CN102145973B

CN102145973B - 一种复合解偶联剂

Info

Publication number: CN102145973B
Application number: CN2010190630645A
Authority: CN
Inventors: 仓一华; 吴敏; 赵海云; 马晓伟; 姜垒垒; 吴培云
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Petrochemical Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: CN102145973A

Abstract

一种复合解偶联剂，用于活性污泥法污水处理工艺中剩余污泥的减量处理，包括：3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺；可溶性铜盐；吸附剂。可溶性铜盐为硫酸铜、氯化铜或醋酸铜的一种；吸附剂为硅藻精土或沸石粉中的一种，或两者的混合物。3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺和可溶性铜盐两者与吸附剂的重量比为1∶0.05～1.00。本发明的积极效果十分明显，具体体现为污泥减量的性能更强，如达到同样的污泥减量率，投加的TCS可以减少25～75％；系统中投加TCS后，COD的去除率基本不受影响。

Description

一种复合解偶联剂

技术领域

本发明涉及一种解偶联剂，特别涉及用于活性污泥好氧处理污水工艺中剩余污泥减量处理，且主要成分为3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺的解偶联剂。

背景技术

活性污泥法是目前应用最广泛的污水(包括城市污水或工业污水)生物处理技术，虽然该工艺有很多优点，如基建投资少，处理效果好，运行稳定等，但是它也存在一个显著的缺点，即在运行过程中会产生大量的剩余污泥。剩余污泥的处理成本相当高，一般会占到污水厂运行总费用的25％～65％，因此，活性污泥污水处理工艺降低或减少剩余污泥的产生率一直是很受关注的课题。已有常用的污泥减量技术主要包括延时曝气法、纯氧曝气法，生物捕食法、好氧或厌氧消化法和解偶联法等，尽管这些方法各自都存在着明显的优点和不足，但相对而言其中解偶联法因降低污泥产率的幅度最大而更为人们所接受和更具发展前景。

在活性污泥法中，微生物是以废水中的污染物质(基质)作为生长的碳源和能源来将污染物从废水中去除，显然微生物生长与基质利用关系，而微生物的合成还需要能够与之相耦合的能量以形成新的细胞，这种能量主要是由三磷酸腺苷(ATP)提供。ATP则主要是微生物分解代谢过程中通过二磷酸腺苷(ADP)的氧化和磷酸化生成，正常情况下，氧化反应和磷酸化反应是偶联的，即微生物将污染物质氧化的的过程中同时伴随着ADP转化为ATP的磷酸化过程。解偶联法是向系统中投加化学药剂-解偶联剂，使氧化和磷酸化之间存在的偶联关系解除，抑制生成ATP的磷酸化反应的进行，从而使微生物合成代谢减少以达到降低微生物产率的目的。

现有技术中常见的解偶联剂有2，4-二硝基苯酚、三氯苯酚、2，4-二氯苯酚和3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺(TCS)等。其中TCS因对剩余污泥的减量作用最为显著而使用最为广泛，在某些活性污泥处理工艺中，污泥的产量最多能减少40％，例如《Utilization of a metabolicuncoupler 3，3，4，5-tetrachlosalicylanilide(TCS)to reduce sludge growth in activated sludgeculture》(water Res，2002，36(8)：2077-2083)一文中所介绍的。尽管所有的解偶联剂都有一个共同的缺点，即加入系统后会使得污泥的活性降低，然而TCS的这一缺点更加显著，对微生物的“杀伤”作用相对更大，这或许是TCS无法彻底取代其他解偶联剂的主要原因之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合的解偶联剂，它以3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺(TCS)为主要成分，通过加入其它的辅助组分，使污水处理系统中因TCS的加入而导致污泥活性降低的副作用可能降至最低。

以下是本发明详细的技术方案：

一种复合解偶联剂，用于活性污泥法污水处理工艺中剩余污泥的减量处理，它包括以下组分：

3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺；

可溶性铜盐；

吸附剂。

上述可溶性铜盐为硫酸铜、氯化铜和醋酸铜中的一种；吸附剂为硅藻精土或沸石粉中的一种，或者两者的混合物。

各种组分的配比为：3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺与可溶性铜盐的重量比为1∶0.05～0.25，3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺和可溶性铜盐两者总量与吸附剂的重量比为1∶0.05～1.0。

上述可溶性铜盐最好为硫酸铜；吸附剂最好为硅藻精土。

上述3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺与可溶性铜盐的重量比最好为1∶0.07～0.20；3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺和可溶性铜盐两者总量与吸附剂的重量比最好为1∶0.1～0.5.

上述硅藻精土的比表面积一般取30～60m²/g；沸石粉的粒度一般取40～100目。

在活性污泥法污水处理系统中污水与污泥相互间并非处于均相的混合状态，尽管存在曝气的机械搅拌作用，但污泥还是以胶团颗粒的形态为主悬浮与系统中。发明人在实验中发现，TCS对微生物的“杀伤”作用与TCS在水相中的浓度极为相关，浓度愈高“杀伤“作用愈大。而TCS的解偶联作用则与TCS在污泥胶团颗粒中的浓度极为相关，浓度愈高解偶联作用愈大。

