申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.09.21
IPC分类号B01D53/84; B01D53/72; B01D53/52; C12N1/20; C12N1/14; C12R1/01; C12R1/225; C12R1/02; C12R1/05; C12R1/46; C12R1/39; C12R1/11; C12R1/645; C12R1/66
摘要
本发明公开了一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其工艺步骤如下：渗沥液在渗沥液收集装置中沉降;所得上层清液输送至絮凝反应装置进行絮凝，絮凝剂加入的量根据重金属离子在线监测仪检测到的清液中的重金属离子计算得来，将絮凝后所得悬浊液压滤;压滤所得清液进行阳离子置换除去残余重金属离子;除去残余重金属离子的清液输至培养基制备装置加入营养盐并调pH值制成微生物浓缩培养液;微生物浓缩培养液输出至高温灭菌设备灭菌并喷淋喷淋液制得发酵培养液;发酵培养液输送至除臭微生物培养罐中降温并加入种子菌液制得生物除臭剂。通过上述方法实现了渗沥液的处理，并制得了用途广泛的生物除臭剂且实现了渗沥液的废物利用。
权利要求书
1.一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述工艺方法包括以下步骤：
步骤S1为沉降，将集中于渗沥液收集装置中的生活垃圾渗沥液沉淀分层得到上层清液以及下层浊液;
步骤S2为絮凝，将所述上层清液输送至絮凝反应装置内进行清液搅拌，与所述絮凝反应装置配合使用的是重金属离子在线监测仪，在清液搅拌结束后所述重金属离子在线监测仪的探头对清液内部的重金属离子浓度进行检测，并利用所测得的重金属离子浓度计算出所需的絮凝剂质量，并将所述絮凝剂质量的数据传输至絮凝剂添加系统，所述絮凝剂添加系统按量将絮凝剂投放至絮凝反应装置中，所述絮凝反应装置进行絮凝搅拌后静置，并将所得悬浮液输入至压滤机中压滤;
步骤S3为去除残余重金属离子，将所述步骤S2中压滤所得清液输入至阳离子置换装置中进行阳离子置换，用以除去残余重金属离子;
步骤S4为制备微生物浓缩培养液，将除去残余重金属离子的清液输送至培养基制备装置中，依据所需配置的生物除臭剂的种类不同，向清液中添加与生物除臭剂种类对应的营养盐后，在搅拌条件下进行pH值的调节制成微生物浓缩培养液;
步骤S5为制备发酵培养液，将所述微生物浓缩培养液输出至高温灭菌设备中进行灭菌处理，并喷淋雾化后的喷淋液制得发酵培养液;
步骤S6为制备生物除臭剂，将所述发酵培养液输送至除臭微生物培养罐中降温后加入种子菌液。
2.根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述步骤S2中，重金属离子在线监测仪将测得的重金属离子浓度代入公式Q=(CCu×2+CCr×3+CCd×2+CHg×2+CAs×3+CZn×2+CNi×2+CPd×2)×(0.8～1.8)×L×M/n求出所需加入的絮凝剂的质量，其中Q表示絮凝剂投放量;CCu、CCr、CCd、CHg、CAs、CZn、CNi、CPb分别表示重金属离子在线监测仪检测出的铜离子浓度、铬离子浓度、镉离子浓度、汞离子浓度、砷离子浓度、锌离子浓度、镍离子浓度以及铅离子浓度;0.8～1.8范围内的具体数值由通过所选絮凝剂的絮凝特性决定;L表示渗沥液注入量;M表示所选絮凝剂的分子量;n表示所选絮凝剂分子中阳离子个数。
3.根据权利要求2所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述步骤S2中输送至絮凝反应装置中的上层清液的体积范围为絮凝反应装置体积的1/2～2/3，所述清液搅拌的搅拌速度为20～100r/min，搅拌时间为5～30min。
4.根据权利要求3所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述步骤S2中的絮凝搅拌包括三个阶段：第一阶段：250～300r/min转速下搅拌10～150s;第二阶段：60～150r/min转速下搅拌240～360s;第三阶段：20～30r/min转速下搅拌180～600s;所述步骤2中絮凝反应装置的静置时长为600～1200s。
5.根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述步骤S3中的所述阳离子置换装置内部放置有阳离子置换材料，所述阳离子置换材料的成分为膨润土或者蒙脱石。
6.根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述步骤S4中调节微生物浓缩培养液时所述培养基制备装置的搅拌速度范围为100～300r/min，所述微生物浓缩培养液的pH值范围为4～9。
7.根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述喷淋液为调节过pH值后的水，配置喷淋液所选取的水为工艺中水或者自来水，所述喷淋液的pH值与所述步骤S4中所制得的微生物浓缩培养液的pH相同，将喷淋液在115℃灭菌30～60min后冷却并雾化，雾化颗粒大小为0.5～10μm。
