CN115925131A - 一种复合碳源及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合碳源及其生产工艺，该复合碳源包括如下组分：玉米芯、花生壳、淀粉、可降解高聚物和硅烷偶联剂。本发明所用材料均为可生物降解材料，避免了使用过程中造成二次污染的问题，节能环保；通过用可降解高聚物和淀粉的交联物对天然材料进行负载，能够长期缓慢稳定释放碳源，可以避免反复投加，同时其本身作为碳源的同时可以为微生物提供附着载体，有利于反硝化过程的进行，提高了碳源的稳定脱氮性能。本发明的复合碳源在使用时，可加入水中或溶剂中搅拌均匀，进行喷洒；也可以直接投料进行污水处理。

Description

一种复合碳源及其生产工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种复合碳源及其生产工艺。

背景技术

随着我国经济发展和居民生活水平提高，城市中污水排放量逐年增多，污水成为城市环境主要影响污染物，对城市环境影响极大。经过多年发展，城市中已建立相对健全的污水收集、处理、排放和回用污水处理体系，在一定程度上改善了城市环境污染问题。由于人们生活方式的转变，污水中氮、磷浓度也急剧上升，导致污水处理成本和难度增加，同时更易引发水环境的生态破坏，对水质及水生动植物等造成不可逆伤害，严重威胁人类的健康安全。根据调查，污水厂很容易将氨态氮转化为硝态氮，氨氮很容易达到排放标准，但由于碳源的缺乏，C/N值低，反硝化过程普遍存在碳源不足的问题，严重制约硝态氮反硝化转化成氮气的能力，影响了脱氮效率，使总氮难以达到排放标准。

为了取得理想的脱氮效果，往往需要在反硝化反应器中添加碳源，碳源是含有碳元素且能被微生物生长繁殖所利用的一类营养物质。传统碳源主要以甲醇、乙酸钠和葡萄糖等简单有机物为主。由于简单有机物分子量低，在作为反硝化碳源时代谢途径相对简单，更容易被反硝化相关微生物利用，进而拥有相对较高的反硝化速率，但是存在投加量大、运行成本高、水质不稳定的问题。随着对反硝化碳源的深入研究，研究者们发现将多种传统碳源物质混配后作为反硝化碳源能增加反硝化菌的丰度，进而提高脱氮效果。

CN115072865A按质量百分比计，包括如下用量的原料：羟基乙酸钠15％-25％、醇类10％-15％、糖类10％-20％、可溶性淀粉1％-5％和水50％-60％，采用该污水处理生物脱氮复合碳源进行污水脱氮处理，成本低，反硝化反应的速率快，污泥产量低且COD的当量高，脱氮效果好。CN114409072A公开了一种用于生物脱氮的复合碳源及其制备方法，本发明的用于生物脱氮的复合碳源，包括下述组分：酸类、醇类、糖类、无机盐、聚甲基丙烯酸酯、生长因子和微量元素。本发明的用于生物脱氮的复合碳源成分多样，可有效避免单一碳源长期使用，降低活性污泥中微生物菌群多样性的问题。此外，本发明的用于生物脱氮的复合碳源的相对分子量小，易被反硝化细菌利用，提高脱氮效率，并能够快速降解，使出水符合国家COD标准。本发明的用于生物脱氮的复合碳源产品安全无毒，科学合理，生产工艺简单，便于推广。但是这两种方法均存在前期释碳量大、后期释碳量小、且可持续性较差的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种持续脱氮效果好的复合碳源及其生产工艺。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合碳源的生产工艺，该复合碳源可满足微生物群中处于不同生长阶段的微生物所需营养，实现废水高效脱氮，解决了长期投加单一碳源影响反硝化的细菌微生物以及反硝化细菌群落结构多样性的技术问题；可为低碳比污水提供稳定的碳源、实现高效、稳定脱氮过程的同时，具有成本低廉、碳源控释效果好、无二次污染的特点。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种复合碳源，包括如下组分：玉米芯、花生壳、淀粉、可降解高聚物和硅烷偶联剂。

