CN110540306B - 一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法，属于污水处理及小流域水体修复领域，其特征在于包括以下步骤：切割磨碎；反应槽内碱液浸泡；调配PH值；加入纤维素分解菌；重复浸泡调配；获得反硝化碳源。本发明能够通过碱液预处理强化秸秆玉米芯类农业废弃物，前期碳源的释放量，在短期内获得高浓度碳源量，并通过投加纤维素分解菌促进纤维素、木质素的水解，提高秸秆玉米芯类农业废弃物释放碳源的生化分解效果，降低了污水脱氮处理的成本，整体有效改善了污水反硝化脱氮的效果，适合在污水处理设备中用作反硝化碳源。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理反硝化碳源及小流域水体修复反硝化碳源的制备方法领域，具体属于一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法。
背景技术
我国农村生活污水分布较为分散、有机物浓度低，且碳氮比低，水质波动大，污水量小，所以生物脱氮非常困难。在城市污水厂二级出水中残余碳源不足的情况下，通常可以外加碳源，如甲醇、乙酸钠等。但是，这些碳源因成本较高，投加量不易控制，容易产生二次污染的问题，很难在小规模农村污水处理中应用。但是，在我国农村存在大量的农业废弃物，如玉米芯、玉米秸秆、稻草秸秆等。这些农业废弃物不但会给生态环境造成巨大污染，同时也是一种宝贵的可利用资源。由于农业废弃物含有大量的含碳有机物，例如纤维素、木质素、半纤维素等，完全可以作为一种外加碳源用于农村污水脱氮处理，且农业秸秆(如稻秆、麦秆、玉米芯等)因其来源广泛、价格低廉、能生物降解的优点逐渐受到重视。
玉米秸秆、稻草秸秆和玉米芯作为来源广泛的生物质资源，半纤维素含量相对较高，水解条件温和，释碳量大，结构稳定。此类物质释放的碳源容易被反硝化细菌利用，在农村污水处理中具有广阔的应用前景。但是存在以下的问题：(1)前期释放的碳源量大且易被微生物利用，释放速率快，未能够被充分利用；(2)后期释放碳源中存在较多的分解速率缓慢的木质素和纤维素，碳源利用效率偏低，后期再利用难度大。
发明内容
本发明目的是提供一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法，通过多次碱液浸泡，PH值调配中和富集，再利用合理匹配的纤维素分解菌，解决了上述背景技术中提到的问题，能够获得COD利用率较高，适合反硝化菌利用的反硝化碳源，实现了将玉米秸秆、稻草秸秆和玉米芯农业废弃物匹配纤维素分解菌，进行污水处理及小流域水体修复的目的。同时，本发明无二次污染，不用安装大型设备，投资小，运行费用低，污水处理效果好。
本发明采用的技术方案如下：
一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，切割磨碎：将秸秆玉米芯类农业废弃物采用铡刀和研磨机进行切割磨碎，控制切割磨碎后农业废弃物其粒径范围为1mm～6mm；
步骤二，反应槽内碱液浸泡：把切割磨碎后粒径达标的秸秆、玉米芯类农业废弃物，放入反应槽内，在反应槽内加入浓度范围为0.05mol/L～0.2mol/L的氢氧化钠碱液，氢氧化钠碱液体积为秸秆玉米芯类农业废弃物体积的1/3～1/2，浸泡时间控制在0.5h～12h的范围内，浸泡完成后，浸泡液体再流入其它的反应槽中，重复浸泡其它反应槽内切割磨碎后的秸秆玉米芯类农业废弃物；
步骤三，调配PH值：将多次重复浸泡不同反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，得到的混合液用1mol/L的稀盐酸进行PH值调配，使混合液的PH值在6.8～7.2的范围内后，将该混合液返回反应槽内，继续浸泡反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，72h后将调配后再次浸泡秸秆玉米芯类农业废弃物的混合液体，用耐腐蚀筛滤装置，将该混合液体与秸秆玉米芯类农业废弃物分离；
步骤四，重复调配浸泡：在与秸秆玉米芯类农业废弃物分离后的混合液体中，加入氢氧化钠固体，将其再次调配成浓度为0.05mol/L～0.2mol/L的碱液，碱液的体积为秸秆玉米芯类农业废弃物体积的1/3～1/2，浸泡时间控制在0.5h～12h的范围内，浸泡完成后，浸泡液体再流入其它的反应槽中，重复浸泡其它反应槽内切割磨碎后的秸秆玉米芯类农业废弃物；将多次重复浸泡不同反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，得到的混合液用1mol/L的稀盐酸进行PH值调配，使混合液的PH值在6.8～7.2的范围内后，将该混合液返回反应槽内，继续浸泡反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，72h后将调配后再次浸泡秸秆玉米芯类农业废弃物的混合液体，用耐腐蚀筛滤装置，将该混合液体与秸秆玉米芯类农业废弃物分离；以72h为周期，重复浸泡调配，直到该混合液体中的COD累积达到预设定值；
