CN113184992A

CN113184992A - 一种复合碳源添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN113184992A
Application number: CN202110492484.6A
Authority: CN
Inventors: 丁燕; 李钢; 宋鹏伟; 赵国庆
Original assignee: Dalian Lijia Chemical Products Co ltd
Current assignee: Dalian Lijia Chemical Products Co ltd
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2021-07-30

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种新型复合碳源添加剂及其制备方法。添加剂按重量百分比计，1,2‑亚乙基二醇(乙二醇）：8%~20%，甲基乙二醇：8%~30%，乙酸钠：8%~30%，丙二醇甲醚醋酸酯：8%~25%，蛋白质高肽和氨基酸：8%~25%，剩余为水。本发明的新型复合碳源添加剂能够提供微生物所需要营养，实现废水的高效脱氮，且可增强细菌代谢活力，从而增加合成新细胞物质的速度和碳源基质利用速率，进一步提高了生物脱氮的效率，满足市场对优质高效水处理碳源的需求。

Description

一种复合碳源添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种新型复合碳源添加剂及其制备方法。

背景技术

因城市化进程不断加快，生活污水排放量和富营养化物质增多，导致湖泊、水库富营养化日益严重。目前相关部门已要求污水处理厂首先利用生物脱氮除磷，然后才能将污水排入受纳水体，以防污染环境。我国现行污水处理厂普遍存在脱氮碳源不足而引起的反硝化效率降低的问题。为了解决这一问题，一方面可以增加反硝化缺氧区的面积，延长反硝化时间来增加脱氮效果，但这种方法需要扩建污水处理厂，基建费用高，可操作性不强；另一方面，可以通过向缺氧区投加外碳源，以补充碳源的方式提高反硝化速率，但是如果外投碳源过量或选择碳源不当，不但增加了系统运行费用，还使污水处理厂COD有超标风险。

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。

碳源，是提供细胞组成或代谢产物中碳素来源的各种营养物质的总称。它分为有机碳源和无机碳源两种，前者包括各种糖类，蛋白质，脂肪，有机酸等等，后再主要指(CO₂、CO₃ ^2-或HCO₃ ^-）。碳源的作用是提供细胞骨架和代谢物质中碳素的来源以及生命活动所需要的能量。

氮源是提供细胞组成中氮来源的各种物质的总称。氮源也可以称为有机氮源（如蛋白质，氨基酸，蛋白胨等）和无机氮源（如NH₄CL，NH₄NO₃等）。氮源的作用是提供细胞新陈代谢中所需要的氮素合成材料。

目前使用最多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COD，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。废水脱氮处理中的微生物群种类繁多，补充单一碳源并不能同时满足微生物的全部营养需要；虽然也出现复合碳源但脱氮效果相对于单一碳源添加剂脱氮效果改善不大，还有很很大的改善空间。此外在现有的技术中需要多套加料设备，加大了运行、维护成本。

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，满足市场对优质高效水处理化学品的需求，提供一种新型复合碳源添加剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合碳源添加剂，添加剂按重量百分比计，1,2-亚乙基二醇(乙二醇）：8%~20%，甲基乙二醇：8%~30%，乙酸钠：8%~30%，丙二醇甲醚醋酸酯：8%~25%，蛋白质高肽和氨基酸：8%~25%，剩余为水。

优选，添加剂按重量百分比计，1,2-亚乙基二醇(乙二醇）：9%-19%，甲基乙二醇：13-25%，乙酸钠：9-30%，丙二醇甲醚醋酸酯：9-20%，蛋白质高肽和氨基酸：9-22%，剩余为水。

所述蛋白质高肽和氨基酸质量比为1:1-1:9。

一种复合碳源添加剂的制备方法，按上述比例获取各原料，将乙酸钠室温下溶解于水获得乙酸钠水溶液，再向乙酸钠水溶液中按顺序依次加入1,2-亚乙基二醇、甲基乙二醇和丙二醇甲醚醋酸酯搅拌充分溶解，充分溶解后再加入蛋白质高肽和氨基酸，待全部溶解后即为复合型碳源添加剂。