优选的，一种复合碳源，包括如下重量份的组分：20-30份玉米芯、20-30份花生壳、40-60份淀粉、5-15份可降解高聚物和1-5份硅烷偶联剂。

优选的，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉中的一种或多种。

进一步优选的，所述玉米淀粉为多孔玉米淀粉，其制备方法如下：

将20-30g玉米淀粉超声分散于100-200mL pH为3-5的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，然后在功率为200-400W的微波化学反应器中处理1-5min，然后加热至50-60℃，加入0.1-0.3gα-淀粉酶、0.3-0.5g淀粉葡萄糖苷酶，继续水解10-12h，再加入5-10mL 0.5-1mo/L氢氧化钠水溶液终止反应后在转速为2000-4000rpm下离心10-20min，收集沉淀物，沉淀物用水洗2-3次后在50-70℃下干燥20-24h，得到多孔玉米淀粉。

优选的，所述可降解高聚物是以丁香酚为原料，先与硫醇反应转化成丁香酚二聚体；然后发生酯化反应得到甲基丙烯酸聚合物单体；最后通过甲基丙烯酸聚合物单体和硫醇发生硫醇-烯点击反应得到。

进一步优选的，所述可降解高聚物的制备方法为丁香酚、3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇、偶氮二异丁腈反应生成丁香酚二聚体；然后丁香酚二聚体与甲基丙烯酸酐发生酯化反应得到甲基丙烯酸聚合物单体，最后通过甲基丙烯酸聚合物单体和硫醇发生硫醇-烯点击反应得到。

进一步优选的，所述可降解高聚物的制备方法，包括如下步骤：

1)在氮气氛围下，将15-20g丁香酚、16-20g 3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇混合均匀，加入1-2g偶氮二异丁腈，于室温下搅拌20-30min后置于60-100℃反应10-12h，反应完成后减压蒸除溶剂，将剩余物分别用饱和食盐水和水洗涤2-3次后溶解于150-250mL氯仿中，然后用硅胶柱色谱法纯化，收集有机相，将有机相减压蒸除溶剂后得到丁香酚二聚体；

2)将6-10g丁香酚二聚体、3-5g甲基丙烯酸酐、30-40mg 4-二甲氨基吡啶混合后在60-80℃下搅拌10-12h，再加入10-20mL水，搅拌1-2h得到混合液，然后将混合液倒入200-300mL乙酸乙酯中，加入30-50mL饱和食盐水搅拌20-30min后用无水硫酸镁干燥10-12h；过滤，将滤液减压蒸除溶剂后在60-80℃下干燥6-8h得，到甲基丙烯酸聚合物单体；

3)将5-8g甲基丙烯酸聚合物单体、15-20g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、10-12g 1-羟基环己基苯基酮在室温混合搅拌10-20min，然后加热至60-80℃继续搅拌20-30min，冷却至室温，在10W紫外光下照射12h，得到可降解高聚物。

优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

本发明还公开了所述复合碳源的生产工艺，包括如下步骤：

S1将玉米芯、花生壳经水洗和干燥后粉碎至粒径为1-2mm，然后置于碱溶液中加热处理，加热时间为2-6h，加热完成后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤至滤液成中性后在60-80℃下干燥6-8h得到预处理粉末；

S2将淀粉与水混合后，在室温下搅拌，然后在60-100℃下加热糊化1-2h，得到糊化淀粉备用；

S3将上述糊化淀粉加入到可降解高聚物中，在80-120℃下反应1-2h，得到粘稠状液体；然后向上述粘稠状液体中加入上述预处理粉末、硅烷偶联剂，在600-800rpm转速下搅拌0.5-1h，得到混合浆料；

S4将上述混合浆料倒入模具中，在-25～-15℃下冻干成型，然后取出置于30-50℃下干燥10-12h，得到复合碳源。

优选的，步骤S1中所述碱溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种；通过用碱对玉米芯、花生壳进行处理，可以有效的分解木质素和半纤维素，使得纤维素的含量更高，并使纤维素润胀，增加内表面积。