步骤五，加入纤维素分解菌：在COD累积达到预设定值的混合液体中，加入纤维素分解菌，此时混合液体的PH值范围为6.8～7.2，纤维素分解菌的加入量为：在每公斤达到预设定值的混合液体中，加入0.1g～1g干重的纤维素分解菌；
步骤六，获得反硝化碳源：COD累积达到预设定值的混合液体中的碳源，含有较多的高分子量和难以利用的木质素和纤维素，经过纤维素分解菌处理120h～240h后，混合液体中的碳源，可生化性增强，此时混合液体中的COD能利用率大于95％以上，即获得能够被反硝化菌利用的反硝化碳源。
优选地，所述先经过生物过滤处理、厌氧处理、缺氧处理、好氧处理工艺中的一种或几种工艺，处理的生活污水，每个环节都能够加入能够被反硝化菌利用的反硝化碳源。
优选地，所述浸泡用的反应槽至少有两个反应槽，通过耐腐蚀管道连接，反应槽一底部最低点的高度高于反应槽二的底部，反应槽二底部最低点的高度高于反应槽三的底部，依次类推，前面反应槽底部最低点的高度高于后面反应槽的底部，所述每个耐腐蚀管道上面安装有耐腐蚀开关阀。
优选地，所述耐腐蚀筛滤装置有两层滤网，上层滤网为60目，下层滤网为100目。
与已有技术相比，本发明的有益效果：
本发明第一次将秸秆玉米芯类农业废弃物、纤维素分解菌和重复浸泡富集整体综合用于农村污水处理及小流域水体污染生态修复，能够再次利用秸秆玉米芯类农业废弃物，实现废物再利用，同时解决了农村污水处理过程中，碳源不足生物脱氮难的问题，无二次污染；本发明中的纤维素分解菌为腐殖土，能够直接取自腐烂的枯树叶、秸秆、木屑等富含纤维素分解菌的腐败物质，也能够通过人工驯化在纤维素或木质素基质培养和驯化获得纤维素分解菌微生物菌剂，能够进一步分解重复浸泡富集后混合液体中的木质素和纤维素，提高累积碳源的可生化性，变废为宝；同时，本发明不用安装大型设备，投资小，运行费用低，污水处理效果好。
附图说明
图1为本发明实施例工艺流程图；
图2为本发明中实施例不同预处理方式的COD累积浓度；
图3为本发明中实施例获得的能够被反硝化菌利用的反硝化碳源，反硝化过程中总氮(TN)浓度变化；
图4为本发明中反应槽连接示意图。
备注：TN-能够被反硝化菌利用的反硝化碳源，反硝化过程中总氮浓度，COD-秸秆玉米芯类农业废弃物循环调配浸泡混合液体中累积的总碳源含量，SCOD-秸秆玉米芯类农业废弃物经碱处理循环调配浸泡后，得到的混合液体中能够直接被反硝化应用的碳源含量，TCOD-秸秆玉米芯类农业废弃物经碱处理循环调配浸泡后，混合液体中累积的总氮含量(包括能够直接被反硝化应用的碳源和不能够直接被反硝化应用的碳源)，NOx-能够进行反硝化的含氮物质，JF-经过碱处理且加入纤维素分解菌的反硝化碳源，J-经过碱处理且不加入纤维素分解菌的反硝化碳源，WF-未经过碱处理且加入纤维素分解菌的反硝化碳源，W-未经过碱处理且未加入纤维素分解菌的反硝化碳源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例为对农村生活污水进行处理。
本发明选用反硝化性能较好的农业废弃物—玉米稻草秸秆玉米芯作为碳源。然后经过碱处理，同时与超声处理和酸处理对比，发现碱处理是一种较好的预处理方法，能够最大限度地提高碳源的释放量。具体实施步骤如下：
1)取30g风干后的玉米稻草秸秆玉米芯打碎，粒径控制在1-6mm左右；
2)用200mL的0.1mol/L的NaOH浸泡经初步处理后的玉米芯，30min后，用稀盐酸1mol/L调pH至6.8～7.2，将预处理后的固液混合物放入反应槽(1)中，定容至800ml，记为J0；
3)同时设置对照组，称取30g玉米稻草秸秆玉米芯，用纯水定容至800ml，静置。记为W0；
4)三天后，将J0中的浸泡原液与玉米稻草秸秆玉米芯残渣分离，并取200ml原液，向其中加入适量的氢氧化钠固体，配成0.1mol/L的NaOH溶液，转移至30g玉米稻草秸秆玉米芯反应槽(1)中，浸泡30min后与剩余的原液混合后，用稀盐酸1mol/L调pH至6.8～7.2，定容至800ml。W0中直接放入玉米稻草秸秆玉米芯，后用纯水定容至800ml；
