一种通过鸟粪石沉淀处理厨余垃圾发酵液的方法技术

一种通过鸟粪石沉淀处理厨余垃圾发酵液的方法：将厨余垃圾发酵液的浓度调节为含NH4‑N 500～2500mg/L，pH 9～10；将磷酸盐和镁盐加入厨余垃圾发酵液中，NH4‑N、PO4

【技术实现步骤摘要】
一种通过鸟粪石沉淀处理厨余垃圾发酵液的方法
本专利技术涉及利用污水培养微藻方法，具体涉及鸟粪石沉淀方法处理餐厨垃圾发酵液并利用发酵液培养微藻的方法。
技术介绍
餐厨垃圾是指餐厅、宾馆、家庭等场所在加工或消费食物过程之中产生的残羹剩饭、过期食品、下脚料、废料等，其特点是水分高、有机物含量高、易腐败，因此餐厨垃圾需要妥善处理，否则，极易污染环境，影响人们的健康生活。我国是餐饮大国，但同时我国人民在餐桌上的浪费现象也十分严重。据调查，我国每年产生的餐厨垃圾在9000万吨以上，浪费的食物蛋白质高达800万吨，相当于2.6亿人一年的所需量。此外，我国的餐厨垃圾在城市生活垃圾中的比例较大，一些大型城市中餐厨垃圾所占比例高达57％，说明餐厨垃圾已成为我国的主要的垃圾来源之一。关于餐厨垃圾的再利用，目前国内更多采用的是厌氧发酵法。餐厨垃圾的厌氧发酵是指在无氧条件下，利用微生物的代谢作用将复杂有机物分解为小分子有机物及无机物的过程。通过控制发酵条件和发酵程度可得到多种不同的产物，如高热值气体和有机酸等。厌氧发酵技术由于采用发酵罐体密闭反应，可有效避免恶臭气体散逸，减少二次污染。厌氧发酵法虽然有优点众多，然而其缺点同样不容忽视，那就是餐厨垃圾发酵过程中会产生大量发酵液。这些发酵液就地消纳利用有一定难度；远距离输送能耗大、成本高；直接排放不但易使得氮、磷等营养元素的流失，又会造成二次污染，因此这些发酵液污水仍需后续处理。相比其它污水，厌氧发酵液中碳水平较低，而COD、BOD和氮水平均很高。由于微生物的降解作用，发酵液中的氮主要以氨氮形式存在。目前，国内外处理厌氧发酵液主要方式有：高成本的工厂化处理方式(如A/O工艺、SBR工艺)、低成本的自然生态处理技术(如氧化塘系统)、资源化利用方式(如超滤、反渗透膜技术)等。虽然上述各种方法对发酵液的净化均有一定的效果，但是各种方法也存在某些缺点，比如发酵液的处理效率和效果以及运行成本和效益等问题，特别是忽视了对发酵液的资源化利用。因此开发低能耗、高效率、低成本的污水循环处理新技术成为水污染控制和水资源再利用的迫切需求。微藻是自然界中分布广、种类多、数量庞大的微生物群之一，无论在海洋、湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处，几乎只要有光和水分的地方就有微藻生存。微藻具有对生长环境要求简单、不受季节控制、生长周期短、土地占用少等优点。然而过高的培养成本成为制约其产业化和降低其市场竞争性的因素之一。藻类在生长繁殖过程中，可以利用水中的一些有机物作为碳源、氮源和硫源来进行合成自身所需物质，所以藻类能降解农药、有机氯、碳氢化合物、酚类等有机化合物。利用污水进行微藻培养，一方面微藻能够将污水中过多的富营养物质作为营养源加以利用，有效降低污水中富营养物含量，起到净化污水的作用；另一方面，可将藻体作为生物质能源和化工工业的原料生产高附加值产品(如：生物柴油、生物基化学品等)。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用鸟粪石沉淀方法净化餐厨垃圾发酵液，并利用生成的发酵液培养微藻的方法。为实现上述目的，本专利技术包括如下技术方案：一种通过鸟粪石沉淀处理厨余垃圾发酵液的方法，该方法包括如下步骤：I.将厨余垃圾发酵液的浓度调节为含NH4-N500～2000mg/L，pH为9～10；将磷酸盐和镁盐加入厨余垃圾发酵液中，NH4-N与加入的PO43-和Mg2+的摩尔比为1∶(1.2～1.5)∶(1.2～1.5)，充分搅拌，然后室温放置12～24h，鸟粪石沉淀析出；II.将步骤I获得的混合物过滤，收集鸟粪石沉淀并用水洗涤、烘干备用；III.将步骤II获得的滤液调节为pH6～7，接种微藻，接种量为(3～4)×106cells/mL，在室温光照培养箱放置7～14d；获得增量的微藻和净化水。如上所述的方法，优选地，所述磷酸盐为Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4、Na3PO4、KH2PO4和/或K2HPO4。如上所述的方法，优选地，所述镁盐为MgSO4·7H2O、MgCl2和/或MgO。如上所述的方法，优选地，所述微藻为普通小球藻、椭圆小球藻、纤维藻或栅藻。