一种植物基固液混合碳源及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种植物基固液混合碳源及其制备方法，属于环境治理技术领域。本发明专利技术将预处理植物粉末、酶、磁性沸石

【技术实现步骤摘要】
一种植物基固液混合碳源及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环境治理
，具体涉及一种植物基固液混合碳源及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着环保力度加大和污水排放标准的逐渐提高，总氮指标要求越来越高，普遍要求达到城市污水排放一级A标准，即TN＜15mg/L，而在一些环保要求更高的地区排放标准为TN＜10mg/L，这对污水处理的反硝化处理提出了更高的要求。现有的反硝化处理中往往存在碳源不足的问题，必须外加碳源，如乙酸钠、乙酸、甲醇、乙醇、葡萄糖等。乙酸、甲醇、乙醇属危化品，由于安全原因，很少被采用；葡萄糖由于反硝化速率慢而少有应用。乙酸钠由于反硝化速率快、来源广泛、使用安全而被普遍使用，但其使用成本高，不经济。近年来，研究人员正在开发各种复合碳源，旨在提高碳源COD值，以降低碳源投加量，提高性价比。
[0003]木质纤维素是地球上最为丰富的有机资源，每年生物圈中可产生大约850亿吨，人类仅利用了4.8％。木质纤维素中的有机成分主要包括30～40％纤维素、20～30％半纤维素和10～15％木质素等。木质纤维素通过物理、化学、生物等方法处理，得到生物质燃料，已有很多报道，但将其用于污水处理碳源尚没有报道。由于复杂的材料结构、木质素的存在等问题，木质纤维素很难直接作为污水处理厂碳源使用。因此，基于木质纤维素如何制备得到适于污水处理厂使用的碳源，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种植物基固液混合碳源及其制备方法，本专利技术以植物为原料制备碳源，工艺简单，且性价比高。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种植物基固液混合碳源的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将预处理植物粉末、酶、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，得到混合料液；
[0008]在超声条件下将所述混合料液进行酶解处理，之后将所得体系中磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料磁分离，得到植物基固液混合碳源。
[0009]优选地，所述酶包括纤维素酶、纤维二糖酶、木聚糖酶和果胶酶中的一种或几种。
[0010]优选地，所述酶的质量为预处理植物粉末质量的0.01～1％。
[0011]优选地，所述磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料的质量为预处理植物粉末质量的0.1～10％。
[0012]优选地，所述弱酸缓冲溶液的pH值为3～5，所述弱酸缓冲溶液中的弱酸包括乙酸、柠檬酸、酒石酸或葡萄糖酸。
[0013]优选地，所述预处理植物粉末、酶、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，包括以下步骤：
[0014]将预处理植物粉末与部分弱酸缓冲溶液混合，得到预处理植物粉末分散液；
[0015]将酶与剩余弱酸缓冲溶液混合，得到酶分散液；
[0016]将所述预处理植物粉末分散液、酶分散液与磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料混合。
[0017]优选地，所述预处理植物粉末分散液中预处理植物粉末的浓度为40～60g/L。
[0018]优选地，所述酶分散液中酶的质量含量为0.01～1％。
[0019]优选地，所述超声的频率为10～50kHz、输入功率为0.01～10W/mL；所述酶解处理的温度为室温～100℃，时间为10～72h。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到植物基固液混合碳源。
[0021]本专利技术提供了一种植物基固液混合碳源的制备方法，包括以下步骤：预处理植物粉末、酶、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，得到混合料液；在超声条件下将所述混合料液进行酶解处理，之后将所得体系中磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料磁分离，得到植物基固液混合碳源。本专利技术将植物转化为污水处理厂可利用碳源，实现了环境治理和资源化利用的有机结合。具体的，在本专利技术中，将磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料经磁分离去除后，剩余体系直接作为碳源，可直接投加到污水处理厂反消化生物系统中，整个制备过程中不产生废液，且工艺简单，条件温和，安全环保，又能科学利用自然植物，降低污水厂运行成本。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种植物基固液混合碳源的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将预处理植物粉末、酶、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，得到混合料液；
[0024]在超声条件下将所述混合料液进行酶解处理，之后将所得体系中磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料磁分离，得到植物基固液混合碳源。
[0025]本专利技术首先对预处理植物粉末的来源进行说明。在本专利技术中，所述预处理植物粉末的制备方法，优选包括以下步骤：
[0026]将植物秸秆进行破碎处理，得到植物粉末；
[0027]将所述植物粉末、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸水溶液混合，在超声条件下进行预热处理，之后将所得预热处理体系进行第一固液分离，将所得第一固体物料水洗至中性，经第二固液分离后得到第二固体物料；
[0028]将所述第二固体物料与弱碱水溶液混合，进行热水解处理，之后将所得热水解处理体系经磁分离去除磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料，将剩余物料进行第三固液分离，将所得第三固体物料水洗至中性，经第四固液分离后得到预处理植物粉末。
[0029]本专利技术将植物秸秆进行破碎处理，得到植物粉末。本专利技术对所述植物秸秆的具体种类没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的植物秸秆均可，具体可以为草本植物秸秆。本专利技术优选将植物秸秆进行风干处理后再进行破碎处理。在本专利技术中，所述风干处理优选为在室温条件下自然风干；在本专利技术的实施例中，所述室温具体为25℃。本专利技术对所述破碎处理没有特殊限定，能够得到粒度满足要求的植物粉末即可，具体的，所述植物粉末的粒度优选为60～100目。
[0030]得到植物粉末后，本专利技术将所述植物粉末、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸水
溶液混合，在超声条件下进行预热处理，之后将所得预热处理体系进行第一固液分离，将所得第一固体物料水洗至中性，经第二固液分离后得到第二固体物料。在本专利技术中，所述弱酸水溶液中的弱酸优选包括乙酸、柠檬酸、酒石酸和葡萄糖酸中的一种或几种，所述弱酸水溶液中弱酸的质量含量优选为0.01～1％，更优选为0.05～0.5％，进一步优选为0.1～0.2％，所述弱酸水溶液与植物粉末的质量比优选为(5～10)：1，更优选为(5～8)：1，进一步优选为(5～6)：1。在本专利技术中，所述磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料的质量优选为所述植物粉末质量的0.01～1％，更优选为0.1～1％，进一步优选为0.5～1％。
[0031]在本专利技术中，所述磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料优选是由沸石粉原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物基固液混合碳源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将预处理植物粉末、酶、磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，得到混合料液；在超声条件下将所述混合料液进行酶解处理，之后将所得体系中磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料磁分离，得到植物基固液混合碳源。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酶包括纤维素酶、纤维二糖酶、木聚糖酶和果胶酶中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酶的质量为预处理植物粉末质量的0.01～1％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁性沸石
‑
锰氧化物催化材料的质量为预处理植物粉末质量的0.1～10％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述弱酸缓冲溶液的pH值为3～5，所述弱酸缓冲溶液中的弱酸包括乙酸、柠檬酸、酒石酸或葡萄糖酸。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：高卫民，程寒飞，张哲，徐驰，朱巧红，冉景，刘金光，
申请(专利权)人：中冶生态环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：