CN103204738A - 一种生物活性磷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种生物活性磷，通过添加了风化褐煤滤液，利用其中含有的小分子有机酸-腐殖质，来作为养分的高效运输载体，能够极大的提高微生物对磷营养的吸收效率，同时，还在所述生物活性磷中添加了具有能量的磷酸盐-ATP、天然絮凝剂和表面活性剂-烷基多糖苷，均提高了微生物对生物磷的吸收效率与活性，本发明还提出了一种生物活性磷的制备方法，通过一定的投加顺序来达到最好的相容效果。

Description

一种生物活性磷及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合肥料领域，特别是指一种生物活性磷及其制备方法。

背景技术

利用活性淤泥对废水进行处理是一种比较常规的方法，但有些废水中，如造纸废水中由于缺乏磷元素，容易导致淤泥中的微生物生长不良，从而处理效果不佳，因此，对于此类的废水，通常是忘废水中加入磷营养，如磷酸或者磷酸盐，但是直接加入这些磷营养，具有以下弊端:

1.普通工业磷酸盐易与废水中的钙盐形成羟基磷灰石沉淀，造成磷营养固化问题，微生物无法吸收，且由于污泥中无机成分增多，污泥沉降性差，影像曝气池处理水质。

2.普通磷酸盐用量大，工人劳动强度较高，并由于活性污泥中微生物吸收效率不高，出水总磷会出现超标现象。

因此，普通的磷营养容易导致设备腐蚀，而且这一类磷营养的微生物利用率低，效率低，造成成本高，负荷大，磷元素浪费严重，因此，需要一种利用率更高的磷营养。

发明内容

本发明提出一种生活活性磷及其制备方法，提高了磷源的转化效率，降低的成本等。

本发明的技术方案是这样实现的:一种生物活性磷，包括以下重量份的各组分:

优选的，各组分的含量为:

进一步，所述有机酸包括等量份的核苷酸、ATP和柠檬酸。

风化褐煤滤液中含有大量的优质腐殖酸，是酚类化合物、脂肪酸和氨基酸类物质的统称，均为小分子有机酸，这些物质作为养分的高效运输载体，由于其表面积大，含氧功能团多，携带磷营养能力强，而且容易透过表皮细胞被微生物吸收，因此其极大的提高了微生物对营养的吸收效率，促进微生物的生长，同时，它也能提高微生物对疾病和恶劣环境的抵抗能力，屏蔽重金属毒性和克制微生物毒理抑制性作用;由于微生物吸收磷营养需要消耗自身能量，而本发明中的所述生物活性磷中由于添加了含有能量的磷酸盐-ATP，可以直接提供给微生物主动运输所需的能量，而不用消耗微生物自身的能量，促进微生物对磷营养的吸收;所述生物活性磷中添加的烷基多糖苷，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一种性能全面的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，具有高表面活性、良好的生态安全性和相容性，并且，烷基多糖苷具有很好的润湿和渗透性质，对高浓度电解质不敏感、可生物降解、不污染农作物和土地以及吸湿性极好等特点，其与非离子表面活性剂不同的是它没有逆相浊点，能有效降低药液表面张力，延缓药液水分的蒸发，长时间保持药剂的水合溶解状态，有助于提高其它辅助药剂的相容性，这些有助于提高微生物对生物磷的吸收速度和吸收率，提高微生物活性。

所述生物活性磷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将经过过滤的风化褐煤滤液搅拌溶解2-4小时，维持水温在40℃；

（2）投加烷基多糖苷，并搅拌至溶解；

（3）顺序投加核苷酸、ATP、卵磷脂、海带提取物、柠檬酸，充分搅拌4个小时以上；

（4）投加磷酸，并继续搅拌2-3小时。

进一步，步骤（1）中，采用微孔为0.22-3mm的滤膜进行过滤。

上述制备方法中涉及到搅拌时间以及温度的维持，并且具有一定的投加顺序，这些都保证了最好的溶解效果，同时也使各个组分之间结合的更加合理，在添加过程中将闭储态水溶性磷转化为可溶性磷，形成有机酸与磷酸的络合产品，各种微量营养物质的增加，也使生物活性磷的营养更加平衡。

