[发明专利]一种生物质基高效碳源及其制备方法

说明书

本发明属于污水生化处理领域，具体涉及一种生物质基高效碳源及其制备方法，包括如下步骤：S1、作物秸秆预处理：将秸秆粉碎过筛，加入混合溶液，再加入到水，烘干、高压灭菌得到秸秆D；S2、酶解液：向柠檬酸钠缓冲液中加入秸秆D，然后加入复合酶液进行酶解；S3、发酵：进行高温灭菌，然后加入复合厌氧菌剂进行发酵；S4、碳源的制备：将秸秆酶解发酵液和小分子酸、小分子醇、糖类混合，然后加入生长促生剂制成生物质基高效复合碳源。高效碳源中反硝化细菌生长优势碳源为65～75％，COD为50～60万mg/L。本发明通过优化酶解和发酵阶段的反应条件，促进微生物脱氮反应，缩短微生物适应期提升污水处理厂的生物脱氮效率。

技术领域

本发明涉及污水生化处理领域，具体涉及一种生物质基高效碳源及其制 备方法。

背景技术

传统生物脱氮工艺处理废水过程中，出水硝态氮(NO－3-N)浓度过高是 导致总氮(TN)超标的主要原因，通过采用外加碳源提高碳氮比(C/N)，强化 反硝化过程可有效解决这一难题。

目前，常用的外加碳源主要是以小分子有机物及糖类物质为主的传统碳 源，例如乙酸钠、葡萄糖、有机酸盐、醇类等，但这些常用的外加碳源存 在经济性、安全性、应用范围和效率等方面的缺陷。因此，开发经济安全， 高效环保，效果稳定的复合碳源乃大势所趋。

秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称，包括小麦、水稻、玉米、薯类、油 菜等农作物在收获籽实后的剩余部分。秸秆是由纤维素、半纤维素和木质 素三大组分组成，其中纤维素和半纤维素可以降解转化为糖类，进而转化为 可被微生物利用的还原糖；纤维素处于木质素的包蔽鞘中，而木质素是一种 高度抵抗生物降解的高分子聚合物，并具有一定的结晶度，其聚合度和结晶 度愈高，木质素的包蔽现象愈严重，导致纤维素的生物降解也更加困难。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生物质基高效碳源及 其制备方法，包括通过优化秸秆处理酶解和发酵阶段的反应条件形成反硝化 细菌生长优势碳源，反硝化细菌生长优势碳源可为反硝化细菌的生长和繁殖 提供营养物质，为反硝化作用过程提供电子；反硝化细菌生长促生剂能够激 活污泥，增加该碳源的普适性，促进反硝化菌的生长，该复合碳源可广泛应 用于污水预处理领域，增强微生物活性，促进微生物脱氮反应，缩短微生物 适应期，三者协同作用，提升污水处理厂的生物脱氮效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明的目的之一是提供一种生物质基高效碳源的制备方法，包括如下 步骤：

S1、作物秸秆预处理：将秸秆粉碎过筛的秸秆A，加入碳酸钙和氧化氢 制成的混合溶液中，120～130℃静置得到秸秆B；将秸秆B加入到水中， 40～60℃静置得秸秆C；将秸秆C烘干至恒重，再进行高压灭菌处理，得到 预处理后的秸秆D；

S2、酶解液：向柠檬酸钠缓冲液中加入S1得到秸秆D，然后加入复合 酶液，酶解得到秸秆酶解液；

S3、发酵：将S2得到的秸秆酶解液进行高温灭菌处理，然后加入复合 厌氧菌剂进行发酵得到秸秆酶解发酵液；

S4、碳源的制备：将S3得到的秸秆酶解发酵液和小分子酸、小分子醇、 糖类混合搅拌均匀得到复合原料，然后加入反硝化细菌生长促生剂，搅拌均 匀制成生物质基高效复合碳源。

优选的，S1中，所述秸秆粉碎后过30目筛；所述混合溶液中碳酸钙的 质量分数为1.5～2.5％，过氧化氢的质量分数为0.5～1.5％；所述混合溶液与秸 秆A的质量比为9～10：1；高温静置的时间为70～80min。

优选的，S1中，所述秸秆B与水的质量体积比为5g:1mL，保温静置的 时间为10～30min；所述烘干的温度为60～80℃。

优选的，S2中，所述柠檬酸钠缓冲液的pH为4.8，柠檬酸钠缓冲液和 秸秆D体积质量比为100mL：8～10g；