5)以3天为周期，重复步骤4)，直至COD累积达到预设值。此时测定COD累积浓度(如图2所示)；
6)在COD累积至预设值后，取出玉米稻草秸秆玉米芯残渣，在COD累积液J0、W0中加入等量腐殖土5g(纤维素分解菌干重为1mg)，经过碱处理且加入纤维素分解菌记为JF，经过碱处理且不加入纤维素分解菌记为J，未经过碱处理且加入纤维素分解菌的记为WF，未经过碱处理且未加入纤维素分解菌的记为W；
7)待充分反应五天后，分别以JF、J、WF和W作为反硝化碳源；在C/N＝6，接种污泥浓度3g/L，硝态氮浓度为30mg/L，温度为25℃，pH＝6.5的条件下，进行反硝化脱氮实验。反硝化效果(如图3所示)。
对结果分析如下：
(1)经碱处理后的玉米稻草秸秆玉米芯释放溶解性COD(SCOD)和总COD(TCOD)明显高于未处理的玉米稻草秸秆玉米芯，且可以多次反复进行。
(2)在经过纤维素分解菌处理后的碳源，可生化性增强，24小时COD利用率达到95％以上。经过碱处理的碳源含有较多的高分子量，难以利用的木质素和纤维素，经过纤维素分解菌处理后，能够被反硝化菌利用。
(3)经纤维素分解菌处理的碳源，反硝化速率较快；只经过碱处理碳源的反硝化速率最慢，也说明经加入纤维素分解菌，能够明显加快反硝化前期速率。
通过碱处理，能够加快玉米芯碳源的释放速率，实现碳源的前期快速累积；通过在碳源中加入纤维素分解菌，能够改善释放碳源的可生化性，从而加快反硝化脱氮效率。
本发明工艺路线(如图1所示)，其中的带箭头的实线，表示经过多次碱液浸泡重复调配浸泡，混合液体回流聚集，混合液体中的COD累积，达到预设定的混合液体中碳源值时，再进行纤维素分解菌处理。
本发明主要工艺说明如下：
步骤一：切割磨碎：将秸秆玉米芯类农业废弃物采用铡刀和研磨机进行切割磨碎，控制切割磨碎后农业废弃物其粒径范围为1mm～6mm；
步骤二：反应槽(1)内碱液浸泡：把切割磨碎后粒径达标的秸秆、玉米芯类农业废弃物，放入反应槽(1)内，在反应槽(1)内加入浓度范围为0.05mol/L～0.2mol/L的氢氧化钠碱液，氢氧化钠碱液体积为秸秆玉米芯类农业废弃物体积的1/3～1/2，浸泡时间控制在0.5h～12h的范围内，浸泡完成后，浸泡液体再流入其它的反应槽(1)中，重复浸泡其它反应槽(1)内切割磨碎后的秸秆玉米芯类农业废弃物；
步骤三：调配PH值：将多次重复浸泡不同反应槽(1)内的秸秆玉米芯类农业废弃物，得到的混合液用1mol/L的稀盐酸进行PH值调配，使混合液的PH值在6.8～7.2的范围内后，将该混合液返回反应槽(1)内，继续浸泡反应槽(1)内的秸秆玉米芯类农业废弃物，72h后将调配后再次浸泡秸秆玉米芯类农业废弃物的混合液体，用耐腐蚀筛滤装置，将该混合液体与秸秆玉米芯类农业废弃物分离；
步骤四：重复调配浸泡：在与秸秆玉米芯类农业废弃物分离后的混合液体中，加入氢氧化钠固体，将其再次调配成浓度为0.05mol/L～0.2mol/L的碱液，碱液的体积为秸秆玉米芯类农业废弃物体积的1/3～1/2，浸泡时间控制在0.5h～12h的范围内，浸泡完成后，浸泡液体再流入其它的反应槽(1)中，重复浸泡其它反应槽(1)内切割磨碎后的秸秆玉米芯类农业废弃物；将多次重复浸泡不同反应槽(1)内的秸秆玉米芯类农业废弃物，得到的混合液用1mol/L的稀盐酸进行PH值调配，使混合液的PH值在6.8～7.2的范围内后，将该混合液返回反应槽(1)内，继续浸泡反应槽(1)内的秸秆玉米芯类农业废弃物，72h后将调配后再次浸泡秸秆玉米芯类农业废弃物的混合液体，用耐腐蚀筛滤装置，将该混合液体与秸秆玉米芯类农业废弃物分离；以72h为周期，重复浸泡调配，直到该混合液体中的COD累积达到预设定值；
步骤五：加入纤维素分解菌：在COD累积达到预设定值的混合液体中，加入纤维素分解菌，此时混合液体的PH值范围为6.8～7.2，纤维素分解菌的加入量为：在每公斤达到预设定值的混合液体中，加入0.1g～1g干重的纤维素分解菌；
步骤六：获得反硝化碳源：COD累积达到预设定值的混合液体中的碳源，含有较多的高分子量和难以利用的木质素和纤维素，经过纤维素分解菌处理120h～240h后，混合液体中的碳源，可生化性增强，此时混合液体中的COD能利用率大于95％以上，即获得能够被反硝化菌利用的反硝化碳源。
使用时，浸泡用的反应槽(1)至少有两个反应槽(1)，通过耐腐蚀管道(2)连接，反应槽(1)一底部最低点的高度高于反应槽(1)二的底部，反应槽(1)二底部最低点的高度高于反应槽(1)三的底部，依次类推，前面反应槽(1)底部最低点的高度高于后面反应槽(1)的底部，所述每个耐腐蚀管道(2)上面安装有耐腐蚀开关阀(3)。