本发明的复合碳源在使用时，可加入水中或溶剂中搅拌均匀，进行喷洒；也可以直接投料进行污水处理。

本发明所用天然材料玉米芯、花生壳作为碳源，来源广泛、成本低廉，其主要成分为纤维素、半纤维素，纤维素是一种大分子多糖，很容易分解成小分子有机酸，半纤维素由聚合度低的短杂多糖链组成，可以很容易地降解成单糖，玉米芯、花生壳中的纤维素和半纤维素可以很快地被微生物快速利用，并且玉米芯、花生壳表面粗糙，内部结构疏松有孔隙，微生物菌的附着面积大，但是存在前期释碳量大、后期释碳量小、且可持续性较差的问题。发明人用可降解高聚物和淀粉的交联物对其负载，能够长期缓慢稳定释放碳源，可以避免反复投加，同时其本身作为碳源的同时可以为微生物提供附着载体，有利于反硝化过程的进行，提高了碳源的稳定脱氮性能；硅烷偶联剂可以改善淀粉与玉米芯、花生壳及可降解高聚物之间的相容性，本发明所用可降解高聚物可以生物降解为羧酸和其它小分子，通过和多孔玉米淀粉的交联，使其具有更好的机械性能，遇水不容易崩散，更能稳定持续的释放碳源，而且多孔玉米淀粉具有很好的多孔性和粘接性，能使复合碳源具有孔隙、比表面积增大，更有利于微生物的吸附，整个过程无废料产生，提高了复合碳源的利用率。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明所用材料均为可生物降解材料，避免了使用过程中造成二次污染的问题，节能环保；通过用可降解高聚物和淀粉的交联物对天然材料进行负载，能够长期缓慢稳定释放碳源，可以避免反复投加，同时其本身作为碳源的同时可以为微生物提供附着载体，有利于反硝化过程的进行，提高了碳源的稳定脱氮性能；通过和多孔玉米淀粉的交联，遇水不容易崩散，更能稳定持续的释放碳源，而且多孔玉米淀粉具有很好的多孔性和粘接性，能使复合碳源具有孔隙、比表面积增大，更有利于微生物的吸附，提高了复合碳源的利用率。

具体实施方式

为免赘述，以下实施例中用到的物品若无特别说明则均市售产品，用到的方法若无特别说明则均为常规方法。

本发明所用部分原料来源如下：

α-淀粉酶，含量为99％，酶活力值为2000U/g；淀粉葡萄糖苷酶，含量为99％，酶活力值为10万U/g；聚己内酯，熔体流动速率为3g/10min，牌号为6800，昕旺达塑胶科技(东莞)有限公司。

实施例1

一种复合碳源的生产工艺，包括如下步骤：

S1将200g玉米芯、200g花生壳经水洗和干燥后用粉碎机粉碎至粒径为1.5mm，然后置于2000mL 1mol/L氢氧化钠水溶液中加热至60℃，加热时间为4h，加热完成后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤至滤液成中性后在80℃下干燥6h得到预处理粉末；

S2称取400g多孔玉米淀粉与2000g水混合后，在室温下搅拌，然后在80℃下加热糊化1h，得到糊化淀粉备用；

S3将上述糊化淀粉加入到50g可降解高聚物中，在100℃下反应1h，得到粘稠状液体；然后向上述粘稠状液体中加入步骤S1得到的预处理粉末、10g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在700rpm转速下搅拌1h，得到混合浆料；

S4将上述混合浆料倒入模具中，在-15℃下冻干24h，然后取出置于40℃下干燥12h，得到复合碳源。

所述多孔玉米淀粉的制备方法如下：

将25g玉米淀粉超声分散于100mL pH为4的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，然后在功率为300W的微波化学反应器中处理2min，然后加热至56℃，加入0.1gα-淀粉酶、0.4g淀粉葡萄糖苷酶，继续水解12h，加入5mL 1mo/L氢氧化钠水溶液终止反应后，在转速为3000rpm下离心15min，收集沉淀物，沉淀物用水洗3次后在55℃下干燥24h得到多孔玉米淀粉。

