利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法技术

本发明专利技术提供一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，涉及固体废物资源化处理领域。该方法包括：对食品行业有机废渣进行预处理，制得有机浆料；对有机浆料进行反渗透浓缩处理，得到浓缩液；向厌氧发酵反应器中加入厌氧污泥，将浓缩液注入厌氧发酵反应器中，并接种产乙酸糖发酵菌，进行厌氧发酵；将厌氧发酵产物进行离心，取上清液，即得污水处理用反硝化碳源。在厌氧发酵过程中产乙酸糖发酵菌的加入能够显著提升反硝化碳源的COD，提高水解酸化效率，添加该菌生产的碳源在反硝化脱氮应用中能使反硝化速率和反硝化潜能大幅提高，碳源利用率更高，具有更好的反硝化能力。本发明专利技术工艺具有流程简单、经济成本低，操作方便的优点。方便的优点。方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法


[0001]本专利技术涉及固体废物资源化处理领域，具体涉及一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法。

技术介绍

[0002]随着我国环境标准不断提高，水质和水量发生变化，污水处理依然面临严峻挑战。氮元素是植物生长不可或缺的营养元素，但大量氮元素排入水体容易导致水体富营养化、危害水生动物，引起严重的环境问题。为此，提高污水处理厂脱氮效率，降低出水中氮含量，一直是研究者关注的问题。污水中的含氮化合物可以通过物理化学方法去除，也可以通过生物过程转化，但生物脱氮技术最为经济，因而被广泛应用。生物脱氮机理是在厌氧或缺氧条件下，反硝化细菌利用有机物作为碳源和能源，将硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态氮。碳源对脱氮过程及其重要，直接影响反硝化脱氮效率。投加外增碳源，强化反硝化过程，提高脱氮效率，已经得到了广泛研究。
[0003]强化反硝化脱氮的外加碳源一般有传统化学碳源、高浓度有机废水、颗粒炭碳源、厌氧发酵产物等。传统化学碳源如甲醇、乙酸、葡萄糖等较易被微生物吸收代谢，并快速提供能量实现反硝化过程。但研究表明，这类碳源容易因投加量不当导致出水水质恶化，且碳源价格昂贵，难以在实际污水处理过程中大规模使用。高浓度有机废水有机物种类丰富，浓度较高，但废水成分复杂，应用时需要考虑其是否对微生物有不良影响，是否会引入新的污染物质，是否恶化出水水质等。颗粒态碳源有天然植物(小麦秸秆、树皮、棉花和芦苇等)和可生物降解聚合物两类，但这类碳源是缓释碳源，反硝化效率改善有限。厌氧发酵从使基质中复杂有机物转化成小分子有机物，如有机酸类、醇类等，这些物质能够被微生物快速降解和利用，提供能量进行代谢活动，并表现出较快的反硝化速率。污水处理厂剩余污泥中有机物含量较高，是厌氧发酵制备反硝化碳源的理想基质，而且有利于减少污泥产量，受到了研究者广泛关注。然而污泥水解过程较慢，严重影响后续酸化效率。
[0004]食品行业有机废渣是食品加工企业在以动、植物为原料进行目标产品加工过程中产生的废弃物质，特点是含有大量的蛋白质、碳水化合物、脂肪等有机物质、含有大量悬浮固体物、毒性相对较小。食品行业有机废渣作为有机固体废弃物，如处置不当对环境有影响。合理处置食品行业有机废渣十分必要，应遵循无害化、减量化、资源化原则。目前处理食品行业有机废渣技术主要有填埋、焚烧、堆肥、饲料化技术、厌氧发酵技术等。然而食品行业有机废渣与日俱增，多数有机废渣也只是进行了填埋、焚烧、堆肥处理，没有并未实现有效的回收和利用，造成严重的资源浪费与环境卫生安全隐患。
[0005]近年来，国内外相关研究机构在有机垃圾制备碳源方面做了一定的研究，但现有技术所制备的碳源仅仅对有机垃圾进行简单的物理破碎等预处理后进行简单的水解酸化，制得碳源产品的有效COD当量不高，属于低浓度碳源产品，这种碳源产品在实际工程使用中按照有效COD当量计算，相比传统碳源产品的用量更大，受运输半径限制较大且运输成本高。如何提升利用食品行业有机废渣生产反硝化碳源的水解酸化效率及所得碳源产品的
COD当量，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源时水解酸化效率低、COD当量不高的缺陷，从而提供一种能提高有机质利用率、得到高COD浓度碳源、实现碳源高效回收的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，包括以下步骤：
[0009](1)对食品行业有机废渣进行预处理，制得有机浆料；
[0010](2)对所述有机浆料进行反渗透浓缩处理，得到浓缩液；
