CN106630180B - 提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法 - Google Patents

提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法，将去离子水加入反应设备加热至45‑55℃，依次加入下列重量含量的组分：葡萄糖5‑10％、乙酸钠0.5‑5％、柠檬酸钠0.5‑5％、乳酸钙0.5‑5％、NH4Cl 0‑5％，K2HPO4·3H2O 0‑5％、MgSO4 1‑5％、FeSO4 0.5‑5％，Na2CO3 5‑10％、CuSO4 0.1‑1％、ZnSO4 0.1‑1％、MnSO4·H2O 0.5‑1％、CoSO4·7H2O 0.1‑0.5％、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.1‑0.5％、维生素C 0.1‑0.5‰和维生素VH 0.1‑0.5‰，快速搅拌均匀；再低速搅拌加入煅烧后的膨胀石墨，通过造粒机形成粒径为0.7‑2.0mm直径的颗粒，采用多糖衍生物和聚丙烯酰胺的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，烘干后再对该颗粒与上述原料混合进行二次造粒、包膜获得直径为2.0‑4.0mm的颗粒。本发明制备的生物营养剂保存、使用方便、安全，降解利用彻底，能显著提高生化单元微生物活性和处理效果，且有效利用率高。

Description

提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种缓释营养剂的制备方法，尤其涉及一种提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法，属于水处理领域。
背景技术
生物处理是目前废水处理最常用的方法之一，具有应用范围广、适应性强及运行费用低等优点。化工行业产生大量有机废水，根据废水的可生化性特点确定是否采用生物处理工艺和选择适合的生化运行方式，由于国家对于环保重视程度的提高，达标外排水质指标也日益严格，这就要求污水各处理单元均要发挥出最高效率，这其中就包括生化处理单元的稳定、高效运行，也就是生化单元中的核心——微生物也要维持较高的活性和良好的群落结构。另外，化工生产废水组成存在很多营养成分不均衡的情况以及由于化工生产废水水质波动频繁，难免对生化单元造成冲击，这些情况都容易导致生化处理单元处理效果不理想的情况发生，生物营养剂可在一定程度上减缓生化系统在应对水质营养成分缺失和水质冲击的负面影响，最大限度保障生化单元的稳定、高效运行。但现有的营养剂主要针对前段生化有促进作用，但用于中后段生化提效的应用领域作用不明显甚至会出现反向作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法。
本发明针对现有技术的不足，根据污水水质中营养成分有针对性提供一种营养全面、且利于微生物彻底降解利用，适用于有效提高中后段生化单元处理微生物活性的营养剂制备方法。另外由于营养剂的特点是营养丰富、且具有易生物降解性，在使用过程中易于在现场稀释配制过程中易被空气中的微生物污染发生无效降解，以至于在使用过程中不能达到预期效果，本发明针对营养剂应用中存在的这一技术问题，通过设计合理缓释体系来加以解决。具体采用的技术方案如下：
一种提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)将去离子水加入反应设备加热至45-55℃，依次加入下列重量份的组分：葡萄糖5-10％、乙酸钠0.5-5％、柠檬酸钠0.5-5％、乳酸钙0.5-5％、NH4Cl 0-5％，K2HPO4·3H2O0-5％、MgSO4 1-5％、FeSO4 0.5-5％，Na2CO3 5-10％、CuSO4 0.1-1％、ZnSO4 0.1-1％、MnSO4·H2O 0.5-1％、CoSO4·7H2O 0.1-0.5％、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.1-0.5％、维生素C0.1-0.5‰和维生素VH 0.1-0.5‰，保温条件下快速搅拌均匀；
(2)将步骤1得到的混合物在低速搅拌条件下，缓慢加入经煅烧制备的膨胀石墨10-25wt％；
(3)将步骤2制备的均匀混合物通过造粒机形成粒径为0.7-2.0mm直径的颗粒后，采用多糖衍生物和聚丙烯酰胺按1:1-1:3重量百分比配成的0.5-1.5‰的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，在50-60℃进行烘干后再将该颗粒与上述多糖衍生物和聚丙烯酰胺混合溶液混合进行二次造粒、包膜、烘干制得直径为2.0-4.0mm的缓释营养剂颗粒。
本发明所述的制备方法中，所述的经煅烧制备的膨胀石墨优选是在800-900℃条件下煅烧0.5-1.5h获得的蠕虫状结构物质。
本发明所述的制备方法中，其特征在于，所述的多糖衍生物为壳多糖和淀粉衍生物。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、由于化工生产废水处理中后段生化中残余的污染物以难降解污染物为主，微生物可利用的底物有限、且营养成分存在缺失等情况都导致该阶段的生化单元中微生物活性受限，系统耐受水质冲击的能力较弱，生化末端出水的COD也偏高。本发明是根据各种化工生产废水中后段生化单元的水质情况及是否存在营养成分缺失需求，有针对性的配制营养剂，激发系统中微生物及相应酶的活性，促使体系形成合理的微生物菌落结构，提高生化单元污染物处理效果。
2、本发明通过采用二次缓释包膜解决了营养剂在现场稀释配制过程中发生污染而产生无效降解导致应用效果下降，缓释型营养剂具有利用率高、保存和使用方便的特点。