耐腐蚀筛滤装置有两层滤网，上层滤网为60目，下层滤网为100目。
本发明第一次将秸秆玉米芯类农业废弃物、纤维素分解菌和重复浸泡富集整体综合用于农村污水处理及小流域水体污染生态修复，能够再次利用秸秆玉米芯类农业废弃物，实现废物再利用，同时解决了农村污水处理过程中，碳源不足生物脱氮难的问题，无二次污染；本发明中的纤维素分解菌为腐殖土，能够直接取自腐烂的枯树叶、秸秆、木屑等富含纤维素分解菌的腐败物质，也能够通过人工驯化在纤维素或木质素基质培养和驯化获得纤维素分解菌微生物菌剂，能够进一步分解重复浸泡富集后混合液体中的木质素和纤维素，提高累积碳源的可生化性，变废为宝；同时，本发明不用安装大型设备，投资小，运行费用低，污水处理效果好，适合用于制备污水处理反硝化碳源及小流域水体修复反硝化碳源。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种秸秆玉米芯类污水反硝化碳源的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)切割磨碎：将秸秆玉米芯类农业废弃物采用铡刀和研磨机进行切割磨碎，控制切割磨碎后农业废弃物其粒径范围为1mm～6mm；
2)反应槽内碱液浸泡：把切割磨碎后粒径达标的秸秆、玉米芯类农业废弃物，放入反应槽内，在反应槽内加入浓度范围为0.05mol/L～0.2mol/L的氢氧化钠碱液，氢氧化钠碱液体积为秸秆玉米芯类农业废弃物体积的1/3～1/2，浸泡时间控制在0.5h～12h的范围内，浸泡完成后，浸泡液体再流入其它的反应槽中，重复浸泡其它反应槽内切割磨碎后的秸秆玉米芯类农业废弃物；
3)调配pH值：将多次重复浸泡不同反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，得到的混合液用1mol/L的稀盐酸进行pH值调配，使混合液的pH值在6.8～7.2的范围内后，将该混合液返回反应槽内，继续浸泡反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，72h后将调配后再次浸泡秸秆玉米芯类农业废弃物的混合液体，用耐腐蚀筛滤装置，将该混合液体与秸秆玉米芯类农业废弃物分离；
4)重复调配浸泡：在与秸秆玉米芯类农业废弃物分离后的混合液体中，加入氢氧化钠固体，将其再次调配成浓度为0.05mol/L～0.2mol/L的碱液，碱液的体积为秸秆玉米芯类农业废弃物体积的1/3～1/2，浸泡时间控制在0.5h～12h的范围内，浸泡完成后，浸泡液体再流入其它的反应槽中，重复浸泡其它反应槽内切割磨碎后的秸秆玉米芯类农业废弃物；将多次重复浸泡不同反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，得到的混合液用1mol/L的稀盐酸进行pH值调配，使混合液的pH值在6.8～7.2的范围内后，将该混合液返回反应槽内，继续浸泡反应槽内的秸秆玉米芯类农业废弃物，72h后将调配后再次浸泡秸秆玉米芯类农业废弃物的混合液体，用耐腐蚀筛滤装置，将该混合液体与秸秆玉米芯类农业废弃物分离；以72h为周期，重复浸泡调配，直到该混合液体中的COD累积达到预设定值；
5)加入纤维素分解菌：在COD累积达到预设定值的混合液体中，加入纤维素分解菌，此时混合液体的pH值范围为6.8～7.2，纤维素分解菌的加入量为：在每公斤达到预设定值的混合液体中，加入0.1g～1g干重的纤维素分解菌；
6)获得反硝化碳源：COD累积达到预设定值的混合液体中的碳源，含有较多的高分子量和难以利用的木质素和纤维素，经过纤维素分解菌处理120h～240h后，混合液体中的碳源，可生化性增强，此时混合液体中的COD能利用率大于95％以上，即获得能够被反硝化菌利用的反硝化碳源；
先经过生物过滤处理、厌氧处理、缺氧处理、好氧处理工艺中的一种或几种工艺，处理的生活污水，每个环节都能够加入能够被反硝化菌利用的反硝化碳源；
所述浸泡用的反应槽至少有两个反应槽，通过耐腐蚀管道连接，反应槽一底部最低点的高度高于反应槽二的底部，反应槽二底部最低点的高度高于反应槽三的底部，依次类推，前面反应槽底部最低点的高度高于后面反应槽的底部，所述每个耐腐蚀管道上面安装有耐腐蚀开关阀；
所述耐腐蚀筛滤装置有两层滤网，上层滤网为60目，下层滤网为100目。
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| CN111056635B (zh) * | 2020-01-20 | 2022-11-29 | 太原理工大学 | 一种废纸屑反硝化碳源填料块及其制备方法与应用 |
