公布日：2023.11.24
申請日：2023.09.28
分類號：C02F3/28(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術領域，具體為一種用于污水處理的復合碳源及其制備方法，S1、將生物質進行蒸汽爆破，得到預處理生物質；S2、在所述預處理生物質表面原位生長細菌纖維素，形成互穿網(wǎng)絡；S3、對步驟S2的產(chǎn)物進行纖維素降解處理，得到復合碳源。本發(fā)明通過蒸汽爆破提高生物質孔隙率，且使纖維素進行一定降解，然后原位生長細菌纖維素，形成互穿網(wǎng)絡一方面提高強度，另一方面提高纖維素含量，最后對纖維素進行一定程度的降解，便于碳源的釋放，且其多孔骨架結構能夠吸附水體中的氮素物質，有助于提高脫氮效率，脫氮完成后，還便于沉淀回收。
權利要求書
1.一種用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、將生物質進行蒸汽爆破，得到預處理生物質；S2、在所述表面原位生長細菌纖維素，形成互穿網(wǎng)絡；S3、對步驟S2的產(chǎn)物進行纖維素降解處理，得到復合碳源。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，步驟S1包括：將粒徑為1-5mm的生物質放入蒸汽爆破罐中，通入飽和水蒸氣，于150-190℃、1.5-3MPa的壓力下保持1-10min，然后瞬間泄壓釋放，得到預處理生物質。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，所述生物質為稻殼、秸稈或玉米芯。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，步驟S2包括：按照發(fā)酵培養(yǎng)基的配方稱取所需成分并加水定容，pH調(diào)至6.0±0.5，與所述預處理生物質一起滅菌后，得到發(fā)酵培養(yǎng)基溶液；以8-12％的接種量接入木醋桿菌種子液，動態(tài)培養(yǎng)20-30h后靜態(tài)培養(yǎng)20-30h。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為：葡萄糖2.25±0.2wt％，蔗糖2.75±0.2wt％，硫酸銨0.1±0.05wt％，磷酸二氫鉀0.5±0.1wt％，硫酸鎂0.07±0.01wt％，乳酸鈣0.02±0.01wt％，蛋白胨1.0±0.1wt％，酵母浸粉0.75±0.1wt％，冰乙酸0.15±0.01wt％，檸檬酸0.06±0.01wt％，羧甲基纖維素鈉0.04±0.01wt％。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述纖維素降解采用纖維素酶或纖維素降解菌進行降解處理，生成葡萄糖。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，所述纖維素的降解率控制在10-40％；和/或，所述細菌纖維素的生長量為所述預處理生物質質量的10-30％。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，先將所述預處理生物質與聚丙烯酰胺纖維復合，然后再原位生長所述細菌纖維素。
9.根據(jù)權利要求8所述的用于污水處理的復合碳源的制備方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺纖維表面還涂覆有纖維素；所述纖維素的涂覆量為所述聚丙烯酰胺纖維質量的10-30％。
10.一種用于污水處理的復合碳源，其特征在于，采用權利要求1-9中任一項所述的制備方法制備得到。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于污水處理的復合碳源及其制備方法，所得復合碳源具有多孔骨架結構，既便于碳源的釋放，又能夠吸附水體中的氮素物質，提高脫氮效率，脫氮完成后，還便于沉淀回收，因此具有多功能特點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于污水處理的復合碳源的制備方法，包括如下步驟：
S1、將生物質進行蒸汽爆破，得到預處理生物質；
S2、在所述預處理生物質表面原位生長細菌纖維素，形成互穿網(wǎng)絡；
S3、對步驟S2的產(chǎn)物進行纖維素降解處理，得到復合碳源。
進一步的，步驟S1包括：將粒徑為1-5mm的生物質放入蒸汽爆破罐中，通入飽和水蒸氣，于150-190℃、1.5-3MPa的壓力下保持1～10min，然后瞬間泄壓釋放，得到預處理生物質。
進一步的，所述生物質為稻殼、秸稈或玉米芯。
進一步的，步驟S2包括：按照發(fā)酵培養(yǎng)基的配方稱取所需成分并加水定容，pH調(diào)至6.0±0.5，與所述預處理生物質一起滅菌后，得到發(fā)酵培養(yǎng)基溶液；以8-12％的接種量接入木醋桿菌種子液，動態(tài)培養(yǎng)20-30h后靜態(tài)培養(yǎng)20-30h。
進一步的，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為：葡萄糖2.25±0.2wt％，蔗糖2.75±0.2wt％，硫酸銨0.1±0.05wt％，磷酸二氫鉀0.5±0.1wt％，硫酸鎂0.07±0.01wt％，乳酸鈣0.02±0.01wt％，蛋白胨1.0±0.1wt％，酵母浸粉0.75±0.1wt％，冰乙酸0.15±0.01wt％，檸檬酸0.06±0.01wt％，羧甲基纖維素鈉0.04±0.01wt％。
進一步的，步驟S3中，所述纖維素降解采用纖維素酶或纖維素降解菌進行降解處理，生成葡萄糖。
進一步的，所述纖維素的降解率控制在10-40％。
進一步的，所述細菌纖維素的生長量為所述預處理生物質質量的10-30％。
進一步的，先將所述預處理生物質與聚丙烯酰胺纖維復合，然后再原位生長所述細菌纖維素。
進一步的，所述聚丙烯酰胺纖維表面還涂覆有纖維素；所述纖維素的涂覆量為所述聚丙烯酰胺纖維質量的10-30％。
一種用于污水處理的復合碳源，采用以上任一項所述的制備方法制備得到。
本發(fā)明的有益效果如下：
1、本發(fā)明提供的用于污水處理的復合碳源，通過蒸汽爆破提高生物質孔隙率，且使纖維素進行一定降解；然后原位生長細菌纖維素，形成互穿網(wǎng)絡一方面提高強度，另一方面提高纖維素含量；最后對纖維素進行一定程度的降解，便于碳源的釋放，且其多孔骨架結構能夠吸附水體中的氮素物質，提高脫氮效率，脫氮完成后，還便于沉淀回收。
2、本發(fā)明還通過在生物質骨架中復合聚丙烯酰胺纖維，賦予其絮凝沉淀作用，隨著碳源的消解釋放，聚丙烯酰胺纖維也逐漸溶解釋出，能夠對水體中的懸浮物進行絮凝沉淀，提高其功能性，同時也便于碳源本身的沉淀回收。
（發(fā)明人：王一顯;郭遠康;廖水球;高偉然;康旭;鄭懷禮;張偉）
