明產(chǎn)生這些酶的微生物不是嗜熱的。
[0126] 在圖13B中，將經(jīng)超聲處理和未經(jīng)超聲處理的樣本吸取到孔中，然后將Petri培養(yǎng) 皿置于37°C下培養(yǎng)。發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生蛋白酶的嗜溫菌在生長期間能夠生長良好并且能夠釋放胞外 蛋白酶，如菌落周圍的透明斑塊所示出的。此外，ULS的使用提高了這些微生物的生長，如 更大的菌落以及更大的耗盡酪蛋白的斑塊所證明的。通過ULS破壞細(xì)菌絮凝體提高了這些 嗜溫微生物產(chǎn)生的蛋白酶。當(dāng)這些細(xì)菌在絮凝體內(nèi)或EPS結(jié)構(gòu)內(nèi)被捕獲時(shí)，則不能在最佳 條件下產(chǎn)生蛋白酶。
[0127] 在圖13C中，可以看出超嗜熱處理（65°C，24小時(shí)）也對這些細(xì)菌具有影響，因?yàn)?在預(yù)處理期間65°C下處理的時(shí)間越長意味著更多的細(xì)胞溶解，這也是為什么與圖13B的6 小時(shí)樣本相比，觀察到更少且更小的菌落。然而，在超嗜熱處理下存活的細(xì)菌仍能夠再次產(chǎn) 生蛋白酶，而且若在此之前應(yīng)用ULS可再次提高生長和酶產(chǎn)量。當(dāng)樣本在55°C下培養(yǎng)時(shí)，由 于其他不產(chǎn)生蛋白酶的微生物（真菌和細(xì)菌）的生長，該定性分析是不可能的（數(shù)據(jù)未示 出）。蛋白酶生產(chǎn)者和非生產(chǎn)者之間的競爭與55°C下觀察到的蛋白質(zhì)和碳水化合物的消耗 一致。
[0128] 實(shí)施例7
[0129] 在聯(lián)合預(yù)處理WAS期間超聲波處理小比例的WAS
[0130] 我們發(fā)現(xiàn)在超聲波處理期間的溫度升高也在COD溶解中起作用。發(fā)現(xiàn)WAS含有能 夠產(chǎn)生蛋白酶的蛋白水解微生物且這些酶在嗜熱溫度下是活躍的。使用內(nèi)源酶得到了高達(dá) ll，000mg/L的SC0D。為了獲得更多的認(rèn)識，對小百分比（1%、3%、5%、7%和10%)的污 泥進(jìn)行了超聲波處理（30秒、3500J)，然后在65°C下培養(yǎng)。圖14示出了可溶性C0D、碳水化 合物和蛋白質(zhì)隨時(shí)間的進(jìn)程。
[0131] 圖14示出了用超聲波處理5 %的WAS相比于處理10 %的WAS，溶解了更多的SC0D， 但差異在500mg/L之內(nèi)。小部分（1到10% )的超聲波處理總體給出了相似的結(jié)果。此外， 在5%處的動力學(xué)得到了提高。這些結(jié)果示出了需要對少量的WAS進(jìn)行超聲波處理（至少 10%)以觀察影響。對于蛋白質(zhì)，5%超聲波處理的WAS在5小時(shí)后得到最大的溶解，但在 24小時(shí)后最終含量隨超聲波處理的WAS的百分比的增加而增加。對于碳水化合物，1%超聲 波處理的WAS在9小時(shí)后得到最大的動力學(xué)和最終含量，之后依次是0%、10%、7%和5%。
[0132] 實(shí)施例8
[0133] 在ULS和酶預(yù)處理期間的TSS和VSS去除
[0134] 表3示出了聯(lián)合預(yù)處理期間的TSS和VSS去除?？梢钥闯?，單獨(dú)的ULS產(chǎn)生的TSS 去除低于10%，而熱處理產(chǎn)生的TSS去除在20-23%的范圍內(nèi)。當(dāng)50%的污泥被超聲波處 理然后在65°C下處理，隨后得到最大值27%的TSS和VSS去除。超聲波處理100%的污泥 沒有增加這一去除，證明高比例的超聲波處理是不需要的。
[0136] 表3.聯(lián)合ULS/嗜熱和超嗜熱酶預(yù)處理期間的TSS及VSS去除
[0137] 實(shí)施例9
[0138] 污泥預(yù)處理對厭氧可生物降解性的影響
[0139] 最終，使用生化產(chǎn)甲烷潛力試驗(yàn)評估了通過新的聯(lián)合預(yù)處理得到的SCOD的可生 物降解性。發(fā)現(xiàn)使用聯(lián)合超聲波處理和熱處理，生物氣和甲烷產(chǎn)量分別增加了 15%和19% (圖15)。WAS的最終可生物降解性從259mlCH4/g VS增加到308mlCH4/g VS。
[0140] 實(shí)施例10
[0141] 聯(lián)合污泥預(yù)處理對厭氧可生物降解性的影響
[0142] 由于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過聯(lián)合ULS和超嗜熱酶處理得到了更高的SCOD，所以期望使用聯(lián) 合預(yù)處理發(fā)現(xiàn)更高的甲烷潛力。圖16示出了新的聯(lián)合預(yù)處理的BMP(生化產(chǎn)甲烷潛力）結(jié) 果。發(fā)現(xiàn)甲烷產(chǎn)量增加了 25%，而生物氣中甲烷百分比升高到高于6%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種預(yù)處理有機(jī)廢物的方法，所述方法包括步驟： (a) 提供有機(jī)廢物； (b) 使所述有機(jī)廢物經(jīng)受超聲波處理；和 (c) 使所述超聲波處理的有機(jī)廢物在35°C到85°C的溫度下經(jīng)受熱處理步驟。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將步驟（a)的有機(jī)廢物分為第一部分和第二部 分，僅使所述第一部分經(jīng)受步驟（b)，然后與所述第二部分混合，以使混合的第一部分和第 二部分經(jīng)受步驟（c)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一部分占所述有機(jī)廢物的0. 5wt%到 99wt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一部分占Iwt%到80wt%。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一部分占2. 5wt%到60wt%。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一部分占5wt%到50wt%。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一部分占7wt%到40wt%。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一部分占IOwt%到25wt%。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一部分占20wt%或50wt%。10. