1.一种低碳环保型融雪剂制备方法,包括以下步骤:
(1)用收集来的果蔬废物制备有机混酸联产氢气;
(2)用步骤(1)得到的有机混酸和碳酸钙粉末反应制备低碳有机酸钙,
(3)将步骤(2)制得的低碳有机酸钙溶液静置后过滤、离心、除去水不溶物,所得液体即为低碳环保型融雪剂;
步骤(1)低碳有机混酸制备包括以下步骤:
(a)将污泥倒入发酵瓶中,在80~100℃下热处理20~60min;然后冷却至发酵产氢产酸的适宜温度35℃~38℃或53℃~55℃,在葡萄糖浓度为5~10g/L、中温或高温和厌氧条件下富驯化24~48h,或反应至停止产气;得到的厌氧活性污泥即作为果蔬废物发酵产酸产氢的接种物;所述中温为35℃~38℃,所述高温为53℃~55℃;
(b)将收集的果蔬废物清洗后测量湿重,进行机械打浆,得到果蔬浆料,其固含量为5~
10%,挥发性组分为90~98%,pH在5~7之间;
(c)将步骤(b)得到的果蔬浆料投加到步骤(a)装有接种污泥的发酵瓶中,整个发酵装置是密闭的,其内部呈厌氧状态;水浴控温系统,维持发酵温度为35℃~38℃或53℃~55℃,厌氧发酵产酸36~60h;发酵产生的气体主要为H2和CO2,通过排碱液收集H2;发酵产酸产H2的代谢产物为含有有机混酸的发酵尾物;
(d)将步骤(c)中得到的发酵尾物经过离心机固液分离后,得到的液体为有机混酸,呈浅黄色;该有机酸以乙酸和丁酸为主要成分,占80~90%;其余组分为丙酸、甲酸和乳酸,占
10~20%。
2.如权利要求1所述的低碳环保型融雪剂制备方法,其特征在于:步骤(c)所述的排碱液为10~15%NaOH。
3.如权利要求1或2所述的低碳环保型融雪剂制备方法,其特征在于:在步骤(2)中低碳有机酸钙制备包括以下步骤:(A)低碳有机酸钙粗品制备
向反应容器中加入95~105重量份的自来水,在不断搅拌的条件下,再加入5重量份的碳酸钙粉末,继续搅拌10~15min,制成悬浊液;然后往悬浊液中缓缓加入35~55重量份的低碳有机混酸,有机混酸添加完毕后,继续搅拌3~5h,使悬浊液和有机混酸实现完全反应,形成低碳有机酸钙粗品;
(B)低碳有机酸钙提纯
将步骤(A)中低碳有机酸钙粗品采用离心机进行固液分离,得到的液体组分为低碳有机酸钙液体,即所述融雪剂。
4.如权利要求1或2所述的低碳环保型融雪剂制备方法,其特征在于:该融雪剂的有效成分为低碳有机酸钙,它由以下步骤制成:a.发酵瓶中倒入静置30d后含水率90%的厌氧污泥,在85℃下热处理30min,然后冷却至发酵产氢产酸的适宜温度53℃~55℃,在葡萄糖浓度为5~10g/L、中温或高温和厌氧条件下驯化富集24~48h,或反应至停止产气;得到的厌氧活性污泥即作为果蔬废物发酵产酸产氢的接种物,所述中温为35℃~38℃,所述高温为53℃~55℃;
b.将收集的果蔬废物清洗测量湿重,进行机械打浆,得到果蔬浆料的pH为5.5~6.5;
c.将a中得到的接种物投与b中得到的果蔬浆料混合,接种量为30%(V/V),在厌氧反应器内进行中温或高温发酵产酸产氢,直至完成产酸产氢过程,为48h,发酵产生的气体主要为H2和CO2,通过排15%NaOH溶液而收集H2;发酵产酸产H2的代谢产物为含有有机混酸的发酵尾物;所述中温为35℃~38℃,所述高温为53℃~55℃;
d.将步骤c中得到的液相代谢尾物经过离心机固液分离后,得到的液体为低碳有机混酸,呈浅黄色;该低碳有机酸以乙酸和丁酸为主要成分,占80~90%;其余组分为少量的其他有机酸占10~20%;
e.向反应容器中加入95~105重量份的自来水,在不断搅拌的条件下,再加入5重量份的碳酸钙粉末,继续搅拌10min,制成悬浊液;然后往悬浊液中缓缓加入35~55重量份的低碳有机混酸,有机混酸加完后,继续搅拌3~5h,使悬浊液和有机混酸完全反应,形成低碳有机酸钙粗品;
f.将步骤e中得到的低碳有机酸钙粗品在离心机中进行固液分离;其中,液体组分为浅黄色低碳有机酸钙液体,即低碳环保融雪剂;固体组分含有磷酸钙、纤维素和木质素,可以作为生产生物炭的原料,用于土壤改良。
5.如权利要求4所述的低碳环保型融雪剂制备方法,其特征在于:步骤d所述的其他有机酸为丙酸、甲酸和乳酸。