3、本发明开发营养剂的缓释特点，相比其他营养剂可以节省生化系统的融药和加药设备，节约设备投资。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下面结合实施例对本方法进行详细说明。
实施例1缓释营养剂的制备和在苯酚丙酮生产废水中的应用
某苯酚丙酮生产企业废水采用活性污泥法进行生物处理，在生化单元的后半段活性污泥生化池处取样分析后发现，COD为150-250mg/L、NH3-N≤5mg/L、PO4 3-≤0.3mg/L，此段的MLSS1.8g/L，活性污泥菌相观察菌胶团较为松散，且原生动物较少。
根据上述水质情况，营养剂的制备方法如下：(1)将去离子水加入反应设备加热至45℃左右，依次加入下列重量份的组分：葡萄糖5％、乙酸钠0.5％、柠檬酸钠0.5％、乳酸钙0.5％、NH4Cl 1.3％，K2HPO4·3H2O 0.23％、MgSO4 1％、FeSO4 1.5％，Na2CO3 5.5％、CuSO40.3％、ZnSO4 0.3％、MnSO4·H2O 0.5％、CoSO4·7H2O 0.1％、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.3％、维生素C 0.2‰和维生素VH 0.3‰，保温条件下快速搅拌均匀；(2)步骤1所述的混合物在低速搅拌条件下，缓慢加入经850℃煅烧1h制备的膨胀石墨20％(重量份)；(3)将步骤2制备的均匀混合物通过造粒机形成粒径为0.7-2.0mm直径的颗粒后，采用壳多糖和聚丙烯酰胺按重量比1:3配成的0.5‰的混合溶液的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，在50℃进行烘干后再将该颗粒与上述壳多糖和聚丙烯酰胺溶液混合进行二次造粒、包膜、烘干制得直径为2.0-4.0mm的缓释营养剂颗粒。
按照处理水量的0.1％的量将本发明营养剂投入中后段生化池中，每隔3d进行补加一次，连续运行18d后，生化出水COD由95-110mg/L降为75-85mg/L，显微镜观察发现菌胶团外边缘结构清晰，且发现原生动物种类明显增多，发现钟虫数量较大、且较为活跃。
实施例2缓释营养剂的制备和在环氧丙烷生产废水中的应用
某企业环氧丙烷生产废水采用活性污泥法进行生物处理，在生化单元的后半段活性污泥生化池处取样分析后发现，COD为350mg/L、NH3-N≤15mg/L、PO4 3-≤0.1mg/L，该废水的盐含量可达到3.5％，氯离子浓度高达11000mg/L，活性污泥沉降性极差，显微镜观察菌胶团松散，丝状菌丰度Ⅲ。
根据上述水质情况，营养剂的制备方法如下：(1)将去离子水加入反应设备加热至50℃，依次加入下列重量份的组分：葡萄糖5％、乙酸钠2.5％、柠檬酸钠2.5％、乳酸钙2.5％、K2HPO4·3H2O 0.38％、MgSO4 1％、FeSO4 1.5％，Na2CO3 5.5％、CuSO4 0.3％、ZnSO40.3％、MnSO4·H2O 0.6％、CoSO4·7H2O 0.3％、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.5％、维生素C0.3‰和维生素VH 0.5‰，保温条件下快速搅拌均匀；(2)步骤1所述的混合物在低速搅拌条件下，缓慢加入经800℃煅烧1.5h制备的膨胀石墨15％(重量份)；(3)将步骤2制备的均匀混合物通过造粒机形成粒径为0.7-2.0mm直径的颗粒后，采用壳多糖和聚丙烯酰胺按重量比1:2配成的1‰的混合溶液的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，在55℃进行烘干后再将该颗粒与上述壳多糖和聚丙烯酰胺溶液混合进行二次造粒、包膜、烘干制得直径为2.0-4.0mm的缓释营养剂颗粒。。
按照处理水量的0.3％的量将本发明营养剂投入中后段生化池中，每隔3d进行补加一次，连续运行42d后，生化出水COD由270mg/L降为150mg/L，污泥沉降性较初始状态好转，显微镜观察发现菌胶团絮团增大且结构略显紧实。
实施例3缓释营养剂的制备和在炼化生产废水中的应用
某炼化企业生产废水采用活性污泥法进行生物处理，由于计划性停产，生产废水水质发生巨大变化，对后续生化也产生较大冲击，在生化单元的后半段生化池处取样分析后发现，COD为650mg/L、NH3-N≤25mg/L、PO4 3-≤8mg/L，且生化池出水COD由正常运行时的120mg/L提高到310mg/L，且出现生物泡沫和跑泥现象。
根据上述情况，营养剂的制备方法如下：(1)将去离子水加入反应设备加热至55℃，依次加入下列重量份的组分：葡萄糖10％、乙酸钠5％、柠檬酸钠5％、乳酸钙5％、NH4Cl0.3％，MgSO4 5％、FeSO4 5％，Na2CO3 8％、CuSO4 1％、ZnSO4 1％、MnSO4·H2O 1％、CoSO4·7H2O 0.5％、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.5％、维生素C 0.5‰和维生素VH 0.5‰，保温条件下快速搅拌均匀；(2)步骤1所述的混合物在低速搅拌条件下，缓慢加入900℃煅烧0.5h制备的膨胀石墨10％(重量份)；(3)将步骤2制备的均匀混合物通过造粒机形成粒径为0.7-2.0mm直径的颗粒后，采用壳多糖和聚丙烯酰胺按重量比1:1配成的1.5‰的混合溶液的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，在60℃进行烘干后再将该颗粒与上述壳多糖和聚丙烯酰胺溶液混合进行二次造粒、包膜、烘干制得直径为2.0-4.0mm的缓释营养剂颗粒。
按照处理水量的0.5％的量将本发明营养剂投入中后段生化池中，每隔3d进行补加一次，连续运行15d后，生化出水COD下降为120mg/L。