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述有機(jī)廢物經(jīng)受超聲波處理10秒 至Ij1小時(shí)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述有機(jī)廢物經(jīng)受超聲波處理30秒到30分 鐘。12. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述超聲波處理使用0. 5~3kwh/m3 處理的有機(jī)廢物的功率。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述超聲波處理使用1~2kwh/m3處理的有機(jī) 廢物的功率。14. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述超聲波處理步驟使用 2500-7500kJ/kg總固體的比能耗。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述超聲波處理步驟使用5000kJ/kg總固體的 比能耗。16. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述超聲波處理步驟在19kHz~ 200kHz的頻率下進(jìn)行。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述超聲波處理步驟在約20kHz的頻率下進(jìn) 行。18. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述步驟（c)的溫度為40°C~80°C。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述步驟（c)的溫度為45°C~75°C。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述步驟（c)的溫度為50°C~70°C。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述步驟（c)的溫度為65°C。22. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述步驟（c)的熱處理為30分鐘到 24小時(shí)。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述步驟（c)的熱處理為45分鐘到10小時(shí)。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述步驟（c)的熱處理為約1小時(shí)到6小時(shí)。25. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述步驟（c)的熱處理在沒有混合和 曝氣的情況下進(jìn)行。26. 根據(jù)權(quán)利要求1到24任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟（c)的熱處理在攪拌所述 有機(jī)廢物的情況下進(jìn)行。27. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一部分為50wt%并且步驟（c)的熱處理 在65°C下進(jìn)行24小時(shí)。28. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括將預(yù)處理的有機(jī) 廢物投入到需氧或厭氧消化器中。29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括將所述預(yù)處理的有機(jī)廢 物投入到嗜溫厭氧消化器或嗜熱厭氧消化器中。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述厭氧消化器為嗜熱厭氧消化器。31. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的處理過程，其中，所述有機(jī)廢物包括可生物降解的 固體。32. 根據(jù)權(quán)利要求31任一項(xiàng)所述的處理過程，其中，所述可生物降解的固體具有大于 或等于3g/L到小于或等于50g/L的總固體量。33. 根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的處理過程，其中，所述有機(jī)廢物為具有高有機(jī)質(zhì)含量 的污泥、食物殘?jiān)?、含油廢物、固體廢物、及其任意組合。34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的處理過程，其中，所述污泥為剩余活性污泥。35. -種廢物處理設(shè)備，所述設(shè)備包括預(yù)處理裝置，所述預(yù)處理裝置包括適應(yīng)于以批次 方式或連續(xù)方式處理有機(jī)廢物的超聲波發(fā)生器裝置和加熱裝置，其中，所述超聲波發(fā)生器 裝置被置于所述加熱裝置的上游并與所述加熱裝置流體連通。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的廢物處理設(shè)備，其中，所述超聲波發(fā)生器裝置和所述加熱 裝置適應(yīng)于以批次方式處理。37. 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的廢物處理設(shè)備，其中，對所述預(yù)處理裝置進(jìn)行調(diào)整，以 使所述有機(jī)廢物的一部分被投入到所述超聲波發(fā)生器裝置，而剩余部分被直接投入到所述 加熱裝置。38. 根據(jù)權(quán)利要求35-37任一項(xiàng)所述的廢物處理設(shè)備，其中，所述廢物處理設(shè)備為污水 處理設(shè)備。
【專利摘要】本文公開了一種預(yù)處理有機(jī)廢物的方法，所述方法包括步驟：(a)提供有機(jī)廢物；(b)使所述有機(jī)廢物經(jīng)受超聲波處理；和(c)使所述超聲波處理的有機(jī)廢物在35℃到85℃溫度下經(jīng)受熱處理步驟。還公開了一種廢物處理設(shè)備，所述廢物處理設(shè)備包括預(yù)處理裝置，所述預(yù)處理裝置包括適應(yīng)于以批次方式或連續(xù)方式處理有機(jī)廢物的超聲波發(fā)生器裝置和加熱裝置，其中，所述超聲波發(fā)生器裝置置于所述加熱裝置的上游并與所述加熱裝置流體連通。
【IPC分類】C02F1/36, F26B5/02, B01J19/10, C02F9/10, C02F1/02, C02F11/00
【公開號】CN105189366
【申請?zhí)枴緾N201480026342
【發(fā)明人】安托萬·普蘭多塔·車仁斯基, 王沖, 田鑫博, 馬澤楠·賓·阿卜杜勒·馬吉德, 伍文楨
【申請人】南洋理工大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2014年3月17日
【公告號】WO2014142762A1