽然利用废糖蜜做碳源，但存在以下问题：没有实现产品化；没有将废糖蜜中的有机物进行转化，以提高碳源的有效利用率。所以，利用含糖废液制备碳源还存在以下技术空白：1)没有将废物进行转化，提高高效碳源组份的含量，以增加碳源的效能；2)没有做到产品的商业化。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，该方法不但实现了含糖废液的资源化，而且可以生产商业化产品。制得的脱氮碳源中小分子量有机酸、醇含量高，使用时脱氮效率高，本专利技术专利技术的具体实现方式如下：本专利技术的目的在于提供一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，其技术点在于：所述的生物脱氮碳源的制备具体步骤如下：S1.生物载体的制备：取橘子皮将其剪切成长条状，然后将其在高温下灭菌制备得生物载体待用；S2.酿酒酵母的固定：取干酵母粉接种于盛有酿酒酵母培养液的锥形瓶中，然后将S1中制备好的生物载体也添加至锥形瓶中，于25～35℃下培养5～8h，培养结束后，固-液分离得固定在生物载体中的酿酒酵母；S3.生物脱氮碳源的制备：取含糖废液，调节所述含糖废液的含糖锤度和pH，然后将S2制备好的固定在生物载体中的酿酒酵母接种到含糖废液中，然后将含有固定在生物载体中的酿酒酵母的含糖废液储存于容器中发酵，发酵结束后即得生物脱氮碳源。在本专利技术的有的实施例中，所述的步骤S1中的橘子皮为干燥状态的橘子皮或者鲜橘子皮，所述的橘子皮剪切的长度为5～10mm，所述的橘子皮灭菌的温度为110～130℃，所述的橘子皮灭菌的时间为10～20min。在本专利技术的有的实施例中，所述的步骤S2中每1L酿酒酵母培养液由以下组分制成：将上述组分混合均后用体积浓度为8～12％的硫酸溶液调整酿酒酵母培养液的pH值为4.5～5，之后用高压蒸汽灭菌法对酿酒酵母培养液进行灭菌得到所述的酿酒酵母培养液，所述的高压蒸汽灭菌法的灭菌温度为110～130℃，所述的高压蒸汽灭菌法的灭菌时间为10～20min。在本专利技术的有的实施例中，所述的步骤S2干酵母粉的重量、酿酒酵母培养液的重量和生物载体的重量之比为10～20：100～200：800，培养结束后所述的酿酒酵母培养液的糖浓度为0.3～0.5wt.％。在本专利技术的有的实施例中，所述的步骤S3调节后含糖废液的含糖锤度为10～40°Bx，所述含糖废液的pH为3～5。在本专利技术的有的实施例中，所述含糖废液的含糖锤度的调节方法为：往含糖覅也中滴加蒸馏水调节含糖废液的含糖锤度为10～40°Bx，含糖废液的pH的调节方法为：往含糖废液中滴加体积浓度为8～12％的硫酸溶液调节含糖废液的pH为3～5。在本专利技术的有的实施例中，所述的步骤S3中的固定在生物载体中的酿酒酵母的重量(g)和含糖废液的体积(L)之比为2～10：100。在本专利技术的有的实施例中，所述的步骤S3中接种后的含糖废液的储存温度为15～40℃，所述的接种后的含糖废液的储存时间为5～15d，所述的含糖废液的储存溶液设置有排气孔或者定期进行人工排汽，所述的发酵结束后的含糖废液的糖转换率为80～90wt.％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1.本专利技术提供的一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法中利用橘子皮作生物载体，利用橘子皮丰富的营养物质，使固定在其上的酿酒酵母菌在发酵糖类物质时得到繁殖，增加发酵速度，糖转化率高；此外，橘子皮在发酵过程中被降解，增加发酵产物量。2.本专利技术提供的一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法中利用酿酒酵母菌发酵制糖废料，将废料中的糖类物质转化成低分子的醇和有机酸，与制糖废料直接作反硝化碳源相比，有效成份含量高，又可以避免糖类直接用作碳源所出现的有效物质少、泡沫多等问题。3.本专利技术提供的一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法中可以使制糖废料、橘子皮得到高值化利用，并在产品的储存、运输过程中实现糖类物质向低分子醇和有机酸的转化。