[发明专利]一种植物基固液混合碳源及其制备方法

说明书

本发明提供了一种植物基固液混合碳源及其制备方法，属于环境治理技术领域。本发明将预处理植物粉末、酶、磁性沸石‑锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，得到混合料液；在超声条件下将所述混合料液进行酶解处理，之后将所得体系中磁性沸石‑锰氧化物催化材料磁分离，得到植物基固液混合碳源。本发明将植物转化为污水处理厂可利用碳源，实现了环境治理和资源化利用的有机结合。具体的，在本发明中，将磁性沸石‑锰氧化物催化材料经磁分离去除后，剩余体系直接作为碳源，可直接投加到污水处理厂反消化生物系统中，且工艺简单，条件温和，安全环保，又能科学利用自然植物，降低污水厂运行成本。

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，具体涉及一种植物基固液混合碳源及其制备方法。

背景技术

目前，随着环保力度加大和污水排放标准的逐渐提高，总氮指标要求越来越高，普遍要求达到城市污水排放一级A标准，即TN＜15mg/L，而在一些环保要求更高的地区排放标准为TN＜10mg/L，这对污水处理的反硝化处理提出了更高的要求。现有的反硝化处理中往往存在碳源不足的问题，必须外加碳源，如乙酸钠、乙酸、甲醇、乙醇、葡萄糖等。乙酸、甲醇、乙醇属危化品，由于安全原因，很少被采用；葡萄糖由于反硝化速率慢而少有应用。乙酸钠由于反硝化速率快、来源广泛、使用安全而被普遍使用，但其使用成本高，不经济。近年来，研究人员正在开发各种复合碳源，旨在提高碳源COD值，以降低碳源投加量，提高性价比。

木质纤维素是地球上最为丰富的有机资源，每年生物圈中可产生大约850亿吨，人类仅利用了4.8％。木质纤维素中的有机成分主要包括30～40％纤维素、20～30％半纤维素和10～15％木质素等。木质纤维素通过物理、化学、生物等方法处理，得到生物质燃料，已有很多报道，但将其用于污水处理碳源尚没有报道。由于复杂的材料结构、木质素的存在等问题，木质纤维素很难直接作为污水处理厂碳源使用。因此，基于木质纤维素如何制备得到适于污水处理厂使用的碳源，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物基固液混合碳源及其制备方法，本发明以植物为原料制备碳源，工艺简单，且性价比高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种植物基固液混合碳源的制备方法，包括以下步骤：

将预处理植物粉末、酶、磁性沸石-锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，得到混合料液；

在超声条件下将所述混合料液进行酶解处理，之后将所得体系中磁性沸石-锰氧化物催化材料磁分离，得到植物基固液混合碳源。

优选地，所述酶包括纤维素酶、纤维二糖酶、木聚糖酶和果胶酶中的一种或几种。

优选地，所述酶的质量为预处理植物粉末质量的0.01～1％。

优选地，所述磁性沸石-锰氧化物催化材料的质量为预处理植物粉末质量的0.1～10％。

优选地，所述弱酸缓冲溶液的pH值为3～5，所述弱酸缓冲溶液中的弱酸包括乙酸、柠檬酸、酒石酸或葡萄糖酸。

优选地，所述预处理植物粉末、酶、磁性沸石-锰氧化物催化材料与弱酸缓冲溶液混合，包括以下步骤：

将预处理植物粉末与部分弱酸缓冲溶液混合，得到预处理植物粉末分散液；

将酶与剩余弱酸缓冲溶液混合，得到酶分散液；

将所述预处理植物粉末分散液、酶分散液与磁性沸石-锰氧化物催化材料混合。

优选地，所述预处理植物粉末分散液中预处理植物粉末的浓度为40～60g/L。

优选地，所述酶分散液中酶的质量含量为0.01～1％。