8.根据权利要求7所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述步骤S5中所制得的发酵培养液包括混合通用型、细菌型、放线菌型以及真菌型四种类型，每种类型中所需培养基的体积分数范围均为30～60%，喷淋液的体积分数范围均为40～70%;
所述混合通用型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：KCl 0.2～1g/L、甘油磷酸镁0.2～1g/L、K2SO4 0.15～0.5g/L、FeSO4 0.002～0.050g/L、吐温80 0.3～2ml/L、K2HPO40.05～5g/L、KH2PO4 0.05～5g/L、CaCl2 0.15～0.5g/L、(NH4)2SO4 0.05～0.4g/L、Zn3(PO4)20.00008～0.00020g/L、CoCl2 0.00008～0.00020g/L、H3BO3 0.00005～0.00020g/L、Na2MoO40.0001～0.0005g/L、KNO3 0.3～2g/L、硫胺素0.005～0.010g/L、琥珀酸二钠0.3～2g/L、柠檬酸铁0.001～0.008g/L、乙醇0.2～1ml/L;
所述细菌型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：吐温80 0.3～2ml/L、K2HPO40.05～5g/L、MnSO4 0.01～0.10g/L、琥珀酸二钠0.3～2g/L、柠檬酸铁0.001～0.008g/L、KNO3 0.3～2g/L;
所述放线菌型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：KNO3 0.2～1g/L、甘油磷酸镁0.2～1g/L、K2SO4 0.15～0.5g/L、FeSO4 0.002～0.050g/L;
所述真菌型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：KCl 0.2～1g/L、甘油磷酸镁0.2～1g/L、K2SO4 0.15～0.5g/L、FeSO4 0.002～0.050g/L、硫胺素0.005～0.010g/L。
9.根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述种子菌液中添加有用于降解苯及其衍生物的菌种。
10.根据权利要求1所述的一种絮凝剂配方，其特征在于：所述絮凝剂配方包括比例为1.5～3：1的聚合氯化铝铁以及聚丙烯酰胺，所述絮凝剂配方中还包括絮凝助剂氯化镁以及生石灰。
说明书
一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法
技术领域
本发明涉及垃圾渗沥液处理技术领域，具体涉及一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法。
背景技术
近年来，城市每年的生活垃圾产量以8%～10%的速度急剧增长。生活垃圾处理途径主要有两种，垃圾填埋或者焚烧发电。垃圾填埋或焚烧前的堆酵都会产生大量垃圾渗沥液。垃圾渗沥液中组分复杂，含有多种苯及其衍生物的有机污染物，同时垃圾渗沥液具有高化学需氧量(COD)、属于难处理高浓度废水。现阶段渗沥液处理的主要方式为水质净化法，将渗沥液通过一系列繁琐的物理方法以及化学方法纯化为生活用水或者直接净化成中水。此类方法为纯环保性处理方法，其处理难度高，处理成本高，并且处理过程中产生氮类以及氨类化合物污染环境，并且最终并无有利产品生成，导致此行业无法良性化发展。
渗沥液经过絮凝、压滤、除去重金属离子等一系列操作后得到的喷淋营养液是有利于微生物菌类生长的环境，加入含有不同成分的菌种制成生物除臭剂可有效实现渗沥液的废物利用。因此亟需一种工艺方法不仅可以自动化且低成本的处理垃圾渗沥液，并且还可以利用加工后的渗沥液来制取不同种类的生物除臭剂，实现渗沥液的废物回收利用，一举两得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，用以解决现有渗沥液处理中出现的难度高，不能实现废物利用的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其特征在于：所述工艺方法包括以下步骤：
步骤S1为沉降，将集中于渗沥液收集装置中的生活垃圾渗沥液沉淀分层得到上层清液以及下层浊液;
步骤S2为絮凝，将所述上层清液输送至絮凝反应装置内进行清液搅拌，与所述絮凝反应装置配合使用的是重金属离子在线监测仪，在清液搅拌结束后所述重金属离子在线监测仪的探头对清液内部的重金属离子浓度进行检测，并利用所测得的重金属离子浓度计算出所需的絮凝剂质量，并将所述絮凝剂质量的数据传输至絮凝剂添加系统，所述絮凝剂添加系统按量将絮凝剂投放至絮凝反应装置中，所述絮凝反应装置进行絮凝搅拌后静置，并将所得悬浮液输入至压滤机中压滤;
步骤S3为去除残余重金属离子，将所述步骤S2中压滤所得清液输入至阳离子置换装置中进行阳离子置换，用以除去残余重金属离子;
步骤S4为制备微生物浓缩培养液，将除去残余重金属离子的清液输送至培养基制备装置中，依据所需配置的生物除臭剂的种类不同，向清液中添加与生物除臭剂种类对应的营养盐后，在搅拌条件下进行pH值的调节制成微生物浓缩培养液;
