一种利用废弃大米制备碳源的方法及其应用

本发明涉及一种利用废弃大米制备碳源的方法及其应用，属于资源回收利用。

背景技术：

1、活性污泥法和生物膜法是常用的生物处理方法，均依赖微生物代谢活动去除污染物，但碳源不足会降低生物的活性，从而降低氮磷污染物的去除效果。为了提高污水处理的可生化性，通常会增加乙酸钠、甲醇和葡萄糖等外加碳源，这些碳源能提供快速利用的有机物，提高微生物的代谢活性，增强污水处理效果。然而，外加碳源成本高，限制了其广泛应用。为了解决碳源不足的问题，探索经济、高效的碳源补充方法显得尤为重要。废弃物资源化技术，通过厌氧发酵将有机废弃物转化为可利用的碳源，成为一种具有显著环境和经济效益的解决方案。餐厨垃圾、废弃农作物等有机废弃物富含有机物质，通过厌氧发酵可产生乙酸、甲醇等易于被微生物利用的碳源。这种方法不仅降低污水处理运营成本，还实现了资源的回收利用，具有重要的环境和经济意义。

2、我国每年产生大量的废弃大米，主要有不合格大米（污染物超标、水分含量不合格等）、过期大米（存放时间过久）以及加工损失大米（破碎米、次品米等）。尽管目前废弃大米的资源化利用多样，如饲料加工、工业回收与有机肥料等，但这些再利用方式并未完全发挥废弃大米的潜在价值，存在处理技术不完善、利用效率低以及经济效益低等问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种利用废弃大米制备碳源的方法及其应用，对废弃大米的利用效率高，经济效益好。

2、为了实现上述目的，本发明采用的一种利用废弃大米制备碳源的方法，包括以下步骤：

3、s1、预处理：取废弃大米清洗、晒干后，将晒干后的废弃大米投加至发酵罐中，再向发酵罐内投加厌氧污泥，得到混合液，继续向发酵罐内通入氮气，保持发酵罐内呈厌氧环境，结束后得到发酵废弃大米，清洗后备用；

4、s2、采用碳源罐制备碳源：所述碳源罐包括呈圆柱状、中空的碳源罐体，碳源罐体的一端为进水端，另一端为出水端，碳源罐体内可拆卸式安装有竖直放置的淋洗罐，所述淋洗罐的侧壁为网孔状，淋洗罐的底部填充有陶粒，陶粒上方放置有厌氧污泥和步骤s1得到的清洗后的发酵废弃大米，待处理污水从进水端流入碳源罐体并对淋洗罐内的发酵废弃大米进行淋洗，使发酵废弃大米释放碳源并从出水端流出后进入污水处理设施。

5、作为改进的，所述步骤s1中废弃大米采用不合格大米、过期大米、加工损失大米中的至少一种；

6、所述废弃大米采用清水清洗，清洗完成后置于阳光下暴晒至表面干燥。

7、作为改进的，所述步骤s1中发酵罐内投加废弃大米与厌氧污泥的质量比为（0.2-0.3）：1。

8、作为改进的，所述步骤s1的发酵罐内设有搅拌装置，发酵温度为30-50℃，发酵时间为3-5d。

9、作为改进的，所述步骤s2中陶粒的填充体积占淋洗罐体积的1/3，所述淋洗罐的底部面积占碳源罐底部面积的1/9；所述淋洗罐为不锈钢材质，侧壁上开有多个网孔。

10、作为改进的，所述进水端设有多个进水口，出水端设有多个出水口，所述进水口、出水口均占淋洗罐底部面积的1/16。

11、作为改进的，所述步骤s2中淋洗罐内发酵废弃大米和厌氧污泥的质量比为（0.2-0.3）：1。

12、另外，本发明还提供了一种所述的方法制得的碳源在污水处理中的应用。

13、作为改进的，包括以下步骤：

14、获取待处理污水区进、出水的水质信息，确定出水能稳定达标所需的额外碳源量；

15、根据所需的额外碳源量，调整淋洗罐内发酵废弃大米和厌氧污泥的用量；

16、将组装好的碳源罐放置在污水内，采用原位污水淋洗碳源罐，并计算发酵废弃大米的降解速率，定期清洗淋洗罐并更换发酵废弃大米。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、解决了废弃大米的资源化利用问题，对废弃大米的利用效率高，经济价值好，符合循环经济与可持续发展的原则。

19、降低了碳源制备的成本，增强了污水脱氮除磷的效果。同时相较于目前较流行的采用餐厨垃圾制备碳源，减少了油脂去除与粉碎压榨等预处理措施，更加方便快捷。

20、采用淋洗模式，结合实际污水制备碳源，一方面在工艺上更加简洁方便；另一方面只需定期更换发酵废弃大米等，减少了维护难度；同时通过碳源罐上设置的出水端，避免了因水流长时间浸泡废弃大米、释放过量碳源等情况的发生。

技术特征：

1.一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤s1中废弃大米采用不合格大米、过期大米、加工损失大米中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤s1中发酵罐内投加废弃大米与厌氧污泥的质量比为（0.2-0.3）：1。

4.根据权利要求1所述的一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤s1的发酵罐内设有搅拌装置，发酵温度为30-50℃，发酵时间为3-5d。

5.根据权利要求1所述的一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤s2中陶粒（5）的填充体积占淋洗罐（4）体积的1/3，所述淋洗罐（4）的底部面积占碳源罐底部面积的1/9；所述淋洗罐（4）为不锈钢材质，侧壁上开有多个网孔。

6.根据权利要求1所述的一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，所述进水端（2）设有多个进水口（3），出水端（6）设有多个出水口（7），所述进水口（3）、出水口（7）均占淋洗罐（4）底部面积的1/16。

7.根据权利要求1所述的一种利用废弃大米制备碳源的方法，其特征在于，所述步骤s2中淋洗罐（4）内发酵废弃大米和厌氧污泥的质量比为（0.2-0.3）：1。

8.一种权利要求1-7任一项所述的方法制得的碳源在污水处理中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开一种利用废弃大米制备碳源的方法及其应用，包括步骤：取废弃大米清洗、晒干后，将晒干后的废弃大米投加至发酵罐中，再向发酵罐内投加厌氧污泥，得到混合液，继续向发酵罐内通入氮气，保持发酵罐内呈厌氧环境，结束后得到发酵废弃大米；待处理污水从进水端流入碳源罐体并对淋洗罐内的发酵废弃大米进行淋洗，使发酵废弃大米释放碳源并从出水端流出后进入污水处理设施。本发明解决了废弃大米的资源化利用问题，对废弃大米的利用效率高，经济价值好，符合循环经济与可持续发展的原则；降低了碳源制备的成本，增强了污水脱氮除磷的效果。同时相较于目前较流行的采用餐厨垃圾制备碳源，减少了油脂去除与粉碎压榨等预处理措施，更加方便快捷。技术研发人员：王伟,张淇瑞,周凯,黄青飞,沈浩,杨靖,许昶雯,杨瑞豪受保护的技术使用者：合肥工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14