一种湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法技术

本发明专利技术提出一种湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，对筛选后的湿垃圾依次进行进行筛选

【技术实现步骤摘要】
一种湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法


[0001]本专利技术涉及湿垃圾资源化处理
，尤其设计一种湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法
。

技术介绍

[0002]随着全球经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，湿垃圾已经成为一种主要的社会副产品
。
据估计，到
2025
年，全球将产生约
22
亿吨湿垃圾
。
湿垃圾有机物含量高
、
含水率大，营养丰富且较易腐烂，处理不当会对社会环境造成严重污染，危害人体健康
。
传统的食品垃圾处理方式包括填埋
、
焚烧和直接排放，这些处理方法已经不能满足可持续的发展需要
。
[0003]目前污水处理厂主流的脱氮工艺为
(
短程
)
硝化反硝化工艺
。
为了保证反硝化效果，需要投加外部碳源来提高脱氮效率
。
常用的外部碳源有甲醇
、
葡萄糖和乙酸钠等，甲醇因其有毒性且价格昂贵不再适用作为碳源，乙酸钠同样具有成本高的缺点
。
因此，外部碳源的使用增加了污水处理厂的运行成本，寻找廉价的外部碳源对具有严格总氮
(TN)
排放标准的污水处理厂运行至关重要
。
[0004]经专利技术人研究发现，湿垃圾转化产物中富含乙酸
、
丙酸等
VFAs、
单糖以及一定量的乙醇，其均为较容易利用的有机物，可用作污水处理厂的外加碳源，调节碳氮比，提高脱氮效率；基于此，如何实现湿垃圾中有机物的高效提取成为本领域技术人员的当务之急
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种实现高效
、
快速资源转化的湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提出一种湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：对湿垃圾进行筛选；
[0008]步骤2：将筛选后的湿垃圾进行杀菌；
[0009]步骤3：将杀菌后的湿垃圾按照一定固化率粉碎制浆后低温保存；
[0010]步骤4：将得到的湿垃圾浆体进行高温预水解；
[0011]步骤5：将水解后的浆体进行高温氧化反应；
[0012]步骤6：将氧化后的浆液固液分离，取液体为废水反硝化碳源产品
。
[0013]所得液体为良好的废水反硝化碳源产品，主要成分为还原性糖以及乙酸等
VFAs
的混合物，具有良好的可生化性，固体残渣富含腐殖酸等可用于土壤改良
。
[0014]进一步的，所述湿垃圾为餐后剩余物，在步骤1中，将湿垃圾中硬物筛除，筛选的湿垃圾控制米饭：蔬菜：肉质＝4：4：
2。
[0015]进一步的，在步骤2中，杀菌环境为鼓风干燥机中
65℃
的巴氏杀菌
1h。
杀菌的目的为消除制浆后低温
(4℃)
存放下微生物暗发酵的影响
。
[0016]进一步的，在步骤3中，粉碎制浆的湿垃圾与水的质量比为1：
1.5
‑6，粉碎制浆后的湿垃圾浆液无明显固体杂质；
[0017]所述低温保存的温度为
4℃。
[0018]进一步的，在步骤4中，所述高温预水解为湿垃圾浆液处于
65℃
水浴摇床中进行，摇床转速
150r/min
，预水解时间
30
‑
60min
；
[0019]若氧化剂选用过硫酸盐，在高温预水解过程中加入
FeSO4或
FeCl2。
[0020]进一步的，在步骤5中，所述高温氧化反应的氧化剂为过硫酸钠
、
过氧化氢和臭氧；
[0021]考虑添加成本与反应速率，所述氧化剂添加量为湿垃圾浆液离心后所得的液体的
COD
浓度的
15
％以下
。
[0022]进一步的，在步骤5中，所述高温氧化反应，在恒温水浴摇床中进行，摇床转速设置
130r/min。
[0023]进一步的，在步骤5中，所述高温氧化反应的温度为
65
‑
90℃
，氧化时间为0‑
300min
，初始
pH
在4‑
7。
[0024]进一步的，在步骤6中，在
300min
中内分批取得的样品经离心机以
10000r/min
的速度离心
5min。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的优势之处在于：
[0026](1)
相对于湿垃圾传统堆肥
、
厌氧消化的耗时
、
高残渣，本专利技术的方法资源化转化时间短，高效的得到废水反硝化碳源
。
[0027](2)
本专利技术的方法经济性良好，价格低廉，从而实现廉价碳源的获取
。
[0028](3)
本专利技术的方法实现对液体碳源中氮磷高效固定化去除，有效降低了液体反硝化碳源中氮磷
。
[0029](4)
本专利技术的方法为餐厨垃圾的快速资源化利用提供了新途径，符合绿色环保的理念
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的工艺流程图；
[0031]图
2a
为不同氧化剂效果下高温化学氧化湿垃圾中
COD
浓度的变化；
[0032]图
2b
为不同氧化剂效果下高温化学氧化湿垃圾中葡萄糖浓度的变化
.
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案作进一步地说明
。
[0034]本专利技术方法中所述湿垃圾主要为食堂
、
饭店的饮食剩余物以及及家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料
、
瓜果皮等有机垃圾，为不含大块骨头
、
金属
、
塑料
、
玻璃等固体物质的有机垃圾，为便于考察本专利技术方法对湿垃圾的处理效果，本实例的湿垃圾取自上海市某高校食堂成品饭菜，使得米饭
、
蔬菜和肉质的配比为4：4：
2。
[0035]实例一
[0036]本实例氧化剂选用过硫酸钠进行湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源，其工艺流程如图1所示
。
具体实施步骤如下：取新鲜湿垃圾，手动脱除骨头
、
筷子和塑料等固体
杂物后，与鼓风干燥箱中
65℃
巴氏杀菌
1h
后，通过粉碎机破碎制浆至无明显固体杂质，
TS
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对湿垃圾进行筛选；步骤2：将筛选后的湿垃圾进行杀菌处理；步骤3：将杀菌后的湿垃圾按照一定含固率粉碎制浆后低温保存；步骤4：将得到的湿垃圾浆体进行高温预水解；步骤5：将水解后的浆体进行高温氧化反应；步骤6：将氧化后的浆液固液分离，取液体为废水反硝化碳源产品
。2.
根据权利要求1所述的湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，其特征在于，所述湿垃圾为餐后剩余物，在步骤1中，将湿垃圾中硬物筛除，筛选的湿垃圾控制米饭：蔬菜：肉质＝4：4：
2。3.
根据权利要求1所述的湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，其特征在于，在步骤2中，杀菌环境为鼓风干燥机中
65℃
的巴氏杀菌
1h。4.
根据权利要求1所述的湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，其特征在于，在步骤3中，粉碎制浆的湿垃圾与水的质量比为1：
1.5
‑6，粉碎制浆后的湿垃圾浆液无明显固体杂质；所述低温保存的温度为
4℃。5.
根据权利要求1所述的湿垃圾高温化学氧化制备溶解性反硝化碳源的方法，其特征在于，在步骤4中，所述高温预水解为湿垃圾浆液处于
65℃
水浴摇床中进行，摇床转速
150r/min
，预水解时间
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍海辉，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：