Claims (3)

1.一种提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)将去离子水加入反应设备加热至45-55℃，依次加入下列重量份的组分：葡萄糖5-10％、乙酸钠0.5-5％、柠檬酸钠0.5-5％、乳酸钙0.5-5％、NH4Cl 0-5％，K2HPO4·3H2O 0-5％、MgSO4 1-5％、FeSO4 0.5-5％，Na2CO3 5-10％、CuSO4 0.1-1％、ZnSO4 0.1-1％、MnSO4·H2O 0.5-1％、CoSO4·7H2O 0.1-0.5％、(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.1-0.5％、维生素C 0.1-0.5‰和维生素VH 0.1-0.5‰，保温条件下快速搅拌均匀；
2)将步骤1)得到的混合物在低速搅拌条件下，缓慢加入经煅烧制备的膨胀石墨10-25wt％；
3)将步骤2)制备的均匀混合物通过造粒机形成粒径为0.7-2.0mm直径的颗粒后，采用多糖衍生物和聚丙烯酰胺按1:1-1:3重量百分比配成的0.5-1.5‰的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，在50-60℃进行烘干后再将该颗粒与上述多糖衍生物和聚丙烯酰胺混合溶液混合进行二次造粒、包膜、烘干制得直径为2.0-4.0mm的缓释营养剂颗粒。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的经煅烧制备的膨胀石墨是在800-900℃条件下煅烧0.5-1.5h获得的蠕虫状结构物质。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的多糖衍生物为壳多糖和淀粉衍生物。
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