本专利技术的有益效果在于：该方法是利用餐厨垃圾发酵液培养微藻同时净化污水。在碱性条件下，加入镁盐、磷酸盐到高氨氮的餐厨垃圾发酵液中形成鸟粪石沉淀，从而将餐厨垃圾发酵液中的NH4-N浓度降低到适于微藻生长的浓度(200mg/L左右)。pH、反应温度、镁盐和磷酸盐的加入量都会影响鸟粪石沉淀的形成，其中pH值对反应的影响最大。然后在发酵液中接种微藻，微藻在繁殖过程中降解发酵液中的碳氢化合物和含氮化合物，净化水质同时收获微藻。整个方法既可以降低污水中氮、磷、COD等主要污染物，处理后的水质达到国家中水排放标准，实现了餐厨垃圾发酵液污水净化，又可利用发酵液中的营养收获高经济价值的微藻生物质，变废为宝一举两得。附图说明图1为实验步骤(二)椭圆小球藻在STS污水培养过程中COD的变化曲线。图2为实验步骤(二)椭圆小球藻在STS污水培养过程中TN(图2a)和NH4-H(图2b)的变化曲线。图3为实验步骤(二)椭圆小球藻在STS污水培养过程中TP的变化曲线。图4为椭圆小球藻FACHB-1068在不同培养液中的生长曲线图。图5为实验步骤(三)椭圆小球藻在5组实验中积累的生物量。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1：一、实验材料：(一)发酵液污水发酵液污水中由北京环卫集团提供。其中的固体大颗粒先经沉降去除，并用双层滤纸进行抽滤，去除细小杂质。抽滤后的污水在4℃下保存，备用。表1(二)BG-11培养基表2(三)微藻椭圆小球藻FACHB-1068。二、实验步骤(一)生成鸟粪石沉淀根据污水中氨氮的浓度先后添加Na2HPO4·12H2O和MgSO4·7H2O，使污水中的n(NH4+)∶n(Mg2+)∶n(PO43-)＝1∶1.2∶1.2，然后将其在40℃水浴中放置0.5h，再于室温下放置一夜。第二天将发酵液污水在4000rpm下离心10min，将上清在高温高压下灭菌，取出放置到室温后用稀HCl将污水的pH调节为7.0±0.1，备用。此外，将析出的鸟粪石沉淀进行收集，用蒸馏水洗涤两次，然后在37℃下烘干至恒重，备用。(二)污水培养小球藻将处于对数生长期的椭圆小球藻FACHB-1068摇匀，在超净工作台中取出10mL到15mL离心管中，在4000rpm下离心10min，然后回到超净工作台中，弃置上清并将沉淀的藻体用1mL灭菌的蒸馏水重悬，然后分别转入含50mL原污水(RS)和步骤(一)获得的分离鸟粪石沉淀后的污水(STS)以及BG-11培养基的三角瓶内，初始接种量为3.4×106cells/mL，然后将三角瓶放置在25℃、光照度为50-60μmolphotonsm-2s-1、光暗比为16h：8h、转速为120rpm的振荡培养箱内培养。所有的实验均做2组平行。每2天取一次水样，将水样离心(4000rpm，10min)，然后将上清进行稀释后用于COD、TN、NH4-N和TP的测定。(三)鸟粪石作为培养基成分培养小球藻鸟粪石的成分为(NH4)MgPO4·6H2O，因此可将步骤(一)回收的鸟粪石添加到BG-11培养基中，用其代替微藻培养基中的NH4+、Mg2+和PO43-。按表3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过鸟粪石沉淀处理厨余垃圾发酵液的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：I.将厨余垃圾发酵液的浓度调节为含NH4‑N 500～2500mg/L，pH为9～10；将磷酸盐和镁盐加入厨余垃圾发酵液中，NH4‑N与加入的PO4

【技术特征摘要】
1.一种通过鸟粪石沉淀处理厨余垃圾发酵液的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：I.将厨余垃圾发酵液的浓度调节为含NH4-N500～2500mg/L，pH为9～10；将磷酸盐和镁盐加入厨余垃圾发酵液中，NH4-N与加入的PO43-和Mg2+的摩尔比为1:(1.2～1.5):(1.2～1.5)，充分搅拌，然后室温放置12～24h，鸟粪石沉淀析出；II.将步骤I获得的混合物过滤，获得鸟粪石沉淀和滤液；III.将步骤II获得的滤液调节为pH6～7，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程艳玲，田朝玉，叶晓，张恩祥，于水波，王晚晴，华威，孙少倩，武双，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：北京,11