[0011](3)向所述厌氧发酵反应器中加入厌氧污泥，将所述浓缩液注入厌氧发酵反应器中，并接种产乙酸糖发酵菌，进行厌氧发酵；
[0012](4)将厌氧发酵产物进行离心，取上清液，即得所述污水处理用反硝化碳源。
[0013]进一步地，步骤(3)中，所述产乙酸糖发酵菌具体选择产乙酸糖发酵菌(Saccharofermentans acetigenes)CGMCC 1.5064。
[0014]进一步地，步骤(3)中，以所述浓缩液体积的20％～30％加入产乙酸糖发酵菌的菌液，所述产乙酸糖发酵菌的菌液的活菌数为1.2
×
108～1.3
×
108cfu/L。
[0015]进一步地，步骤(3)中，所述厌氧污泥的用量为所述浓缩液体积的15％～25％；所述厌氧污泥的VSS/TSS大于0.7，污泥浓度为5000
±
100mg/L。
[0016]进一步地，步骤(3)中，所述厌氧发酵的条件为：pH值8.0～8.5，温度35～45℃，时间36～48h(当反应器内组分基本保持稳定时，停止发酵)。
[0017]进一步地，步骤(1)中，所述预处理包括：将所述食品行业有机废渣破碎，加入热水混合均匀，过滤，得到所述有机浆料，其中，控制破碎时的压力为0.13～0.15Mpa；加入热水的质量为有机废渣质量的2～5倍，热水温度为80～90℃；所述过滤为使用筛孔10～50目的筛网过滤1～3次。
[0018]进一步地，步骤(2)中，所述反渗透浓缩处理采用碟管式反渗透膜；通过所述反渗透浓缩处理将所述有机浆料浓缩3～5倍。
[0019]进一步地，步骤(4)中，离心条件为：4000～6000转/秒，时间为8～12分钟。
[0020]第二方面，本专利技术提供所述的方法制得的污水处理用反硝化碳源。
[0021]第三方面，本专利技术提供一种污水处理方法，包括对污水进行反硝化脱氮处理，所述反硝化脱氮处理过程中使用的碳源由权利要求所述的方法制得。
[0022]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0023]本专利技术提供的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，包括预处理、反渗透浓缩处理、厌氧发酵以及离心的步骤。
[0024]本专利技术通过预处理将有机废渣中的高蛋白物质富集截留到滤渣中，可以减少水解过程中有机废渣自身氮源的释放，避免将这部分氮源以碳源的形式投加到污水中增加污水处理厂的氮源负荷、影响产物用于污水处理时的脱氮效果，预处理后收集的有机浆料大部
分为淀粉类碳水化合物，易被微生物降解，提高有机质利用率。
[0025]本专利技术通过将食品行业有机废渣预处理后的浆状物进行高倍浓缩可以减少浓水量，对有机废渣中的有机质进行最大化降解，提高有机质利用率，生产较高COD当量的碳源产品，实现碳源高效回收。
[0026]本专利技术通过在厌氧发酵过程中接种厌氧污泥和产乙酸糖发酵菌，有利于将发酵过程控制在水解、酸化和产乙酸阶段，将大分子有机物水解转化成易于生物降解的小分子有机物，产生拥有高反硝化速率的挥发性脂肪酸(VFAs)，获得成分较为稳定的液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对食品行业有机废渣进行预处理，制得有机浆料；(2)对所述有机浆料进行反渗透浓缩处理，得到浓缩液；(3)向所述厌氧发酵反应器中加入厌氧污泥，将所述浓缩液注入厌氧发酵反应器中，并接种产乙酸糖发酵菌，进行厌氧发酵；(4)将厌氧发酵产物进行离心，取上清液，即得所述污水处理用反硝化碳源。2.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述产乙酸糖发酵菌具体选择产乙酸糖发酵菌(Saccharofermentans acetigenes)CGMCC 1.5064。3.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，以所述浓缩液体积的20％～30％加入产乙酸糖发酵菌的菌液，所述产乙酸糖发酵菌的菌液的活菌数为1.2
×
108～1.3
×
108cfu/L。4.根据权利要求1所述的利用食品行业有机废渣生产污水处理用反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述厌氧污泥的用量为所述浓缩液体积的15％～25％；所述厌氧污泥的VSS/TSS大于0.7，污泥浓度为5000
±

【专利技术属性】
技术研发人员：王光辉，丁强，宋英豪，禹金玲，严夏，张行，
申请(专利权)人：北京恒润慧创环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：