| CN112358047A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | 一种利用水生植物补充污水厂碳源的系统与工艺 |
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| CN114395480A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-26 | 江苏力鼎环保装备有限公司 | 一种应用于污水处理的微生物培养用碳源及其应用 |
| CN114410706A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-29 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 一种反硝化液态碳源及其制备方法和应用 |
| CN114790036B (zh) * | 2022-05-05 | 2023-12-26 | 中创宏远（北京）环保科技有限公司 | 一种缓释型固态碳源及其应用和一种污水处理装置 |
| CN115259371A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-01 | 温州市工业科学研究院 | 一种制备碳源用菌糠预处理方法 |
| CN115250994A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-01 | 威海智洁环保技术有限公司 | 循环固碳除氮的“鱼藻共生”海水养殖系统 |
| CN116119832A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-05-16 | 华南理工大学 | 一种高效复合碳源及其制备方法与应用 |
| CN117247147A (zh) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 山东吉昌龙环境工程有限公司 | 一种用于污水处理的液体复合碳源 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101492206A (zh) * | 2009-03-09 | 2009-07-29 | 合肥工业大学 | 利用玉米秸秆原位修复地下水硝酸盐污染的方法 |
| CN102174580A (zh) * | 2011-02-10 | 2011-09-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种水解酸化生物质原料制备发酵碳源的方法 |
| CN102718317A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-10-10 | 天津大学 | 一种剩余污泥与秸秆水解酸化补充碳源促进生物脱氮的方法及其应用 |
| WO2014059502A1 (pt) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Fundação Universidade De Caxias Do Sul - Ucs | Processo de produção de enzimas com fungo filamentoso penicillium echinulatum para uso na hidrólise enzimática de biomassa lignocelulósica |
| CN104232704A (zh) * | 2007-03-14 | 2014-12-24 | 托莱多大学 | 生物质预处理 |
| KR20150091979A (ko) * | 2014-02-03 | 2015-08-12 | 주식회사 씨디아이 | 탈질 또는 탈취용 액상 탄소원 조성물 및 그를 이용한 오폐수의 탈질 또는 탈취 방법 |
| CN105692912A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-22 | 中国环境科学研究院 | 一种添加碱加热处理玉米秸秆碳源的潜流人工湿地强化脱氮方法 |
| CN106318885A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-11 | 华南理工大学 | 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用 |
