CN104445640B - 一种利用泔水制备生物促生剂的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于餐厨垃圾泔水无害化处理技术领域，特别是涉及一种利用泔水制备生物促生剂的工艺，该工艺由下述步骤组成：（1）将收集的餐厨泔水进行固体杂质分离，并去除泔水表面的油层；然后将泔水进行离心脱水，对脱水的泔水沉淀物粉碎，备用；（2）获得生物促生剂基础液，备用；（3）获得生物促生剂原液；（4）调节步骤（3）中制备好的生物促生剂原液pH为5.0-5.5；然后将生物促生剂原液浓缩55-60倍即可获得生物促生剂。本发明主要用于废水处理领域。

Description

一种利用泔水制备生物促生剂的工艺

技术领域

本发明属于餐厨垃圾泔水无害化处理技术领域，特别是涉及一种利用泔水制备生物促生剂的工艺。

背景技术

泔水是指食堂、饭店等处废弃的剩菜剩汤的渗滤液或稀释液，其主要由水和干物质组成，其中水占80％左右，干物质占20％左右。其中干物质又主要包括碳水化合物、动物蛋白、脂肪、植物油、餐巾纸、费餐具、塑料袋等；富含氨基酸、脂肪和蛋白。在干物质中蛋白占26％左右，消化能约3.2kcal/kg。一方面，泔水的有机物质含量高，有毒害物质含量少；但另一方面，泔水易腐烂变质，发出恶臭，严重污染环境。

餐厨垃圾是大肠杆菌、沙门氏菌、病毒等有害菌繁殖的温床，如不经处理直接饲喂会使动物的发病率、死亡率明显增加，同时经餐厨垃圾饲喂的动物体内带有大量有害病毒及细菌。用泔水饲喂家禽、家畜可能会使其感染口蹄疫、乙型肝炎等人畜共患传染病，严重危害人体健康。餐厨垃圾在春夏秋季节会滋生大量苍蝇蚊子，不处理的餐厨垃圾会大量流入养猪场，从而又会产生大量的泔水猪、地沟油，反流向市场。因此，如何将泔水变废为宝，切断泔水猪和地沟油的货源，一直是政府部门迫切需要解决的问题。目前，将泔水变废为宝的利用途径是将泔水经过处理，作为饲料的原材料或者作为肥料的原材料，本专利试图将泔水制作为生物促生剂，开发一种制备工艺。

工业废水生化处理系统的作用机理是：工业废水中的微生物将工业废水中的某些原来不易降解的物质，分解为易降解的小分子有机物或无机物，从而降低废水中的有机物的浓度，解除或降低废水对环境的毒性和危害。生化处理是工业与市政污水处理应用的主要工艺。这个方法比物化方法低，适用面广，其缺点就是进水水质或水量波动时，或在工业废水含有较难降解的物质，如苯环类，溶剂类有机物、油类、纤维素类等时，为生物系统容易出现故障，影响处理的效果。但是，对于工业废水的处理，进水稳定性差，导致其生化系统运行不稳定，而生化系统的恢复期又持续受到各种变化的影响，使生化系统处于长期波动性大的状态。营养条件的改变在一定程度上，可以改变环境因素对废水处理的生化系统中微生物生长的影响，因此在污水处理系统中，加入少量的生物促生剂，对系统会有很好的改善。

现有的为废水生化处理系统补充营养的产品，主要是固体复合型的营养制剂，如各种氮肥或磷肥，这些物质溶解性较差，营养成分单一，微生物的吸收程度有限，补充的营养成分也有限。与此同时，泔水作为城市餐厨垃圾原料容易获得，并且几乎没有成本，泔水中虽然营养丰富，但是都是些大分子的有机物，微生物不能直接快速利用，或者分解的很慢，若直接当做促生剂加入到污泥系统中，不仅不会起到生物促生剂的作用，而且还会对生化系统带来冲击，因此，通过本专利对泔水的处理方法后，将泔水中的有机大分子物质，转化成微生物易于利用的小分子有机物，让微生物快速利用，泔水促生剂中丰富的营养物质加入到生化系统后，能促进生化系统中微生物的新陈代谢和生长繁殖，进而加快其生化反应进行，最终可以提高工业废水生化处理系统的处理能力和生化系统的抗波动的能力。

