一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法

    专利2026-06-17  17


    本发明涉及水处理,具体是一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法。


    背景技术:

    1、随着化工产业的快速发展、人类日常生活的快速加剧以及受地域天气影响下的雨水收集等现象出现,废水排放处理成为了一个严重的问题。然而,通过科学的污水处理厂处理化工废水技术的提升,这一严重问题已经得到了大大的改善,但随之而来的是会产生大量的废水剩余污泥。相较于传统的处理剩余污泥的方式,比如干燥焚烧、挖坑填埋和堆肥处理等,污泥厌氧发酵产酸此方法则是一种更有利、更高效处理剩余污泥的方式,因此被行业内大部分产业广泛的使用。但如何高效的厌氧发酵产酸处理剩余污泥,值得我们探究。现阶段大多数产业是利用成品水解酶以加速提高厌氧发酵产酸,但购置大量成品水解酶所需成本太高。因此为了加速优化剩余污泥的厌氧发酵产酸过程,并实现高效强化污泥产酸,可以采用以厂区废糖蜜为主要原材料碳源的自培养方式。这种方式不仅能提供新的技术支撑,同时也有利于废弃物废糖蜜的资源化利用。

    2、为了克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,以解决现有技术中的问题。

    2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

    3、一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,包括以下步骤:

    4、步骤一:取以废糖蜜为主原料的液体培养基,在液体培养基中添加氧化钙,并接种米曲霉培养,得到自培养水解酶液;

    5、步骤二:将自培养水解酶液添加至初始污泥中,搅拌预处理8-12h,得到预处理污泥,再将预处理污泥和接种污泥混合后加入厌氧发酵罐发酵。

    6、较为优化地,步骤一中,液体培养基的成分包括废糖蜜43-45g/l,硝酸钠3.0-3.5g/l,磷酸氢二钾1.0-1.5g/l,硫酸镁0.6-0.7g/l,氯化钾0.5-0.6g/l,硫酸亚铁0.02-0.03g/l,氧化钙1.96-2.24g/l。

    7、较为优化地,步骤一中,接种米曲霉培养时,将培养基放置于温度为27-29℃、转速为100-120r/min的水浴摇床中反应40-44h。

    8、较为优化地,步骤一中,液体培养基接种培养需要每隔2-3天更换以废糖蜜为主原料的液体培养基。

    9、较为优化地,步骤二中,初始污泥是指从污水处理厂直接取出来的污泥;自培养水解酶液和初始污泥的体积比为(1-2):8。

    10、较为优化地,步骤二中,接种污泥接是直接取污水处理厂的污泥进行厌氧发酵,厌氧发酵10-12天后罐内的发酵污泥作为本发明的接种污泥,接种污泥的ts为12.41-13.31g/l、vs为5.58-6.34g/l。

    11、较为优化地,步骤二中,预处理污泥和接种污泥的体积比为(4-6):1。

    12、较为优化地,步骤二中,厌氧发酵时间为5-8天。

    13、本发明的有益效果:

    14、本发明提供了一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其中涉及的主要材料为厂区废糖蜜,按照市场价格2元/kg,而成品水解蛋白酶168元/kg计,经自培养水解酶促进厌氧水解阶段,可以实现节约产业剩余污泥厌氧发酵产酸过程中的大量成本问题,实现不再购置高价成品水解酶,通过自培养产出高效水解酶溶胞的方法,既可以实现厂区废糖蜜的资源化利用,同时又可以提高剩余污泥的水解速率,获得挥发性脂肪酸,最终实现剩余污泥的资源化、减量化。

    15、本发明的技术核心为:(1)针对该自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法中,利用低成本厂区废糖蜜自培养水解酶代替高价成品水解酶加速污泥水解进程从而强化产酸是技术核心之一。(2)针对该自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法中,在液体培养基中加入氧化钙接种培养40-44h促进产酶菌更高效产水解酶是技术核心之一。

    16、(3)针对该自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法中,液体培养基接种培养每隔2-3天更换培养液环境是技术核心之一。



    技术特征:

    1.一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤一中,液体培养基的成分包括废糖蜜43-45g/l,硝酸钠3.0-3.5g/l,磷酸氢二钾1.0-1.5g/l,硫酸镁0.6-0.7g/l,氯化钾0.5-0.6g/l,硫酸亚铁0.02-0.03g/l,氧化钙1.96-2.24g/l。

    3.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤一中,接种米曲霉培养时,将培养基放置于温度为27-29℃、转速为100-120r/min的水浴摇床中反应40-44h。

    4.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤一中,液体培养基接种培养需要每隔2-3天更换以废糖蜜为主原料的液体培养基。

    5.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤二中,初始污泥是指从污水处理厂直接取出来的污泥;自培养水解酶液和初始污泥的体积比为(1-2):8。

    6.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤二中,接种污泥接是直接取污水处理厂的污泥进行厌氧发酵,厌氧发酵10-12天后罐内的发酵污泥作为本发明的接种污泥,接种污泥的ts为12.41-13.31g/l、vs为5.58-6.34g/l。

    7.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤二中,预处理污泥和接种污泥的体积比为(4-6):1。

    8.根据权利要求1所述的一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法,其特征在于:步骤二中,厌氧发酵时间为5-8天。


    技术总结
    本发明涉及水处理技术领域,具体是一种基于自培养水解酶高效溶胞强化污泥产酸的方法。本发明取以废糖蜜为主原料的液体培养基,通过添加Ca<supgt;2+</supgt;驯化培养产酶菌米曲霉,制备得到自培养水解酶液。将该自培养水解酶液添加至初始污泥中,可实现污泥的高效溶胞破壁,污泥固体有机物释放至液相,并提升污泥发酵产脂肪酸效率。将本发明制备得到的自培养水解酶液用于污泥预处理强化其发酵产酸,既可以降低污泥处理的成本,又同步提高污泥发酵的脂肪酸产率,实现低成本的污泥减量化与资源化,具有显著的规模化工程应用前景。

    技术研发人员:辛晓东,李林娟,刘倩,李威,吕斯濠
    受保护的技术使用者:东莞理工学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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