CN111018137A - 一种高效复合碳源药剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，其包括以下质量分数的各成分：乙酸钠4.5‑5.5％、糖类物质40‑50％、甲醇1‑3％，剩余为水。本发明能够满足市场对优质高效水处理化学品的需求。该高效生物复合碳源能有效的为生化系统中的生物菌群提供足够的碳源，又能保证使用过程的安全性。

Description

一种高效复合碳源药剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高效复合碳源药剂及其制备方法。

背景技术

随着工业的日益繁荣和发展，污水成分也愈来愈复杂，原来的物理法、化学法远远不能满足污水处理需要，近几年，生化处理法已经运用到很多污水处理领域，它以耗能小，效率高、成本低、操作简单备受青睐，目前大多数污水脱氮工艺都采用单一碳源有机物类(如甲醇，乙醇，乙酸，乙酸钠，甘油等)和糖类物质(葡萄糖、蔗糖、木糖等)作为液体碳源。

目前，国内外对外碳源的投加种类和投加量进行了一系列的研究,发现不同外碳源对系统的反硝化过程影响不同，即使外碳源投加量相同，处理效果也不同。常用的外加碳源主要包括甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸钠等。甲醇作为碳源时，成本相对较高，响应时间慢，具有一定毒害作用，当用于污水厂应急投加时效果不佳而乙醇的反硝化速率不及甲醇和乙酸钠葡萄糖作为外加碳源处理效果不错，可是，他作为一种多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水，影响出水水质，同时与醇类碳源相比，葡萄糖更容易产生亚硝态氮积累的现象，所以，并不提倡大量使用葡萄糖作为外投碳源乙酸钠的优点在于能立即响应反硝化过程，能用于水厂运行时的应急处理，由于是小分子有机酸的原因，反硝化菌易于利用，脱氮效果是最好的，但是由于价格昂贵，污泥产率高，且目前污水厂的污泥处置问题也是一个较大的攻关难题，所以将乙酸钠应用于污水厂的大规模投加几乎不可能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于废水处理的复合碳源药剂，满足市场对优质高效水处理化学品的需求。该高效生物复合碳源能有效的为生化系统中的生物菌群提供足够的碳源，又能保证使用过程的安全性。

本发明的一个方面公开了一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，其包括以下质量分数的各成分：乙酸钠4.5-5.5％、糖类物质40-50％、甲醇1-3％，剩余为水。

优选的，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠4.5％、糖类物质40％、甲醇1％，剩余为水。

优选的，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠5.5％、糖类物质50％、甲醇3％，剩余为水。

优选的，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠5％、糖类物质45％、甲醇2％，剩余为水。

本发明的另一个方面公开了一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，该方法包括以下步骤：

S1、将乙酸钠溶液和甲醇溶液依次投入反应釜中，分次缓慢加入氢氧化钠溶液，其余加水；

S2、开启搅拌，搅拌半小时后控制温度65-75℃，pH为6.5-7.5，停止加入氢氧化钠溶液，再缓慢加入糖类物质进行熟化，继续搅拌至COD至25万-45万mg/L，过滤，得到复合碳源药剂。

本发明复合碳源药剂是一种、高效、快速、低耗、无毒的小分子碳源补充剂,碳源补充剂的主要作用是去除总氮，兼具几种外加碳源药剂的优点，化学性质稳定，反硝化速率快，污泥产量低，污泥菌种适应快，脱氮效果好，处理成本低于其他几种常规碳源药剂，适用于污水厂的应急投加处理，满足水质排放要求的同时达到最大经济效果，是一种稳定的低成本碳源补充剂。

生物脱氮需要完成硝化和反硝化两个过程。废水中的氨氮首先必须被硝化或转化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后在反硝化过程中，硝酸盐被作为细胞呼吸过程中氧化简单碳化合物的供养体被还原成氮气。因此，以去除硝酸盐为目标的反硝化过程必须要有易生物降解的碳源存在。其来源包括进水中溶解性、内源反硝化过程中细胞的糜烂物和各类上清液回流等。当进水溶解性有机物不足而脱氮要求很高时,则需要通过补充化学物质以提供反硝化过程所需要的碳源。

本发明产品的物理化学性质：颜色为红褐色液体、pH6.0-7.0、COD≥20万、乙酸钠含量≥4.5％。

本发明药物投加点的选择：投加点的选择跟药剂性质、水力条件、水质污染程度有关。本发明的复合碳源的投加点一般选在缺氧段。投加方式：将原液先用水稀释成50％浓度的稀释液，使得药剂分散均匀,搅拌均匀后加入废水中。加药反应时间约半小时，自然沉降半小时后取上清液检测总氮指标水利条件在实际生产中一般是随着污水水流方向直接混合投加即可充分反应，小试中通过搅拌等方式来实现。