发明内容

本发明旨在科学利用泔水，同时降低生物促生剂的原料成本，所要解决的技术问题是：设计一种工艺可以处理餐厨泔水，使之变废为宝，作为工业废水处理用的生物促生剂的主要原料。

本发明的技术方案：一种利用泔水制备生物促生剂的工艺，该工艺由下述步骤组成：

(1)将收集的餐厨泔水进行固体杂质分离，并去除泔水表面的油层；然后将泔水进行离心脱水，对脱水的泔水沉淀物粉碎，备用；

(2)按照重量百分比，取步骤(1)中制备好的泔水沉淀物45-50％与玉米粉5-8％及自来水42-50％进行配制，各组分百分比之和为百分之百，制备好后置于高压锅内，保持压力在0.048-0.110MPa，温度111-122℃，时间1-1.2h后，打开高压锅，获得生物促生剂基础液，备用；(3)待步骤(2)中制备好的生物促生剂基础液温度降至5-10℃，加入胰消化酶液3-3.5％，温度保持45-50℃，搅拌均匀，反应2-2.5h，获得生物促生剂原液；所述的胰消化酶液配比：胰消化酶5-8％，水92-95％；所述的胰消化酶为市售的商品，其中酶含量：胰蛋白酶≥1800u/g，胰淀粉酶≥21000u/g，胰脂肪酶≥12000u/g；(4)调节步骤(3)中制备好的生物促生剂原液pH为5.0-5.5；然后将生物促生剂原液浓缩55-60倍，对浓缩后的生物促生剂进行理化指标的测定，将最后的产品理化指标控制在以下范围：总氮≥24％，氨态氮≥5.75％，尿素态氮≥12.50％，硝态氮≥5.75％，螯合铁≥0.10％，螯合锰≥0.05％，螯合锌≥0.05％，即可获得生物促生剂。将没有达到要求的指标加入对应的药剂来调整。

本发明的有益效果：本发明的主要原料为泔水，泔水作为城市餐厨垃圾原料容易获得并且几乎没有原料成本，并且处理不当会严重污染环境，经上述工艺处理过泔水后，将泔水中的碳水化合物释放出来，作为碳源利于微生物生长，并在配制时加入玉米粉补充一部分碳源。本工艺可将泔水中的蛋白质等大分子有机物转化成小分子有机物，易于微生物利用，最终的产物即生物促生剂中含有微生物生长所须的碳源，氮源，微量元素，有机酸等促生成分，不仅解决了泔水处理的难题，并且还将泔水变废为宝。大大降低了工业废水生化处理经济成本。

用本工艺处理获得到的泔水生物促生剂具有广谱性，将此促生剂加入到生化处理系统中，COD的去处率平均提高了15％、氨氮及磷去除率平均提高了10％。

具体实施方式

实施例1、该工艺由下述步骤组成：

(1)将收集的餐厨泔水进行固体杂质分离，并去除泔水表面的油层；然后将泔水进行离心脱水，对脱水的泔水沉淀物粉碎，备用；

(2)按照重量百分比，取步骤(1)中制备好的泔水沉淀物45-50％与玉米粉5-8％及自来水42-50％进行配制，各组分百分比之和为百分之百，制备好后置于高压锅内，保持压力在0.048-0.110MPa，温度111-122℃，时间1-1.2h后，打开高压锅，获得生物促生剂基础液，备用；(3)待步骤(2)中制备好的生物促生剂基础液温度降至5-10℃，加入胰消化酶液3-3.5％，温度保持45-50℃，搅拌均匀，反应2-2.5h，获得生物促生剂原液；所述的胰消化酶液配比：胰消化酶5-8％，水92-95％；所述的胰消化酶为市售的商品，其中酶含量：胰蛋白酶≥1800u/g，胰淀粉酶≥21000u/g，胰脂肪酶≥12000u/g。(4)调节步骤(3)中制备好的生物促生剂原液pH为5.0-5.5；然后将生物促生剂原液浓缩55-60倍，将浓缩后的生物促生剂进行理化指标的测定，将最后的产品理化指标控制在下表的范围内：