所述可降解高聚物的制备方法，包括如下步骤：

1)在氮气氛围下，将16.4g丁香酚、18.2g 3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇混合均匀，加入1.6g偶氮二异丁腈，于室温下搅拌25min后置于80℃反应12h，反应完成后减压蒸除溶剂，将剩余物分别用饱和食盐水和水洗涤3次后溶解于200mL氯仿中，然后用硅胶柱色谱法纯化，收集有机相，将有机相减压蒸除溶剂后得到丁香酚二聚体；

2)将8.48g丁香酚二聚体、4.62g甲基丙烯酸酐、36.6mg 4-二甲氨基吡啶混合后在60℃下搅拌12h，再加入10mL水，在60℃下继续搅拌1h得到混合液，将混合液倒入300mL乙酸乙酯中，加入50mL饱和食盐水搅拌20min后用无水硫酸镁干燥12h；过滤，将滤液减压蒸除溶剂后在60℃下干燥6h，得到甲基丙烯酸聚合物单体；

3)将6.8g甲基丙烯酸聚合物单体、16.3g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、11.5g1-羟基环己基苯基酮在室温混合搅拌20min，然后加热至60℃继续搅拌20min，冷却至室温，在10W紫外光下照射12h，得到可降解高聚物。

实施例2

一种复合碳源的生产工艺，包括如下步骤：

S1将200g玉米芯、200g花生壳经水洗和干燥后用粉碎机粉碎至粒径为1.5mm，然后置于2000mL 1mol/L氢氧化钠水溶液中加热至60℃，加热时间为4h，加热完成后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤至滤液成中性后在80℃下干燥6h得到预处理粉末；

S2称取400g玉米淀粉与2000g水混合后，在室温下搅拌，然后在80℃下加热糊化1h，得到糊化淀粉备用；

S3将上述糊化淀粉加入到50g可降解高聚物中，在100℃下反应1h，得到粘稠状液体；然后向上述粘稠状液体中加入步骤S1得到的预处理粉末、10g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在700rpm转速下搅拌1h，得到混合浆料；

S4将上述混合浆料倒入模具中，在-15℃下冻干24h，然后取出置于40℃下干燥12h，得到复合碳源。

所述可降解高聚物的制备方法，包括如下步骤：

1)在氮气氛围下，将16.4g丁香酚、18.2g 3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇混合均匀，加入1.6g偶氮二异丁腈，于室温下搅拌25min后置于80℃反应12h，反应完成后减压蒸除溶剂，将剩余物分别用饱和食盐水和水洗涤3次后溶解于200mL氯仿中，然后用硅胶柱色谱法纯化，收集有机相，将有机相减压蒸除溶剂后得到丁香酚二聚体；

2)将8.48g丁香酚二聚体、4.62g甲基丙烯酸酐、36.6mg 4-二甲氨基吡啶混合后在60℃下搅拌12h，再加入10mL水，在60℃下继续搅拌1h得到混合液，将混合液倒入300mL乙酸乙酯中，加入50mL饱和食盐水搅拌20min后用无水硫酸镁干燥12h；过滤，将滤液减压蒸除溶剂后在60℃下干燥6h，得到甲基丙烯酸聚合物单体；

3)将6.8g甲基丙烯酸聚合物单体、16.3g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、11.5g1-羟基环己基苯基酮在室温混合搅拌20min，然后加热至60℃继续搅拌20min，冷却至室温，在10W紫外光下照射12h，得到可降解高聚物。

对比例1

一种复合碳源的生产工艺，包括如下步骤：

S1将200g玉米芯、200g花生壳经水洗和干燥后用粉碎机粉碎至粒径为1.5mm，然后置于2000mL 1mol/L氢氧化钠水溶液中加热至60℃，加热时间为4h，加热完成后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤至滤液成中性后在80℃下干燥6h得到预处理粉末；

S2称取400g多孔玉米淀粉与2000g水混合后，在室温下搅拌，然后在80℃下加热糊化1h，得到糊化淀粉备用；

S3将上述糊化淀粉加入到50g聚己内酯中，在100℃下反应1h，得到粘稠状液体；然后向上述粘稠状液体中加入步骤S1得到的预处理粉末、10g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在700rpm转速下搅拌1h，得到混合浆料；

