生物改性碳化秸稈的製備方法
2023-05-20 16:02:01
專利名稱：：生物改性碳化秸稈的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種汙水處理技術，具體講是涉及一種生物改性碳化秸稈的製備方法，屬於水處理
技術領域：
。
背景技術：
：目前，農村生活汙水是造成農村水環境汙染的原因之一，也是造成河水、湖泊富營養化的重要因素，其已經成為廣大農村地區水源汙染的重要來源。因此，提高農村生活汙水處理能力迫在眉睫。目前，現行的水處理技術或工藝多與微生物的作用相關，而尋找合適於微生物生長的填料對於最終的處理效果至關重要。目前國內外水處理技術及工藝中(生物濾池、生物濾塔等)生物活性炭的利用較多，"生物活性炭"是利用活性炭的吸附以及活性炭層內的微生物有機分解作用，延長活性炭吸附能力的方式。也就是說，它不僅有著活性炭的吸附力，也有著以粒狀活性炭為載體，在其上生長微生物的作用。生物活性炭的特點具有發達的孔隙結構、較大的比表面積、較高的機械耐磨強度及較好的吸附性能。表面粗糙，孔隙發達，適合微生物的寄生和生長以及生物膜的形成；生物活性碳強度較高，易於保持微生物的生存環境，不易於脫落；總孔容積大，易於吸附有機物、色素物質，有效去除有機物、降低C0D，還可以去除臭味、異味。但是，目前的生物活性炭的活性炭都為成品或商業產品，如竹炭、木炭等，使用成本較高，推廣有難度。隨著秸稈及農業生物質廢棄物氣化集中供氣技術的推廣，產生了大量的碳化秸稈，碳化秸稈具有較多的孔洞結構，從而具有較大的表面積，其與活性炭有相似的性質。但是這些碳化秸稈最總難以得到有效的處置，一般都是廢棄或者填埋，沒有利用，浪費嚴重。
發明內容為解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種使大量的廢棄碳化秸稈得到有效的處置，同時利用其解決農村生活汙水汙染問題，最終達到"以廢治廢"效果的生物改性碳化秸稈的製備方法。本發明提供了一種處理農村生活汙水的材料的製備方法生物改性碳化3秸稈的製備方法。為實現上述發明目的，本發明是通過以下的技術方案來實現的一種生物改性碳化秸稈的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)、碳化秸稈的處理選擇農村秸稈氣化後的廢棄碳化秸稈及秸稈氣化發電廠產生的碳化秸稈，將其在室溫下進行風乾，然後過2mm篩，剔除雜物；(2)、微生物的篩選篩選微生物，所述的微生物的種類包括油脂降解菌、澱粉降解菌、蛋白質降解菌、纖維素降解菌、幾丁質降解菌、聚磷菌及氨氮降解菌；(3)、將微生物固定到碳化秸稈中通過幹發酵法將微生物固定到碳化秸稈上製得生物改性碳化秸稈。前述的生物改性碳化秸稈的製備方法，其特徵在於所述的幹發酵法，首先將一定量的碳化秸稈在12rc下進行高溫滅菌，再接進篩選出的微生物，使其在28.4'C下進行幹發酵；發酵時碳化秸稈溼度為40-60%，保證pH值停留在6-7.5的範圍內，發酵4872小時，將微生物固定在碳化秸稈上；最後溫度回到室溫。前述的生物改性碳化秸稈的製備方法，其特徵在於碳化秸稈上的含菌量不低於109CFU/g。本發明的有益效果是根據本發明製得的生物改性碳化秸稈進行生活汙水處理時的特點有(1)、微生物可很好的生長於碳化秸稈上；(2)、碳化秸稈自身吸附汙染水體中N、P元素及有機物，可為微生物的生長提供充足的營養源；(3)、其主要通過物理吸附和生物降解的共同作用處理生活汙水，使用時間較長，出水水質好，成本低；(4)、吸附後的生物改性碳化秸稈可以還田作為肥料，還可以作為土壤中的疏水性有機汙染物的吸附劑。