由上表中的指标来判断如何调整，将没有达到要求的指标加入对应的药剂来调整，确保促生剂的各项指标达到上述要求。

具体实践验证：

实施例2、1.到环卫站获取泔水，先在固体杂质分离设备中将泔水中的固体杂质分离出来，运用同位器原理将泔水表面的油层吸走，再将不含固体杂质的泔水通入固液分离器进行离心脱水，然后将脱过水的沉淀物用粉碎机进行粉碎和破碎；2.以处理后的泔水45％，玉米粉5％，自来水50％的比例配好置于锅内。

3.将压力加至0.048MPa，温度111℃，压力到后1h左右关闭开关，保温30min后打开高压锅，获得生物促生剂基础液，备用；

4.胰消化酶液的制取，其中胰消化酶液配比：胰消化酶5％，水95％；所述的胰消化酶为市售的商品，其中酶含量：胰蛋白酶≥1800u/g，胰淀粉酶≥21000u/g，胰脂肪酶≥12000u/g。按配比配制得到胰消化酶液。

5.将生物促生剂基础液温度降至5℃左右，即可加入胰消化酶液，将(4)步骤获得的胰消化酶液加入到生物促生剂基础液中，投加量为3％，温度保持45℃搅拌，加消化酶液后反应2h，获得生物促生剂原液。

6.调pH，取稀释一倍的工业盐酸，原料配比为每500kg生物促生剂原液加入稀释过的盐酸3L使pH到5.5。

7.将得到的产物进行浓缩55倍，将浓缩后的产物进行理化指标的测定，检测出的理化指标见下表：

分别加入螯合铁，螯合锰，螯合锌将其质量分数分别进行调整，参数调整到：螯合铁1％，螯合锰0.05％，螯合锌0.05％。此方法得到合格的生物促生剂。

实施例3、1.到环卫站获取泔水，先在固体杂质分离设备中将泔水中的固体杂质分离出来，运用同位器原理将泔水表面的油层吸走，再将不含固体杂质的泔水通入固液分离器进行离心脱水，然后将脱过水的沉淀物用粉碎机进行粉碎和破碎；2.以处理后的泔水50％，玉米粉8％，自来水42％的比例配好置于锅内。

3.将压力加至0.110MPa，温度122℃，压力到后1.2h左右关闭开关，保温40min后打开高压锅，获得生物促生剂基础液，备用；

4.胰消化酶液的制取，其中胰消化酶液配比：胰消化酶8％，水92％；所述的胰消化酶为市售的商品，其中酶含量：胰蛋白酶≥1800u/g，胰淀粉酶≥21000u/g，胰脂肪酶≥12000u/g。按配比配制得到胰消化酶液。

5.将生物促生剂基础液温度降至10℃左右，即可加入胰消化酶液，将胰消化酶液加入到生物促生剂基础液中，投加量为3.5％，温度保持50℃搅拌，加消化酶液后反应2.5h，获得生物促生剂原液。

6.调pH，取稀释一倍的工业盐酸，原料配比为每500kg生物促生剂原液加入稀释过的盐酸4L使pH到5.0。

7.将得到的产物进行浓缩60倍，将浓缩后的产物进行理化指标的测定，检测出的理化指标见下表：

由上表可看出螯合铁质量浓度不达标，则加入螯合铁调整螯合铁的质量浓度为0.1％，从而得到合格的促生剂。

实施例4、某石化污水处理厂，废水中含有较多的磺酸类表面活性剂，此类有机物浓度较高时，不仅不易被微生物分解，还会抑制微生物的活性，而且曝气时产生大量的泡沫影响水体的溶解氧含量，出现局部厌氧，产生恶臭，生化系统难以正常运行。同期生产规模扩大，公司废水处理水量在原有的基础上增加一倍，但由于厂区场地的限制，不可能再增加一套处理装置。而如果在污水进入生化处理装置前，采用化学氧化或其他方法进行强化前处理，又会存在着成本高、有残留药剂和工艺复杂等问题。

针对上述情况，本试验在此污水厂废水处理生化系统中投加了泔水生物促生剂，并对系统使用前后的各项指标进行比较研究。

使用方法：将实施例2泔水生物促生剂原液稀释后，在系统中共连续使用60天。试验详细记录和分析了系统使用生物促生剂前后COD的去除效果与微生物的变化情况。结果显示，这种泔水生物促进剂能促使复杂环境中的各种细菌和真菌迅速生长，促进微生物分解污染物的能力，提高工业废水生化处理系统对于水质或水量波动的恢复能力，提高系统的处理效率。

