本發(fā)明涉及有機(jī)固體廢棄物資源化處理，具體涉及污泥源植物刺激素及其定向制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著廢水處理需求的增加，全球污水處理廠產(chǎn)生的污泥量日漸增多。污泥作為成分復(fù)雜、高含水的有機(jī)固體廢物，如不進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定化和減量化處理，在雨水侵蝕和滲漏后會(huì)導(dǎo)致地下水和土壤的二次污染。與此同時(shí)，污泥也是豐富的碳、氮、磷資源庫(kù)，其中包含多糖、氨基酸、腐殖質(zhì)等多種可被轉(zhuǎn)化利用的物質(zhì)。厭氧消化是應(yīng)用最廣泛的污泥資源化技術(shù)之一，能夠?qū)崿F(xiàn)污泥穩(wěn)定化并產(chǎn)出優(yōu)良?xì)怏w燃料，但也會(huì)產(chǎn)出大量待處理的消化污泥。因此，污泥的資源化技術(shù)開(kāi)發(fā)對(duì)于環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)具有重要意義。

2、隨著人口增加，糧食需求不斷上升，而極端氣候和病蟲(chóng)害頻發(fā)，農(nóng)作物的保障工作日益嚴(yán)峻。雖然施用無(wú)機(jī)化肥和農(nóng)藥能夠提高糧食產(chǎn)量，但會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物的品質(zhì)下降，且具有潛在的健康威脅和土壤風(fēng)險(xiǎn)。因此，尋找可替代傳統(tǒng)化肥的資源來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力顯得尤為重要。無(wú)毒無(wú)害的植物刺激素(包括腐殖酸、蛋白水解物、植物激素等)由此得到極大關(guān)注。其中，植物激素是植物最重要的信號(hào)分子，能夠調(diào)節(jié)植物的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、緩解內(nèi)外刺激、抵抗生物和非生物脅迫。

3、研究發(fā)現(xiàn)，污泥的提取液含有植物刺激素，具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)和抵御蟲(chóng)害的潛力，可作為液體肥料。污泥源植物刺激素生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，為解決糧食需求上升和全球環(huán)境惡化之間的矛盾提供了新思路，也為有機(jī)固廢的資源化利用帶來(lái)機(jī)遇。目前研究尚處于起步階段，對(duì)其中所含的植物激素識(shí)別不清，無(wú)法調(diào)控，不能切實(shí)應(yīng)用于作物生產(chǎn)，亟需提供一種能通過(guò)生物和化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)定向制備關(guān)鍵植物激素成分的方法，以便根據(jù)植物狀態(tài)施加不同類型的污泥源植物刺激素產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種定向制備污泥源植物刺激素的方法，所述方法包括以下步驟：

3、(1)對(duì)城市污水廠的好氧池活性污泥進(jìn)行超聲波調(diào)理，得到活性污泥原料；

4、(2)對(duì)所述活性污泥原料進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，以定向制備污泥源植物刺激素，具體包括：

5、s1、當(dāng)目標(biāo)污泥源植物刺激素為生長(zhǎng)素類激素時(shí)，先調(diào)節(jié)所述活性污泥原料的含固率為5-20wt％，得到混合物i；然后將所述混合物i進(jìn)行第一堿性熱水解，經(jīng)分離后得到生長(zhǎng)素類激素；

6、s2、當(dāng)目標(biāo)污泥源植物刺激素為茉莉酸類激素時(shí)，先調(diào)節(jié)所述活性污泥原料的含固率為3-5wt％，得到混合物ii；然后將所述混合物ii進(jìn)行半?yún)捬跸锾幚恚?jīng)固液分離后得到含固率為5-20wt％的污泥，再進(jìn)行第二堿性熱水解，經(jīng)分離后得到茉莉酸類激素；

7、其中，所述半?yún)捬跸锾幚淼牟僮靼ǎ簩⑺龌旌衔飅i在溫度為35-45℃、ph為4.6-5.8的條件下于厭氧消化裝置中依次進(jìn)行水解和酸化，得到所述污泥。

8、本發(fā)明第二方面提供前述第一方面所述的方法制備得到的污泥源植物刺激素。

9、本發(fā)明第三方面提供前述第二方面所述的污泥源植物刺激素在促進(jìn)植株生長(zhǎng)和/或提高植株抗性中的應(yīng)用。

10、本發(fā)明提供的方法不僅能夠解決污水處理和厭氧消化處理后的大量污泥固體廢物問(wèn)題，而且能利用其定向制備高價(jià)值的植物激素。

11、本發(fā)明通過(guò)不同的處理方法，定向制備的富含生長(zhǎng)素的污泥植物刺激素經(jīng)加水稀釋之后，可作為促進(jìn)幼苗發(fā)芽，植株發(fā)育的液體肥料；定向制備的富含茉莉酸的污泥植物刺激素經(jīng)加水稀釋之后，可作為抵御植株生長(zhǎng)過(guò)程中的生物和非生物逆境的液體肥料。

12、此外，本發(fā)明所制備的污泥源植物刺激素同時(shí)含有腐殖酸和碳、氮、磷、鉀、鈣等外源營(yíng)養(yǎng)成分，有助于植物在基本生理與代謝過(guò)程中維持穩(wěn)態(tài)，提升生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆性的綜合表現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種定向制備污泥源植物刺激素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：所述第一堿性熱水解和/或所述第二堿性熱水解在熱水解反應(yīng)器中進(jìn)行，且操作步驟包括：先所述將混合物i或所述混合物ii的ph調(diào)節(jié)至10-12，然后加熱至45-55℃進(jìn)行低溫保持8-13min，再加熱至120-200℃進(jìn)行高溫保持1-3h，冷卻后進(jìn)行所述分離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述城市污水廠的好氧池活性污泥為溶解氧為3.5-4.5mg/l、cod負(fù)荷為0.60-0.8kg?cod/m3·d的城市污水廠好氧池中的活性污泥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述超聲波調(diào)理的條件至少滿足：能量密度為0.1-0.2w/ml，時(shí)間為3-6min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟s2中，所述水解和所述酸化的總時(shí)間為3-8天。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分離的操作包括：將所述第一堿性熱水解或所述第二堿性熱水解的產(chǎn)物依次進(jìn)行高速離心和過(guò)濾，然后取上清液；

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述生長(zhǎng)素類激素中，生長(zhǎng)素類植物激素總含量為104-106μg/l。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述茉莉酸類激素中含有茉莉酸，且在所述茉莉酸類激素中，茉莉酸類植物激素總含量為103-105μg/l。

9.權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的污泥源植物刺激素。

10.權(quán)利要求9所述的污泥源植物刺激素在促進(jìn)植株生長(zhǎng)和/或提高植株抗性中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及有機(jī)固體廢棄物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了污泥源植物刺激素及其定向制備方法和應(yīng)用。該方法包括以下步驟：(1)對(duì)城市污水廠的好氧池活性污泥進(jìn)行超聲波調(diào)理，得到活性污泥原料；(2)對(duì)所述活性污泥原料進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)化處理，以定向制備污泥源植物刺激素。本發(fā)明提供的方法不僅能夠解決污水處理和厭氧消化處理后的大量污泥固體廢物問(wèn)題，而且能利用其定向地、高效地制備高價(jià)值的污泥源植物刺激素。

技術(shù)研發(fā)人員：戴曉虎,陳淑嫻,華煜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2