本发明的有益效果为：本发明通过添加了所述风化褐煤滤液，利用其中含有的小分子有机酸-腐殖质，来作为养分的高效运输载体，能够极大的提高微生物对磷营养的吸收效率，同时，还在所述生物活性磷中添加了具有能量的磷酸盐-ATP、天然絮凝剂和表面活性剂-烷基多糖苷，均提高了微生物对生物磷的吸收效率与活性，使用本发明的产品，微生物对生物活性磷的吸收是普通无机磷酸盐吸收效率的5-12倍，在总使用成本上，能够降低原有磷源成本的10-30%。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实验一中无机磷盐出水COD浓度与生物活性磷（产品1）出水COD浓度的比较曲线图；

图2为本发明实验一中无机磷盐出水SS浓度与生物活性磷(产品1)出水SS浓度的比较曲线图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

实施例1

根据本发明公开的制备方法与组分配方，我们进行如下操作:

(1)将经过过滤的风化褐煤滤液搅拌溶解3小时，维持水温在40℃，共17Kg该风化褐煤滤液，这一步骤中，我们采用层叠式精密过滤器，共有20层滤层，且滤层微孔为0.22-3mm，过滤压力为维持在0.2-0.6MPa的范围。

(2)投加烷基多糖苷1Kg，并搅拌至溶解;

(3)顺序投加核苷酸1Kg、ATP1Kg、卵磷脂1Kg、海带提取物1Kg、柠檬酸1Kg，充分搅拌4个小时以上;

(4)投加磷酸77Kg，并继续搅拌2小时，得到1OOKg的产品1。

实施例2

实施例2采用同实施例1同样的工艺得到产品2，不同之处在于组分的比例，如下:

实施例3

实施例3采用同实施例1同样的工艺得到产品3，不同之处在于组分的比例，如下:

实施例4

实施例4采用同实施例1同样的工艺得到产品4，不同之处在于组分的比例，如下:

实施例5

实施例5采用同实施例1同样的工艺得到产品5,不同之处在于组分的比例，如下:

现在我们对得到的产品1至产品5进行各项性能的检测，采用的实验如下:

实验一

进行生物活性磷与普通无机磷的可替代性实验。

我们采取原废水(某造纸厂现有处理工艺的初沉池出水，并从曝气池中采取活性污泥用于处理试验)，并通过两种不同的检测标准进行检测，这两种方法是:

①CODcr:美国哈希重铬酸钾法比色法。在强酸性溶液中，采用重铬酸钾氧化水中有机物，然后用比色检测化学耗氧量。

②SS:美国哈希检测法。

测得原废水水质的数据如下(5月3日):

名称	好氧进水
		COD(mg/L)	980
SS(mg/L)	98

然后我们采用以下实验方法在污水反应器中进行实验:

①BIOP-610生物活性磷:原废水+活性污泥+尿素+生物活性磷

②对比实验:原废水+活性污泥+尿素+磷酸二氢镀(NH₄H₂P0₄)

③空白对比实验:原废水+活性污泥+尿素

其中，生物活性磷我们选取产品1，且生物活性磷使用量为普通的无机磷盐的5-12倍，有利于微生物的新陈代谢，改善污泥沉降性能。

然后对实验出水的COD浓度及SS浓度进行检测，检测数据如下（初始日期为5月3日）：

结果分析：

1、从上表的数据中可以看出：没有添加磷的实验组，微生物由于缺P，导致新城代谢降低甚至分解，使得出水SS和COD明显要高于添加磷的；而添加普通的无机磷盐的出水COD浓度及SS要略高于添加BIOP-610生物活性磷，说明BIOP-610生物活性磷可以代替普通的无机磷盐。