本發明製備的生物改性碳化秸稈應用前景廣泛、具有良好的環境效益。具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明進行詳細說明。本發明的生物改性碳化秸稈的製備方法，首先對碳化秸稈進行處理，選擇農村秸稈氣化後的廢棄碳化秸稈及秸稈氣化發電廠產生的碳化秸稈，這樣較為節省成本，使廢棄資源在此得到利用。將選擇的碳化秸稈在室溫下進行風乾，然後用2mm篩篩過，將雜物剔除掉。然後篩選微生物，為了對各種汙染源進行有效的處理，本發明篩選的微生物種類包括油脂降解菌、澱粉降解菌、蛋白質降解菌、纖維素降解菌、幾丁質降解菌、聚磷菌及氨氮降解菌等。最後通過幹發酵法將篩選的微生物固定到碳化秸稈中製得生物改性碳化秸稈。本發明中的十發酵法，首先將一定量的碳化秸稈在12rc下進行高溫滅菌，然後再接進篩選出的微生物，使其在28.4t;下進行幹發酵。發酵時保持碳化秸稈溼度為4060%，保證pH值停留在67.5的範圍內，發酵4872小時，最後使溫度回到室溫，保證含菌量不低於10yCFU/g，將微生物固定在碳化秸稈上。實施例l:微生物的篩選。油脂降解菌分離自南京鋼鐵集團煉焦廠附近的土壤；澱粉降解菌主要為本實驗室中分離的枯草芽孢桿菌和乳酸桿菌；蛋白質降解菌分離自南京某菜市場豬肉攤位下水道汙泥；纖維素降解菌分離自南京紫金山竹林枯枝落葉層中半分解的竹葉樣品；幾丁質降解菌分離自含有大量粉碎龍蝦殼的菜園土壤；聚磷菌及氨氮降解菌分離自汙水處理廠的活性汙泥。將以上微生物混合後處理南京農業大學附近小河道中的生活汙水，可有效的降低C0D、氨氮及磷的含量。實施例2:幹發酵法製取的生物改性碳化秸稈中微生物的生長狀況。將一定量的碳化秸稈在12rc下進行高溫滅菌，再接進篩選出的純種聚磷菌，使其在28.4'C下進行幹發酵，聚磷菌在碳化秸稈中的生長情況如表1。表l、聚磷菌在碳化秸稈中的生長情況tableseeoriginaldocumentpage5其中，開始接進聚磷菌的個數是102，當60h時聚磷菌的個數達到10'整個發酵過程中聚磷菌在碳化秸稈上的長勢較好，證明聚磷菌在碳化秸稈中能夠生存繁殖，並且碳化秸稈中有豐富的供微生物生長繁殖的碳源以及營養物質。本發明所涉及的其它微生物在與聚磷菌相似的溫度的條件下都能夠很好的生長。實施例3:碳化秸稈對生活汙水中氮、磷的去除效果。使用未經生物改性的碳化秸稈處理生活汙水(含NH:,-N60mg/L、P60mg/L)，主要採用靜態吸附方法(固液比為1:100)。對汙水中氮、磷的去除效果如表2。表2、不同時間對氮磷的去除效果的影響tableseeoriginaldocumentpage5氨氮的平均去除率(％)tableseeoriginaldocumentpage6如表3所示，碳化秸稈對氨氮和磷的去除率隨著碳化秸稈投加量的增加而增大，碳化秸杆對氨氮的去除率從65.6%增加到80.4%，對磷的去除率從59.5%增加到71.3%。實施例4:生物改性碳化秸稈對生活汙水的處理效果。將通過幹發酵法處理後的生物改性碳化秸稈對南京農業大學附近河道中的生活汙水進行處理。將一定量實施例2中發酵好的生物改性碳化秸稈置於大容器內，加一定量的生活汙水(含NH:廠N60mg/L、P60mg/L、COD為300)，在20-25。