一种固体碳源及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种固体碳源，其特征在于：该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：30

【技术实现步骤摘要】
一种固体碳源及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及一种固体碳源及其制备工艺，属于污水处理


技术介绍

[0002]碳源是生物脱氮工艺中的重要因素，反硝转化为氮气以实现脱氮，但是反硝化过程中的碳源不足较为普遍，因此通常需要额外投加碳源来提高脱氮效率，传统的外加碳源可分为液体碳源与固体碳源，甲醇、乙酸等低分子液体碳源虽然能有效提高脱氮效果，但同时也会带来处理成本和运行控制难度的增加，并产生一定的毒性和危险，而一些固体碳源如人工聚合物则因成本较高，阻碍其广泛应用。
[0003]农业废弃物是农业作物在收获和加工过程中产生的固体废弃物质，是一种重要的生物质资源，近年来，基于安全性和经济性等方面的考虑，以农业废弃物作为反硝化脱氮外加碳源的研究已成为热点，农业废弃物成本低廉$来源广泛，生物降解性能好，将其作为外加碳源用于生物反硝化过程中，不仅能提升脱氮效果，也为生物质废弃物资源化利用提供有效的路径，对于这类碳源的研究越来越广泛。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种固体碳源及其制备工艺，该制备工艺简单易行制备出的固体碳源营养丰富，资源化利用，成本低廉。
[0005]本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：一种固体碳源，其特征在于：该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：30-40份，玉米秆粉末：10-20份，稻草粉末：20-30份，美人蕉秆粉末：40-50份，芦苇秸秆：20-30份，木屑：10-15份，花生壳：10-13份，米糠：10-15份；玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为200-300目。
[0006]本专利技术进一步限定的技术方案为：前述固体碳源中，该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：30份，玉米秆粉末：10份，稻草粉末：20份，美人蕉秆粉末：40份，芦苇秸秆：20份，木屑：10份，花生壳：10份，米糠：10份；玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为200目。
[0007]前述固体碳源中，该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：40份，玉米秆粉末：20份，稻草粉末：30份，美人蕉秆粉末：50份，芦苇秸秆：30份，木屑：15份，花生壳：13份，米糠：15份；玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为300目。
[0008]前述固体碳源中，该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：35份，玉米秆粉末：15份，稻草粉末：25份，美人蕉秆粉末：45份，芦苇秸秆：25份，木屑：12份，花生壳：11份，米糠：12份；
玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为200目。
[0009]前述固体碳源中，对玉米秆粉末、美人蕉秆进行处理，具体为：将玉米秆和黄滑美人蕉去除叶片杂质，用去离子水洗净，在40-50℃条件下烘干，然后将玉米秆和美人蕉秆分别切成2cm分别磨成粉备用；将玉米秆粉末和美人蕉秆粉末在浓度为1-3%的氢氧化钠水溶液下浸泡0.8-1h，加热温度为60-65℃。
[0010]技术效果，处理后的玉米秆粉末、美人蕉秆的释碳情况好，美人蕉秆的最大浓度大于玉 米秆，并且它的整体释放趋势更加稳定，在反硝化过程中，最先被利用的是纤维素类碳源中 的可溶性碳源以及易溶于水的有机物，到了后期纤维素、半纤维素以及木质素会开始分解释 放，但是这三者的交联缠绕以及植物的晶体结构会不利于碳源的分解利用，并且木质素是一 种高分子芳香族化合物，会阻碍纤维素的水解，它本身也较难分解，氢氧化钠有较强的脱木 质素和降低结晶度能力，对于玉米秸秆有较好的预处理效果，随着氢氧化钠预处理温度的升 高，木质素能够有效脱除，而纤维素和半纤维素比例会增加。
[0011]前述固体碳源中，对芦苇秸秆和木屑进行处理，具体为：将芦苇秸秆和木屑放置容器中，以固液质量比1：100加入蒸馏水，并置于超声波振荡器中，在40-50KHz超声波频率，超声处理20-30min，然后在50-60℃下烘干；技术效果，在超声波作用下，介质颗粒进入振动状态并加速传质作用，超声波可以使纤维素晶体内部尺寸发生变化，增强酶的可及度，使水解效果提高。