| CN108751407A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-06 | 西南科技大学 | 低碳氮比污水反硝化脱氮过程中的一种补充碳源制备方法 |
| CN108996668A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-14 | 江苏龙腾工程设计股份有限公司 | 一种高效缓释碳源改性玉米芯、制备方法及应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6767464B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-07-27 | Environmental Operating Solutions, Inc. | Process and apparatus for waste water treatment |
| WO2011006019A2 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Moustafa Ahmed El-Shafie | Method and system for processing a biomass for producing biofuels and other products |
-
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104232704A (zh) * | 2007-03-14 | 2014-12-24 | 托莱多大学 | 生物质预处理 |
| CN101492206A (zh) * | 2009-03-09 | 2009-07-29 | 合肥工业大学 | 利用玉米秸秆原位修复地下水硝酸盐污染的方法 |
| CN102174580A (zh) * | 2011-02-10 | 2011-09-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种水解酸化生物质原料制备发酵碳源的方法 |
| CN102718317A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-10-10 | 天津大学 | 一种剩余污泥与秸秆水解酸化补充碳源促进生物脱氮的方法及其应用 |
| WO2014059502A1 (pt) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Fundação Universidade De Caxias Do Sul - Ucs | Processo de produção de enzimas com fungo filamentoso penicillium echinulatum para uso na hidrólise enzimática de biomassa lignocelulósica |
| KR20150091979A (ko) * | 2014-02-03 | 2015-08-12 | 주식회사 씨디아이 | 탈질 또는 탈취용 액상 탄소원 조성물 및 그를 이용한 오폐수의 탈질 또는 탈취 방법 |
| CN105692912A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-22 | 中国环境科学研究院 | 一种添加碱加热处理玉米秸秆碳源的潜流人工湿地强化脱氮方法 |
| CN106318885A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-11 | 华南理工大学 | 一种玉米叶水解液及其制备方法和应用 |
| CN108751407A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-06 | 西南科技大学 | 低碳氮比污水反硝化脱氮过程中的一种补充碳源制备方法 |
| CN108996668A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-14 | 江苏龙腾工程设计股份有限公司 | 一种高效缓释碳源改性玉米芯、制备方法及应用 |
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