C溫度下靜態吸附處理。對汙水中的氮、磷和COD的去除效果如下表表4、生物改性碳化秸稈與未改性碳化秸稈對磷的去除效果比較tableseeoriginaldocumentpage6未接種篩選微生物碳化秸稈經120h對磷的去除率約為70%，而接進篩選微生物的生物改性碳化秸稈對磷的去除率為79%，提高約10%。並且可以看出生物改性碳化秸稈對磷的去除效果比較穩定。表5、生物改性碳化秸稈與未改性碳化秸稈對氨氮的去除效果比較tableseeoriginaldocumentpage6未接種篩選微生物碳化秸稈經120h對氨氮的去除率約為85%，而接進篩選微生物的生物改性碳化秸稈對氨氮的去除率為93%，提高8%，提高效果十分的顯著。表6、生物改性碳化秸稈與未改性碳化秸稈對C0D的去除效果比較tableseeoriginaldocumentpage7未接種篩選微生物碳化秸稈經120h對COD的去除率約為47%，整個去除過程的後半程，未接種篩選微生物碳化秸稈的去除性能明顯下降；而接進篩選微生物的生物改性碳化秸稈對氨氮的去除率為82%,提高35%，提高效果十分顯著，在處理的後半程其一直維持較高的COD去除率，充分表現出微生物的效果。上述實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。權利要求1、一種生物改性碳化秸稈的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)、碳化秸稈的處理選擇農村秸稈氣化後的廢棄碳化秸稈及秸稈氣化發電廠產生的碳化秸稈，將其在室溫下進行風乾，然後過2mm篩，剔除雜物；(2)、微生物的篩選篩選微生物，所述的微生物的種類包括油脂降解菌、澱粉降解菌、蛋白質降解菌、纖維素降解菌、幾丁質降解菌、聚磷菌及氨氮降解菌；(3)、將微生物固定到碳化秸稈中通過幹發酵法將微生物固定到碳化秸稈上製得生物改性碳化秸稈。2、根據權利要求1所述的生物改性碳化秸稈的製備方法，其特徵在於所述的幹發酵法，首先將一定量的碳化秸稈在i2rc下進行高溫滅菌，再接進篩選出的微生物，使其在28.4。C下進行幹發酵；發酵時碳化秸稈溼度為40-60%，保證pH值停留在6-7.5的範圍內，發酵4872小時，將微生物固定在碳化秸稈上；最後溫度回到室溫。3、根據權利要求1或2所述的生物改性碳化秸稈的製備方法，其特徵在於碳化秸稈上的含菌量不低於109CFU/g。全文摘要本發明涉及一種生物改性碳化秸稈的製備方法，選擇農村秸稈氣化後的廢棄碳化秸稈及秸稈氣化發電廠產生的碳化秸稈，在室溫下風乾，然後過2mm篩，剔除雜物；篩選合適的微生物，最後通過幹發酵法將微生物固定到碳化秸稈上製得生物改性碳化秸稈。所述的幹發酵法，首先將碳化秸稈進行高溫滅菌，再接進篩選出的微生物，使其在28.4℃下進行幹發酵；將微生物固定在碳化秸稈上；最後溫度回到室溫。根據本發明製得的生物改性碳化秸稈，不僅碳化秸稈可以吸附，微生物也可降解汙染源，通過物理吸附和生物降解的共同作用處理生活汙水，使用時間較長，出水水質好，成本低；吸附後的碳化秸稈可以還田作為肥料等，在此得到利用。文檔編號C12N11/00GK101492668SQ200910025820公開日2009年7月29日申請日期2009年3月10日優先權日2009年3月10日發明者代靜玉,慧張,張激峰,朱效松,胡林潮,萍龍申請人:江蘇明睿科技實業有限公司