本发明的实质是将TCS和可溶性铜盐、硅藻精土和沸石粉按一定的比例混合配制成一种复合的解偶联剂，发明人在实验中观察到，由于硅藻精土和沸石粉具有较大的孔隙率和比表面，对TCS和二价铜离子不仅具有较强的吸附作用，而且吸附容量很大。当TCS和可溶性铜盐、硅藻精土和/或沸石粉按一定的比例混合后，硅藻精土和/或沸石粉如同载体一样吸附负载了TCS和二价铜离子，形成一种“负载型”的复合解偶联剂，并且负载于“载体”上的TCS和二价铜离子在水中并不像单纯的TCS和二价铜离子那样会迅速扩散，而以相对较低的速率缓慢释放，因此可将这种“负载型”的复合解偶联剂视作“缓释的”解偶联剂。发明人通过进一步的实验发现，与单纯的TCS相比，当这种“负载型”的复合解偶联剂投入系统后在污水的溶解速率明显减缓，因此在污水水相中的浓度大为降低。另一方面，由于硅藻精土和/或沸石粉颗粒很易在污泥胶团颗粒集聚溶合，他们集聚溶合后TCS和二价铜离子将缓慢地释放“溶入”污泥胶团内，使得污泥胶团内能获得较高的TCS和二价铜离子浓度。

TCS与二价铜离子对解偶联法活性污泥减量有较好的协同作用，两者以合适的比例配合使用可降低解偶联剂的总加入量，从而进一步有利于污水处理效率的提高。

与现有技术相比本发明的积极效果十分明显，具体体现在以下两点：

1)污泥减量的性能更强，如达到同样的污泥减量率，投加的TCS可以减少25～75％；

2)系统中投加TCS后，COD去除率基本不受影响。

下面通过具体的实施例来对本发明作进一步的说明，在实施例中，污泥减量率定义为：

其中，污泥产率I为系统中不投加解偶联剂的装置单元污泥产率，污泥产率II为系统中投加解偶联剂后的装置单元污泥产率。

具体实施方式

【实施例1～8、比较例1～2】

各实施例和比较例解偶联剂的组成包括TCS，其余组分及配比如表1所列，所用硅藻精土的比表面积为30～60m²/g，沸石粉的粒度为40～100目。

表1.

	可溶性铜盐	吸附剂	TCS∶可溶性铜盐 (重量比)	(TCS+可溶性铜盐)∶吸附剂 (重量比)
					实施例1	硫酸铜	硅藻精土	1∶0.05	1∶0.05
实施例2	硫酸铜	沸石粉	1∶0.07	1∶0.07
					实施例3	硫酸铜	硅藻精土+沸石粉	1∶0.10	1∶0.10
实施例4	硫酸铜	硅藻精土	1∶0.12	1∶0.20
					实施例5	硫酸铜	硅藻精土+沸石粉	1∶0.15	1∶0.40
实施例6	氯化铜	硅藻精土	1∶0.22	1∶0.50

[0029]

实施例7	氯化铜	沸石粉	1∶0.20	1∶0.75
					实施例8	醋酸铜	硅藻精土	1∶0.25	1∶1.00
比较例1	-	-	-	-
					比较例2	硫酸铜	-	1∶0.12	-

上述各实施例配制的解偶联剂采用以下方法进行试验测试：

试验的污水为炼油污水，并经隔油、混凝浮选处理，进水的水质为：

COD 575mg/l

pH值 8.2

污水采用序批式活性污泥法(SBR工艺)进行处理，反应器容积为8m3，运行的工艺条件为：

污泥负荷约0.9kgBOD₅/(kgMLVSS·d)

反应温度 20～30℃

溶解氧 2～4mg/l

污水中解偶联剂投加量见表2

(以TCS计)

上述解偶联剂先用工业水搅拌至形成悬浮液，配制浓度为2～4g/l，然后随进水进行投加。

试验测试结果见表2。

表2.

	解偶联剂投加量 (以TCS计)(mg/l)	COD去除率 (％)	污泥减量率 (％)
				实施例1	3	56.8	50.1
实施例2	2.5	61.1	52.7
				实施例3	2	62..5	54.3
实施例4	1.8	64.7	55.2
				实施例5	1.6	63.9	57.9
实施例6	1.4	63.2	56.5
				实施例7	1.2	64.3	49.7
实施例8	1.0	60.8	49.6
				比较例1	4	25.2	39.6
比较例2	3.2	32.8	43.9

Claims

1.一种复合解偶联剂，用于活性污泥法污水处理工艺中剩余污泥的减量处理，它包括以下组分：

3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺；

可溶性铜盐；

吸附剂；

上述可溶性铜盐为硫酸铜、氯化铜和醋酸铜中的一种；吸附剂为硅藻精土或沸石粉中的一种，或者两者的混合物;

2.根据权利要求1所述的复合解偶联剂，其特征在于所述的可溶性铜盐为硫酸铜。

3.根据权利要求1所述的复合解偶联剂，其特征在于所述的吸附剂为硅藻精土。

4.根据权利要求1所述的复合解偶联剂，其特征在于所述的3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺与可溶性铜盐的重量比为1∶0.07～0.20。

5.根据权利要求1所述的复合解偶联剂，其特征在于所述的3，3，4，5-四氯水杨酰苯胺和可溶性铜盐两者总量与吸附剂的重量比为1∶0.1～0.5。

6.根据权利要求1所述的复合解偶联剂，其特征在于所述的硅藻精土的比表面积为30～60m²/g。

7.根据权利要求1所述的复合解偶联剂，其特征在于所述的沸石粉的粒度为40～100目。