[发明专利]一种利用正电压增强污泥发酵有机废物产乳酸效能的方法

说明书

本发明公开了一种利用正电压增强污泥发酵有机废物产乳酸效能的方法，包括以下步骤，将污泥、发酵底物以及启动剂混合后放入发酵反应器中搅拌并进行厌氧发酵，利用电极在其反应环境中提供一定数值的正电压予以辅助激活污泥的特性。在发酵一定时间后测定发酵产物乳酸，可见乳酸的总产量将得到显著的提高。发酵液中的乳酸可通过一般方法提取，获得极高的价值。该方法辅助的药剂无毒，且流程、设备简单，效果显著。

技术领域

本发明涉及一种利用正电压增强污泥发酵有机废物产乳酸效能的方法，属于环境水处理技术领域。

背景技术

餐厨垃圾作为生活中常见的垃圾，具有有机物含量丰富、水分含量高、易腐烂等特点。在一般的水处理体系中，其作为有机垃圾被水中的微生物分解消化得以处理。该过程中一般会产生少量的中间产物，如各类长链酸以及烷烃等。而乳酸作为一种工业常用原料，具有极高的价值，其会在厌氧发酵过程中产生并被分解。

在一般的厨余垃圾的发酵体系中，乳酸的总产量较低，且在产生过程中极易被分解，无法保存以及提取。强化厌氧环境中微生物分解餐厨垃圾并得到大量的、有效的、可利用的产品，是对垃圾的剩余价值再提取的方法，是符合绿色发展理念的方法，是一个值得深入研究的课题。

目前的研究中认为，通过改变发酵体系的一些参数，能够在一定程度上增加乳酸总产量，但难以脱离附加带有一定环境污染性的物质或效果难以得到较大的突破。到目前为止，寻求一个高效的、无环境污染的方法来提取有机废物(如本例中的厨余垃圾)的剩余价值是一个难题。

发明内容

本发明的目的是：高效提高有机废物在厌氧发酵过程中乳酸的产量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种利用正电压增强污泥发酵有机废物产乳酸效能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选择多孔石墨电极，将其置于污泥体系中兼性培养一定时间；

(2)配置负极反应平衡体系、启动剂和平衡剂，启动剂将于发酵反应器启动时添加，平衡剂将于发酵反应器发酵过程中添加；

(3)配置有机废物作为发酵底物，按照一定比例将发酵底物、污泥以及自来水加入发酵反应器中，按照需求加入一定比例的启动剂，混合搅拌形成混合液；发酵反应器、平衡反应器上安装好电极，将混合液放置在可装电极、可搅拌、可保温的发酵反应器中，在发酵反应器和平衡反应器间用饱和氯化钾琼脂盐桥连接，将连接后的发酵反应器和平衡反应器的电极连接电源；

(4)启动发酵，开启发酵反应器的搅拌装置和保温装置，使发酵反应器中的体系在中温下保温以强化发酵，同时打开电源控制电压；

(5)在发酵阶段每天加入一定量平衡剂使体系保持在以平衡发酵体系及强化产物生成，发酵一定天数后可做乳酸的测定与提取。

优选地，所述的步骤(1)中的多孔石墨电极包括具有较大比表面积的石墨毡、多孔石墨棒、多孔石墨板，所述的污泥体系为城市生活污水厂二沉池的浓缩污泥，总悬浮固体TSS含量为5～15g/L，VSS/TSS在0.60以上，按C∶N∶P＝100∶5∶1的营养液中，在溶解氧为0～0.4mg/L的环境中培养0.5～3d。

优选地，所述的步骤(2)中负极反应平衡体系为20g/L的KCl溶液。

优选地，所述的步骤(2)中启动剂为特制的高浓度L型手性乳酸溶液，配置方法为在10.0～20.0g/L的NaOH中加入80％～90％的L型手性乳酸并搅拌，NaOH溶液和L型手性乳酸体积比例为1∶1～2∶1。

优选地，所述的步骤(2)中平衡剂为特制的NaOH浓溶液，配置方法为将NaCl和NaOH按物质的量之比为1∶10的比例溶解在的自来水中，其中NaOH的浓度为10.0～20.0g/L。