S4将上述混合浆料倒入模具中，在-15℃下冻干24h，然后取出置于40℃下干燥12h，得到复合碳源。

所述多孔玉米淀粉的制备方法如下：

将25g玉米淀粉超声分散于100mL pH为4的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，然后在功率为300W的微波化学反应器中处理2min；加热至56℃，加入0.1gα-淀粉酶、0.4g淀粉葡萄糖苷酶，继续水解12h，加入5mL 1mo/L氢氧化钠水溶液终止反应后在转速为3000rpm下离心15min，收集沉淀物，沉淀物用水洗3次后在55℃下干燥24h得到多孔玉米淀粉。

对比例2

一种复合碳源的生产工艺，包括如下步骤：

S1将200g玉米芯、200g花生壳经水洗和干燥后用粉碎机粉碎至粒径为1.5mm，然后置于2000mL 1mol/L氢氧化钠水溶液中加热至60℃，加热时间为4h，加热完成后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤至滤液成中性后在80℃下干燥6h得到预处理粉末；

S2称取400g多孔玉米淀粉与2000g水混合后，在室温下搅拌，然后在80℃下加热糊化1h，得到糊化淀粉备用；

S3向上述糊化淀粉加入步骤S1得到的预处理粉末、10g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在700rpm转速下搅拌1h，得到混合浆料；

S4将上述混合浆料倒入模具中，在-15℃下冻干24h，然后取出置于40℃下干燥12h，得到复合碳源。

所述多孔玉米淀粉的制备方法如下：

将25g玉米淀粉超声分散于100mL pH为4的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，然后在功率为300W的微波化学反应器中处理2min；加热至56℃，加入0.1gα-淀粉酶、0.4g淀粉葡萄糖苷酶，继续水解12h，加入5mL 1mo/L氢氧化钠水溶液终止反应后在转速为3000rpm下离心15min，收集沉淀物，沉淀物用水洗3次后在55℃下干燥24h得到多孔玉米淀粉。

测试例1

反硝化实验：平行运行5组反硝化生物膜反应器，一组为对照组，不加复合碳源，其余四组分别投加实施例1-2、对比例1-2制得的复合碳源。反应器运行周期为4h，每周期有效处理水量为0.8L，采用人工自配水，精髓硝氮浓度为50mg/L，COD浓度为150mg/L，反应器有冷却水循环装置，内部温度保持在10℃，接种污泥取自武汉市某污水处理厂二沉池回流污泥，反应器运行3天、7天、10天后，计算反应器除水NO₃ ^-中氮的去除率，测试结果如表1所示：

表1反硝化实验测试结果

从表1的实验结果可以看出，实施例1制得的复合碳源的脱氮率在10天后还具有较高的脱氮率，造成这种现象可能的原因是由多孔淀粉、可降解高聚物交联而成的载体对玉米芯、花生壳的负载，能够长期缓慢稳定释放碳源，同时其本身作为碳源的同时可以为微生物提供附着载体，有利于反硝化过程的进行，提高了碳源的稳定脱氮性能；过和多孔玉米淀粉的交联，遇水不容易崩散，更能稳定持续的释放碳源，而且多孔玉米淀粉具有很好的多孔性和粘接性，能使复合碳源具有孔隙、比表面积增大，更有利于微生物的吸附，进一步提高了其反硝化性能。

测试例2

稳定性测试：

1、按照实施例1的方法，在不添加可降解高聚物的情况下，得到对照品复合碳源；

2、将实施例1得到的复合碳源和得到的对照品复合碳源的COD调整至相同；

3、分别将经步骤2处理得到的复合碳源和对照品复合碳源放置30天，并在第30天测定2中复合碳源的COD。

实验结果为：不添加可降解高聚物的复合碳源的COD含量减少了18％，经处理的实施例1的复合碳源的COD含量无变化。说明实施例1得到的复合碳源稳定性好，可持续保留的时间长。

Claims (10)

1.一种复合碳源，其特征在于，包括如下组分：玉米芯、花生壳、淀粉、可降解高聚物和硅烷偶联剂。

2.如权利要求1所述的复合碳源，其特征在于，包括如下重量份的组分：20-30份玉米芯、20-30份花生壳、40-60份淀粉、5-15份可降解高聚物和1-5份硅烷偶联剂。