具体实施方法下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的优点和特征，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚的界定。本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在以下实施例中，橘子皮(每100g干重)的营养物质成份分析结果见下表1。表1橘子皮(每100g干重)的营养物质成份实施例11.酿酒酵母培养液的制备方法每1L酿酒酵母培养液由以下组分制成：将上述组分混合均后用体积浓度为10％的硫酸溶液调整酿酒酵母培养液的pH值为4.8，之后用高压蒸汽灭菌法对酿酒酵母培养液于120℃温度下，灭菌15min进行灭菌得到所述的酿酒酵母培养液备用。2.利用含糖废液制备生物脱氮碳源的的方法S1.生物载体的制备：取干燥状态的橘子皮或者鲜橘子皮将其剪切成长度为7.5mm的长条状，然后将其在120℃温度下灭菌15min待用制备得生物载体待用；S2.酿酒酵母的固定：取16重量份的干酵母粉接种于盛有200重量份的酿酒酵母培养液的锥形瓶中，然后将S1中制备好的800重量份的生物载体也添加至锥形瓶中，于30℃下培养6.5h，培养结束后，固-液分离得糖浓度为0.4wt.％的固定在生物载体中的酿酒酵母；S3.生物脱氮碳源的制备：取1000L的含糖废液，往含糖覅也中滴加蒸馏水调节含糖废液的含糖锤度为40°Bx，往含糖废液中滴加体积浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，其特征在于：所述的生物脱氮碳源的制备具体步骤如下：S1.生物载体的制备：取橘子皮将其剪切成长条状，然后将其在高温下灭菌制备得生物载体待用；S2.酿酒酵母的固定：取干酵母粉接种于盛有酿酒酵母培养液的锥形瓶中，然后将S1中制备好的生物载体也添加至锥形瓶中，于25～35℃下培养5～8h，培养结束后，固‑液分离得固定在生物载体中的酿酒酵母；S3.生物脱氮碳源的制备：取含糖废液，调节所述含糖废液的含糖锤度和pH，然后将S2制备好的固定在生物载体中的酿酒酵母接种到含糖废液中，然后将含有固定在生物载体中的酿酒酵母的含糖废液储存于容器中发酵，发酵结束后即得生物脱氮碳源。

【技术特征摘要】
1.一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，其特征在于：所述的生物脱氮碳源的制备具体步骤如下：S1.生物载体的制备：取橘子皮将其剪切成长条状，然后将其在高温下灭菌制备得生物载体待用；S2.酿酒酵母的固定：取干酵母粉接种于盛有酿酒酵母培养液的锥形瓶中，然后将S1中制备好的生物载体也添加至锥形瓶中，于25～35℃下培养5～8h，培养结束后，固-液分离得固定在生物载体中的酿酒酵母；S3.生物脱氮碳源的制备：取含糖废液，调节所述含糖废液的含糖锤度和pH，然后将S2制备好的固定在生物载体中的酿酒酵母接种到含糖废液中，然后将含有固定在生物载体中的酿酒酵母的含糖废液储存于容器中发酵，发酵结束后即得生物脱氮碳源。2.根据权利要求1所述的一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，其特征在于：所述的步骤S1中的橘子皮为干燥状态的橘子皮或者鲜橘子皮，所述的橘子皮剪切的长度为5～10mm，所述的橘子皮灭菌的温度为110～130℃，所述的橘子皮灭菌的时间为10～20min。3.根据权利要求1所述的一种利用含糖废液制备生物脱氮碳源的方法，其特征在于：所述的步骤S2中每1L酿酒酵母培养液由以下组分制成：(红色部分没必要限定范围)将上述组分混合均后用体积浓度为8～12％的硫酸溶液调整酿酒酵母培养液的pH值为4.5～5，之后用高压蒸汽灭菌法对酿酒酵母培养液进行灭菌得到所述的酿酒酵母培养液，所述的高压蒸汽灭菌法的灭菌温度为110～13...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷国元，周达，邵震，陈春梅，王洪希，谈永军，
申请(专利权)人：宜兴禹博治环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32