步骤S5为制备发酵培养液，将所述微生物浓缩培养液输出至高温灭菌设备中进行灭菌处理，并喷淋雾化后的喷淋液制得发酵培养液;
步骤S6为制备生物除臭剂，将所述发酵培养液输送至除臭微生物培养罐中降温后加入种子菌液。
优选地，所述步骤S2中，重金属离子在线监测仪将测得的重金属离子浓度代入公式Q=(CCu×2+CCr×3+CCd×2+CHg×2+CAs×3+CZn×2+CNi×2+CPd×2)×(0.8～1.8)×L×M/n求出所需加入的絮凝剂的质量，其中Q表示絮凝剂投放量;CCu、CCr、CCd、CHg、CAs、CZn、CNi、CPb分别表示重金属离子在线监测仪检测出的铜离子浓度、铬离子浓度、镉离子浓度、汞离子浓度、砷离子浓度、锌离子浓度、镍离子浓度以及铅离子浓度;0.8～1.8范围内的具体数值由通过所选絮凝剂的絮凝特性决定;L表示渗沥液注入量;M表示所选絮凝剂的分子量;n表示所选絮凝剂分子中阳离子个数。
优选地，所述步骤S2中输送至絮凝反应装置中的上层清液的体积范围为絮凝反应装置体积的1/2～2/3，所述清液搅拌的搅拌速度为20～100r/min，搅拌时间为5～30min。
优选地，所述步骤S2中的絮凝搅拌包括三个阶段：第一阶段：250～300r/min转速下搅拌10～150s;第二阶段：60～150r/min转速下搅拌240～360s;第三阶段：20～30r/min转速下搅拌180～600s;所述步骤2中絮凝反应装置的静置时长为600～1200s。
优选地，所述步骤S3中的所述阳离子置换装置内部放置有阳离子置换材料，所述阳离子置换材料的成分为膨润土或者蒙脱石。
优选地，所述步骤S4中调节微生物浓缩培养液时所述培养基制备装置的搅拌速度范围为100～300r/min，所述微生物浓缩培养液的pH值范围为4～9。
优选地，所述喷淋液的制取过程为：所述喷淋液为调节过pH值后的水，配置喷淋液所选取的水为工艺中水或者自来水，所述喷淋液的pH值与所述步骤4中所制得的微生物浓缩培养液的pH相同，将喷淋液在115℃灭菌30～60min后冷却并雾化，雾化颗粒大小为0.5～10μm。
优选地，所述步骤5中所制得的发酵培养液包括混合通用型、细菌型、放线菌型以及真菌型四种类型，每种类型中所需培养基的体积分数范围均为30～60%，喷淋液的体积分数范围均为40～70%;
所述混合通用型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：KCl0.2～1g/L、甘油磷酸镁0.2～1g/L、K2SO4 0.15～0.5g/L、FeSO4 0.002～0.050g/L、吐温80 0.3～2ml/L、K2HPO4 0.05～5g/L、KH2PO4 0.05～5g/L、CaCl2 0.15～0.5g/L、(NH4)2SO4 0.05～0.4g/L、Zn3(PO4)2 0.00008～0.00020g/L、CoCl2 0.00008～0.00020g/L、H3BO3 0.00005～0.00020g/L、Na2MoO4 0.0001～0.0005g/L、KNO3 0.3～2g/L、硫胺素0.005～0.010g/L、琥珀酸二钠0.3～2g/L、柠檬酸铁0.001～0.008g/L、乙醇0.2～1ml/L;
所述细菌型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：吐温800.3～2ml/L、K2HPO40.05～5g/L、MnSO4 0.01～0.10g/L、琥珀酸二钠0.3～2g/L、柠檬酸铁0.001～0.008g/L、KNO3 0.3～2g/L;
所述放线菌型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：KNO3 0.2～1g/L、甘油磷酸镁0.2～1g/L、K2SO4 0.15～0.5g/L、FeSO4 0.002～0.050g/L;
所述真菌型发酵培养液中所含营养盐的成分及浓度为：KCl 0.2～1g/L、甘油磷酸镁0.2～1g/L、K2SO4 0.15～0.5g/L、FeSO4 0.002～0.050g/L、硫胺素0.005～0.010g/L。
优选地，所述种子菌液中添加有用于降解苯及其衍生物的菌种。
根据权利要求1所述的一种絮凝剂配方，其特征在于：所述絮凝剂配方包括比例为1.5～3：1的聚合氯化铝铁以及聚丙烯酰胺，所述絮凝剂配方中还包括絮凝助剂氯化镁以及生石灰。
本发明方法具有如下优点：本发明公开了一种利用生活垃圾渗沥液制取多种生物除臭剂的工艺方法，其工艺步骤如下：渗沥液在渗沥液收集装置中沉降;所得上层清液输送至絮凝反应装置进行絮凝，絮凝剂加入的量由重金属离子在线监测仪根据检测到的清液中的重金属离子计算得来，将絮凝后所得悬浊液压滤;压滤所得清液进行阳离子置换除去残余重金属离子;除去残余重金属离子的清液输入培养基制备装置加入营养盐并调pH值制成微生物浓缩培养液;微生物浓缩培养液输出至高温灭菌设备灭菌并喷淋喷淋液制得发酵培养液;发酵培养液输送至除臭微生物培养罐中降温并加入种子菌液制得生物除臭剂。通过上述方法实现了渗沥液的处理，并制得了用途广泛的生物除臭剂实现了渗沥液的废物利用。