结果与分析：COD的去除效果由表可知4、5月份没有使用泔水生物促生剂的COD的去除率低于5月和6月使用药剂的去除率，而且产生的恶臭与泡沫给周围环境造成严重的负面影响。投加泔水生物促生剂后，由于表面活性剂类物质的去除，系统的泡沫现象明显好转，溶解氧的有效传输也使得恶臭情况不再出现，COD的去除率明显提高，基本消除了恶臭、泡沫等影响。这说明泔水生物促生剂能促进微生物生长，增强系统降解有机物的能力。污泥的颜色由黑色逐渐转变为良性活性污泥的土黄色，污泥的颗粒由小颗粒逐渐成长为大的颗粒，从而表明一个对污水处理效果起到良好作用的生化系统已经基本恢复到正常。

加入泔水生物促生剂，提高了现有废水处理系统的处理能力，可以容纳部分未来新增项目排放的废水，这样可以节约新建废水处理设施的基建投资费用。

实施例5、某造纸污水处理厂，废水中生化池平均进水COD:6000mg/L，氨氮：386.52mg/L，生化系统COD的平均去除率为80％。

使用方法：将实施例3泔水生物促生剂原液稀释后，在系统中共连续使用60天。试验详细记录和分析了系统使用生物促生剂前后COD的去除效果。结果显示，这种泔水生物促进剂能促使复杂环境中的各种细菌和真菌迅速生长，促进微生物分解污染物的能力，提高工业废水生化处理系统对于水质或水量波动的恢复能力，提高系统的处理效率。

时间	进水COD	出水COD	去除率COD
				未加药的6月	5626.35	905.84	83.9％
未加药的7月	5923.24	1202.42	79.7％
				加药的8月	6625.47	650.32	90.2％
加药的9月	6347.48	320.57	94.9％

结果与分析：COD的去除效果由表可知6、7月份没有使用泔水生物促生剂的COD的去除率显著低于8月和9月使用药剂的去除率，投加泔水生物促生剂后，COD的去除率明显提高。这说明泔水生物促生剂能促进微生物生长，增强系统降解有机物的能力。污泥的颜色由黑色逐渐转变为良性活性污泥的土黄色，污泥的颗粒由小颗粒逐渐成长为大的颗粒，从而表明一个对污水处理效果起到良好作用的生化系统已经基本恢复到正常。

Claims (1)

1.一种利用泔水制备生物促生剂的工艺，其特征在于：该工艺由下述步骤组成：

（1）将收集的餐厨泔水进行固体杂质分离，并去除泔水表面的油层；然后将泔水进行离心脱水，对脱水的泔水沉淀物粉碎，备用；

（2）按照重量百分比，取步骤（1）中制备好的泔水沉淀物45-50%与玉米粉5-8%及自来水42-50%进行配制，各组分百分比之和为百分之百，制备好后置于高压锅内，保持压力在0.048-0.110MPa，温度111-122℃，时间1-1.2h后，打开高压锅，获得生物促生剂基础液，备用；

（3）待步骤（2）中制备好的生物促生剂基础液温度降至5-10℃，加入胰消化酶液3-3.5%，温度保持45-50℃，搅拌均匀，反应2-2.5h，获得生物促生剂原液；所述的胰消化酶液配比：胰消化酶5-8%，水92-95%；所述的胰消化酶为市售的商品，其中酶含量：胰蛋白酶≥1800u/g，胰淀粉酶≥21000u/g，胰脂肪酶≥12000u/g；

（4）调节步骤（3）中制备好的生物促生剂原液pH为5.0-5.5；然后将生物促生剂原液浓缩55-60倍，对浓缩后的生物促生剂进行理化指标的测定，将最后的产品理化指标控制在以下范围：总氮≥24%，氨态氮≥5.75%，尿素态氮≥12.50%，硝态氮≥5.75%，螯合铁≥0.10%，螯合锰≥0.05%，螯合锌≥0.05%，即可获得生物促生剂。