2、我们通过对处理水的COD浓度进行比较，并绘得如图1所示的实验出水COD对比曲线图，从图1中，我们可以看出，添加普通的无机磷盐的出水平均COD浓度为92.6mg/L，添加BIOP-610生物活性磷的出水平均COD浓度为89.4mg/L，添加生物活性磷（产品1）的出水要比添加普通的无机磷盐低，说明生物活性磷提高了系统微生物的代谢能力。

3、我们通过对处理水的SS浓度进行比较，并绘得如图2所示的实验出水SS对比曲线图，从图2中，我们可以看出,添加生物活性磷（产品1）的出水SS要低于添加普通的无机磷盐的出水,说明添加生物活性磷提高了系统活性污泥的沉降性。

对实验一的总结如下：生物活性磷可以胎体普通的无机磷盐，而且能够提高系统微生物的新陈代谢能力，还能够提高系统活性污泥的沉降性。

实验二

测定生物活性磷相对于无机磷盐的转化效率。

采用的实验材料有：

①原废水：造纸、印染、制浆、皮革污水处理工艺的初沉池出水，并从相应污水处理曝气池中采取活性污泥用于处理试验。

②生物活性磷、尿素、磷酸二铵(普通的无机磷盐)

分析的方法有：

①CODcr:美国哈希重铬酸钾法比色法。在强酸性溶液中，采用重铬酸钾氧化水中有机物，然后用比色检测化学耗氧量。

②TP：美国哈希检测法。

检测时间从5月28日至7月1日

四种原废水的处理数据如下：

1、造纸污水实验数据：

结论：从上述数据中可以看出1/7磷量的生物活性磷（产品2）出水COD跟正常添加普通的无机磷盐的出水基本一样，而出水TP刚刚有过剩，说明在此类污水，生物活性磷的转化系数为普通无机磷盐的7倍左右。

2、印染污水实验数据：

结论：从上述实验数据中可以看出1/5磷量的生物活性磷（产品3）出水COD跟正常添加普通的无机磷盐的出水基本一样，而出水TP刚刚有过剩，说明在此类污水，生物活性磷的转化系数为普通无机磷盐的5倍左右。

3、制浆污水实验数据：

结论：从上述实验数据中可以看出1/9磷量的生物活性磷（产品4）出水COD跟正常添加普通的无机磷盐的出水基本一样，而出水TP刚刚有过剩，说明在此类污水，生物活性磷的转化系数为普通无机磷盐的9倍左右。

4、制革污水实验数据：

结论：从上述实验数据中可以看出1/11-1/13磷量的BIOP-610生物活性磷出水COD跟正常添加普通的无机磷盐的出水基本一样，而出水TP刚刚有过剩，说明在此类污水，BIOP-610生物活性磷的转化系数为普通无机磷盐的12倍左右。

综上所述，我们可以得知，本发明的生物活性磷的转化效率是普通无机磷盐的5-12倍，并且，添加生物活性磷的系统没有添加普通无机磷盐的系统出水TP容易超标，因此，本发明的生物活性磷一方面相比普通无机磷盐具有更好的转化效率，从而能够降低原有磷源成本的10-30。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种生物活性磷，其特征在于，包括以下重量份的各组分: 

。

2.如权利要求1中所述的生物活性磷，其特征在于，各组分的含量为: 

。

3.如权利要求1中所述的生物活性磷，其特征在于:所述有机酸包括等量份的核苷酸、ATP和柠檬酸。 

4.如权利要求3中所述的生物活性磷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 

(1)将经过过滤的风化褐煤滤液搅拌溶解2-4小时，维持水温在40℃; 

(2)投加烷基多糖苷，并搅拌至溶解; 

(3)顺序投加核苷酸、ATP、卵磷脂、海带提取物、柠檬酸，充分搅拌4个小时以上; 

(4)投加磷酸，并继续搅拌2-3小时。 

5.如权利要求4中所述的生物活性磷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，采用微孔为0.22-3mm的滤膜进行过滤。 

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