[0012]本专利技术还涉及一种固体碳源的制备工艺，具体包括以下步骤：（1）分别称取用于制作固体碳源的原料及处理后的原料和水并混合均匀，水的质量为各物质总质量的40-45％，得到混合物 ；（2）将混合物送入造粒机中造粒并初步干燥，得料球；干燥温度为70-80℃，干燥时间为50-70min ；（3）将料球放入100-105℃的烤箱中，烘烤 1-3h，得生料球 ；（4）将生料球置于 300-400℃的旋转窑中预热10-20min，然后将旋转窑的温度缓慢升温至800-900℃，然后快速升温至1200-1300℃，接着停止对旋转窑加热，待旋转窑的温度降至1000℃时将颗粒取出并自然冷却至常温，得固体碳源。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用的原料易得，价格低廉，且基于安全性和经济性等方面考虑，以农作废弃物作为碳源，在降低生物脱氮成本的同时也可以实现农业废弃物的资源化利用。
[0014]本专利技术通过将多种富含纤维素的物质混合到一起并经制粒及烧制处理，因各种物质的纤维结构中具有较大的空隙，易互为渗透和缠绕，混合烧制后可形成致密的纤维素层结构，从而极大的降低了固体碳源的释放速率，使污水中碳源长期稳定、充足；此外，固体碳源由多种物质制成，可为微生物提供丰富的营养物质，满足微生物进行新陈代谢的不同功能所需，使碳源几乎能被不同的微生物吸附降解，从而大大提高了碳源的利用率。将碳源原材料粉碎至 200-300 目，固体碳源具有较大比表面积的同时其释放速率适中，便于微生物生长繁殖，同时保障污水中碳源长期稳定、充足。在污水处理中，将固体碳源放置于缺氧池中，固体碳源的消耗量仅为 0.6-0.7g/m 3，固体碳源利用率高，可降低污水处理成本。
具体实施方式
[0015]实施例1本实施例提供一种固体碳源，该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：30份，玉米秆粉末：10份，稻草粉末：20份，美人蕉秆粉末：40份，芦苇秸秆：20份，木屑：10份，花生壳：10份，米糠：10份；玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为200目。
[0016]在本实施例中，对玉米秆粉末、美人蕉秆进行处理，具体为：将玉米秆和黄滑美人蕉去除叶片杂质，用去离子水洗净，在40℃条件下烘干，然后将玉米秆和美人蕉秆分别切成2cm分别磨成粉备用；将玉米秆粉末和美人蕉秆粉末在浓度为1%的氢氧化钠水溶液下浸泡0.8h，加热温度为60℃。
[0017]在本实施例中，对芦苇秸秆和木屑进行处理，具体为：将芦苇秸秆和木屑放置容器中，以固液质量比1：100加入蒸馏水，并置于超声波振荡器中，在40KHz超声波频率，超声处理20min，然后在50℃下烘干。
[0018]上述固体碳源的制备工艺，体包括以下步骤：（1）分别称取用于制作固体碳源的原料及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体碳源，其特征在于：该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：30-40份，玉米秆粉末：10-20份，稻草粉末：20-30份，美人蕉秆粉末：40-50份，芦苇秸秆：20-30份，木屑：10-15份，花生壳：10-13份，米糠：10-15份；所述玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为200-300目。2.根据权利要求1所述的固体碳源，其特征在于：该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：30份，玉米秆粉末：10份，稻草粉末：20份，美人蕉秆粉末：40份，芦苇秸秆：20份，木屑：10份，花生壳：10份，米糠：10份；所述玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为200目。3.根据权利要求1所述的固体碳源，其特征在于：该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：40份，玉米秆粉末：20份，稻草粉末：30份，美人蕉秆粉末：50份，芦苇秸秆：30份，木屑：15份，花生壳：13份，米糠：15份；所述玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒度为300目。4.根据权利要求1所述的固体碳源，其特征在于：该固体碳源按质量份数计包括以下组分：玉米芯粉末：35份，玉米秆粉末：15份，稻草粉末：25份，美人蕉秆粉末：45份，芦苇秸秆：25份，木屑：12份，花生壳：11份，米糠：12份；所述玉米芯粉末、玉米秆粉末、稻草粉末、美人蕉秆粉末及米糠的粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：史传叶，黄琼，时红兵，李春阳，高卫东，
申请(专利权)人：南京苏楻生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：