公布日：2023.10.27
申请日：2023.08.23
分类号：B09B3/60(2022.01)I;B09B3/35(2022.01)I;B09B3/38(2022.01)I;B09B3/30(2022.01)I;B09B5/00(2006.01)I;B09B3/40(2022.01)I;C02F3/28(2023.01)I;B09B101/
25(2022.01)N;B09B101/70(2022.01)N
摘要
本发明公开了一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，包括：S1、将湿垃圾进行杀菌、粉碎的前处理；S2、将前处理的湿垃圾进行均匀搅拌治浆的预处理，搅拌后放置冰箱中保存；S3、将预处理后的湿垃圾放置反应装置中，加入单酶或者复合酶进行高温酶促转化使得湿垃圾转化为小分子碳源；S4、将步骤S3中的反应物进行固液分离，离心得到的水解液为污水反硝化碳源产品。根据本发明，实现湿垃圾的高效、快速资源化转化，通过该方法得到的液体产物具有稳定、无污染、环保，可作为污水反硝化碳源；实现了湿垃圾的全部资源化利用。
权利要求书
1.一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将湿垃圾进行杀菌、粉碎的前处理；S2、将前处理的湿垃圾进行均匀搅拌治浆的预处理，搅拌后放置冰箱中保存；S3、将预处理后的湿垃圾放置反应装置中，加入单酶或者复合酶进行高温酶促转化使得湿垃圾转化为小分子碳源；S4、将步骤S3中的反应物进行固液分离，离心得到的水解液为污水反硝化碳源产品。
2.如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S1中的湿垃圾包括食堂、饭店的饮食剩余物、家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料及瓜果皮的湿垃圾，且需要筛除湿垃圾中的塑料、废纸、一次性餐具、金属、玻璃、骨头的不可降解的无机杂物，且湿垃圾需在65℃下进行巴氏杀菌1小时后，进行粉碎、治浆，将湿垃圾破碎为≤50mm粒径。
3.如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S1中的湿垃圾中的淀粉类、纤维素类和脂肪类物质重量比例为4：4：2。
4.如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S2中将前处理后的湿垃圾原料中加去离子水调节至一定固液比，进行搅拌机中搅拌治浆，重复2～3次，且TS(含固率)控制在25％。
5.如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S3中单酶为α-淀粉酶、糖化酶或纤维素酶，单酶的添加量为湿垃圾水解液中COD值的1％～5％。
6.如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S3中酶促湿垃圾转化的温度为55～100℃，高温酶促反应温度为0～300min。。
7.如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S3中湿垃圾放置反应装置后，搅拌均匀后加入高温α-淀粉酶在95℃下水解液化1h，然后同时加入糖化酶在70℃酶解1-3h。
如权利要求1所述的一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，其特征在于，步骤S4中反应结束后，使得酶在沸水浴(105℃)下高压灭菌20min，使酶灭活，在10000rpm条件下离心5min得到污水反硝化脱氮的水解液。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，实现湿垃圾的高效、快速资源化转化，通过该方法得到的液体产物具有稳定、无污染、环保，可作为污水反硝化碳源；实现了湿垃圾的全部资源化利用。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种高温酶促湿垃圾转化为污水反硝化碳源的方法，包括以下步骤：
S1、将湿垃圾进行杀菌、粉碎的前处理；
S2、将前处理的湿垃圾进行均匀搅拌治浆的预处理，搅拌后放置冰箱中保存；
S3、将预处理后的湿垃圾放置反应装置中，加入单酶或者复合酶进行高温酶促转化使得湿垃圾转化为小分子碳源；
S4、将步骤S3中的反应物进行固液分离，离心得到的水解液为污水反硝化碳源产品。
优选的，步骤S1中的湿垃圾包括食堂、饭店的饮食剩余物、家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料及瓜果皮的湿垃圾，且需要筛除湿垃圾中的塑料、废纸、一次性餐具、金属、玻璃、骨头的不可降解的无机杂物，且湿垃圾需在65℃下进行巴氏杀菌1小时后，进行粉碎、治浆，将湿垃圾破碎为≤50mm粒径。
优选的，步骤S1中的湿垃圾中的淀粉类、纤维素类和脂肪类物质重量比例为4：4：2。
优选的，步骤S2中将前处理后的湿垃圾原料中加去离子水调节至一定固液比，进行搅拌机中搅拌治浆，重复2～3次，且TS(含固率)控制在25％。
优选的，步骤S3中单酶为α-淀粉酶、糖化酶或纤维素酶，单酶的添加量为湿垃圾水解液中COD值的1％～5％。
优选的，步骤S3中酶促湿垃圾转化的温度为55～100℃，高温酶促反应温度为0～300min。。
优选的，步骤S3中湿垃圾放置反应装置后，搅拌均匀后加入高温α-淀粉酶在95℃下水解液化1h，然后同时加入糖化酶在70℃酶解1-3h。
优选的，步骤S4中反应结束后，使得酶在沸水浴(105℃)下高压灭菌20min，使酶灭活，在10000rpm条件下离心5min得到污水反硝化脱氮的水解液。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：以高温酶促湿垃圾转化可显著提高湿垃圾原料的生物可降解性能，再耦合多酶协同生物解聚，可将湿垃圾快速降解为可还原性糖，为后续转回为污水反硝化碳源奠定了基础，从而促进了湿垃圾资源化利用。本发明提供的技术，可为后续湿垃圾的产品定向转化为污水反硝化碳源提供了平台，为实现湿垃圾的资源化和高值化奠定基础，同时也为降低污水处理外加碳源成本提供了可行性参考。
（发明人：王毓洁;伍海辉;蒋星学）