3.如权利要求1或2所述的复合碳源，其特征在于：所述可降解高聚物是以丁香酚为原料，先与硫醇反应转化成丁香酚二聚体；然后发生酯化反应得到甲基丙烯酸聚合物单体；最后通过甲基丙烯酸聚合物单体和硫醇发生硫醇-烯点击反应得到。

4.如权利要求3所述的复合碳源，其特征在于：所述可降解高聚物的制备方法为丁香酚、3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇、偶氮二异丁腈反应生成丁香酚二聚体；然后丁香酚二聚体与甲基丙烯酸酐发生酯化反应得到甲基丙烯酸聚合物单体，最后通过甲基丙烯酸聚合物单体和硫醇发生硫醇-烯点击反应得到。

5.如权利要求4所述的复合碳源，其特征在于：所述可降解高聚物的制备方法，包括如下步骤：

1)在氮气氛围下，将15-20g丁香酚、16-20g 3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇混合均匀，加入1-2g偶氮二异丁腈，于室温下搅拌20-30min后置于60-100℃反应10-12h，反应完成后减压蒸除溶剂，将剩余物分别用饱和食盐水和水洗涤2-3次后溶解于150-250mL氯仿中，然后用硅胶柱色谱法纯化，收集有机相，将有机相减压蒸除溶剂后得到丁香酚二聚体；

2)将6-10g丁香酚二聚体、3-5g甲基丙烯酸酐、30-40mg 4-二甲氨基吡啶混合后在60-80℃下搅拌10-12h，再加入10-20mL水，搅拌1-2h得到混合液，然后将混合液倒入200-300mL乙酸乙酯中，加入30-50mL饱和食盐水搅拌20-30min后用无水硫酸镁干燥10-12h，过滤，将滤液减压蒸除溶剂后在60-80℃下干燥6-8h，得到甲基丙烯酸聚合物单体；

3)将5-8g甲基丙烯酸聚合物单体、15-20g三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、10-12g 1-羟基环己基苯基酮在室温混合搅拌10-20min，然后加热至60-80℃继续搅拌20-30min，冷却至室温，在10W紫外光下照射12h，得到可降解高聚物。

6.如权利要求1或2所述的复合碳源，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的复合碳源，其特征在于，所述玉米淀粉为多孔玉米淀粉，其制备方法如下：

将20-30g玉米淀粉超声分散于100-200mL pH为3-5的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，然后在功率为200-400W的微波化学反应器中处理1-5min，然后加热至50-60℃，加入0.1-0.3gα-淀粉酶、0.3-0.5g淀粉葡萄糖苷酶，继续水解10-12h，再加入5-10mL 0.5-1mo/L氢氧化钠水溶液终止反应后在转速为2000-4000rpm下离心10-20min，收集沉淀物，沉淀物用水洗2-3次后在50-70℃下干燥20-24h，得到多孔玉米淀粉。

8.如权利要求1或2所述的复合碳源，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

9.如权利要求1-8任一项所述的复合碳源的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1将玉米芯、花生壳经水洗和干燥后粉碎至粒径为1-2mm，然后置于碱溶液中加热处理，加热时间为2-6h，加热完成后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤至滤液成中性后在60-80℃下干燥6-8h得到预处理粉末；

S2将淀粉与水混合后，在室温下搅拌，然后在60-100℃下加热糊化1-2h，得到糊化淀粉备用；

S3将上述糊化淀粉加入到可降解高聚物中，在80-120℃下反应1-2h，得到粘稠状液体；然后向上述粘稠状液体中加入上述预处理粉末、硅烷偶联剂，在600-800rpm转速下搅拌0.5-1h，得到混合浆料；

S4将上述混合浆料倒入模具中，在-25～-15℃下冻干成型，然后取出置于30-50℃下干燥10-12h，得到复合碳源。

10.如权利要求9所述的复合碳源的生产工艺，其特征在于：步骤S1中所述碱溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种。