本发明的高效生物复合碳源能有效的为生化系统中的生物菌群提供足够的碳源，又能保证使用过程的安全性。乙酸钠的原料为糠醛废水，本发明将糠醛废水作为复合碳源的制备原料，实现了废水的资源化利用，也降低了企业处理糠醛废水的成本。与其它处理工艺相比，工艺成熟，能够很好的适应并满足市场需求。

本发明所达到的有益效果是：

1.反硝化速度快，与其他单一碳源相比，反硝化速度提高了20％。

2.投加量低，与单一单元相比投加量减少了15％，降低了化学品投加对原水水质的影响，同时减少了污泥的产生量及处理难度。

3.pH为中性，水质适用范围广，抗冲击能力强。

4.本发明的复合碳源，能有效促进系统中有益菌种繁殖，合成新细胞速度快，进一步提高了微生物对污染物的分解能力，高强度地提高系统中微生物的活性，最大限度去除了污染物，提高了菌群在系统中适应能力，配方复合高效，促进反硝化的同时，不会对其他菌种造成负面影响。

5.本发明原料为化工企业排出的废水，可以很好地实现废水的资源化利用，减轻相关企业的水处理压力。

6.本发明从原料到生产工艺再到最后的产品，整个工艺流程中都很好的贯彻了绿色化工与清洁生产的理念。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，其包括以下质量分数的各成分：乙酸钠4.5％、糖类物质40％、甲醇1％，剩余为水。

上述药剂通过以下方法制备：

S1、将乙酸钠溶液和甲醇溶液依次投入反应釜中，分次缓慢加入氢氧化钠溶液，其余加水；

S2、开启搅拌，搅拌半小时后控制温度65℃，pH为6.5，停止加入氢氧化钠溶液，再缓慢加入糖类物质进行熟化，继续搅拌至COD至25万mg/L，过滤，得到复合碳源药剂。

实施例2

一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，其包括以下质量分数的各成分：乙酸钠5.5％、糖类物质50％、甲醇3％，剩余为水。

上述药剂通过以下方法制备：

S1、将乙酸钠溶液和甲醇溶液依次投入反应釜中，分次缓慢加入氢氧化钠溶液，其余加水；

S2、开启搅拌，搅拌半小时后控制温度75℃，pH为7.5，停止加入氢氧化钠溶液，再缓慢加入糖类物质进行熟化，继续搅拌至COD至45万mg/L，过滤，得到复合碳源药剂。

实施例3

一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，其包括以下质量分数的各成分：乙酸钠5％、糖类物质45％、甲醇2％，剩余为水。

上述药剂通过以下方法制备：

S1、将乙酸钠溶液和甲醇溶液依次投入反应釜中，分次缓慢加入氢氧化钠溶液，其余加水；

S2、开启搅拌，搅拌半小时后控制温度70℃，pH为7，停止加入氢氧化钠溶液，再缓慢加入糖类物质进行熟化，继续搅拌至COD至35万mg/L，过滤，得到复合碳源药剂。

将本发明复合碳源药剂按照实施例方法制备得到和传统水处理药剂使用效果进行比较。投加点缺氧段投加方式将原液先用水稀释成浓度的稀释液，使得药剂分散均匀，搅拌均匀后加入废水中原水总氮含量为38mg/L。具体实验结果如下表所示：

从表数据可以看出，该复合碳源药剂属于节能、优质、高效环保型水处理药剂,其脱氮效果高于普通的碳源，能够很好的适应并满足市场需求。无论在脱氮效果还是性价比方面，本发明复合碳源药剂都要优于同行业中其他产品。

另外为了表明本发明复合碳源投加进入水体之后对生化处理阶段的pH并无影响，特在宁夏某污水处理厂进行投加试验，实验数据如下表所示：

由上述试验可知投加本发明的复合碳源对水体pH并无明显影响，不会影响生化阶段的生物的正常生长。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种用于废水处理的高效复合碳源药剂，其特征在于，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠4.5-5.5％、糖类物质40-50％、甲醇1-3％，剩余为水。

2.根据权利要求1所述的用于废水处理的高效复合碳源药剂，其特征在于，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠4.5％、糖类物质40％、甲醇1％，剩余为水。

3.根据权利要求1所述的用于废水处理的高效复合碳源药剂，其特征在于，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠5.5％、糖类物质50％、甲醇3％，剩余为水。

4.根据权利要求1所述的用于废水处理的高效复合碳源药剂，其特征在于，包括以下质量分数的各成分：乙酸钠5％、糖类物质45％、甲醇2％，剩余为水。

5.一种权利要求1～5任一所述的用于废水处理的高效复合碳源药剂，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、将乙酸钠溶液和甲醇溶液依次投入反应釜中，分次缓慢加入氢氧化钠溶液，其余加水；

S2、开启搅拌，搅拌半小时后控制温度65-75℃，pH为6.5-7.5，停止加入氢氧化钠溶液，再缓慢加入糖类物质进行熟化，继续搅拌至COD至25万-45万mg/L，过滤，得到复合碳源药剂。