上述各成分加入至乙酸钠水溶液中时通过搅拌的方式使各物质充分、完全溶解后再加入另一种原料物质。一种复合碳源添加剂的应用，所述添加剂在污水处理的反硝化反应过程中的应用

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明新型复合碳源添加剂中含有1,2-亚乙基二醇，甲基乙二醇，乙酸钠，丙二醇甲醚醋酸酯、蛋白质高肽和氨基酸等多种碳源，能够同时满足微生物的全部营养需要，克服了单一投加碳源的弊端，同时通过各成分适合的比例，提高COD和BOD当量值，并且添加剂中添加蛋白质高肽和氨基酸除了提供碳源的同时还能提供氮源，蛋白质高肽、氨基酸对菌体生长有促进作用，并且在满足合适的碳氮比例，可更好的增强细菌代谢活力，从而增加合成新细胞物质的速度和碳源基质利用速率，可促使反硝化菌的生长率可以提高30％以上，减少污泥排放28％以上，进一步提高了生物脱氮的效率；并且可以提高污水处理负荷，本发明新型复合碳源相对其他碳源投加量减小，效果佳，新型复合碳源比传统碳源节省18％至26％。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明所达到的预定目的与手段及功效，以下结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明复合碳源添加剂中含有1,2-亚乙基二醇(乙二醇），甲基乙二醇（丙二醇），乙酸钠，丙二醇甲醚醋酸酯、蛋白质高肽、氨基酸多种碳源，能够同时满足微生物的全部营养需要，本发明中的新型复合碳源与其它单一碳源相比，反硝化数度快，降低了设备成本，提高了污水处理的自动化程度，液体产品可以有效降低员工的劳动强度。

实施例1：

复合碳源添加剂按重量百分比计，15%1,2-亚乙基二醇(乙二醇），15%甲基乙二醇，30%乙酸钠，15%丙二醇甲醚醋酸酯，15%蛋白质高肽和氨基酸，余量为水。其中，蛋白质高肽和氨基酸质量比例为3：7，两种物质均购于海蓝生物。

复合碳源添加剂的制备方法：

按上述比例获取各原料，将乙酸钠室温下溶解于水获得乙酸钠水溶液，再向乙酸钠水溶液中按顺序依次加入1,2-亚乙基二醇、甲基乙二醇和丙二醇甲醚醋酸酯搅拌充分溶解，充分溶解后再加入蛋白质高肽和氨基酸，待全部溶解后即为复合型碳源添加剂。

上述各原料加入至乙酸钠水溶液中时通过搅拌的方式使各物质充分、完全溶解后再加入另一种原料物质。

实施例2：

复合碳源添加剂按重量百分比计，11%1,2-亚乙基二醇(乙二醇），25%甲基乙二醇，20%乙酸钠，19%丙二醇甲醚醋酸酯，20%蛋白质高肽和氨基酸，余量为水。其中，蛋白质高肽和氨基酸质量比例为3：7。

复合碳源添加剂的制备方法：

实施例3：

复合碳源添加剂按重量百分比计，12%1,2-亚乙基二醇(乙二醇），13%甲基乙二醇，15%乙酸钠，15%丙二醇甲醚醋酸酯，15%蛋白质高肽和氨基酸，余量为水。其中，蛋白质高肽和氨基酸质量比例为2：3。

复合碳源添加剂的制备方法：

实施例4：

复合碳源添加剂按重量百分比计，18%1,2-亚乙基二醇(乙二醇），20%甲基乙二醇，25%乙酸钠，15%丙二醇甲醚醋酸酯，12%蛋白质高肽和氨基酸，余量为水。其中，蛋白质高肽和氨基酸质量比例为1：1。

复合碳源添加剂的制备方法：

将本发明实施例1获得复合碳源添加剂与传统水处理药剂使用效果进行比较：

将本发明复合碳源添加剂通过水稀释5倍后，投加至缺氧段反硝化系统中，碳源在废水中搅拌均匀后废水总氮含量为201.6mg/L，同时以现阶段市面不同碳源添加量作为对比，各碳源的投加量参见表1和2，具体实验结果如下表1、表2所示。

表1 脱氮效果对比实验数据表

表2 脱氮效果对比实验数据表

从表1和2的数据可以看出，在相同投加量下的本发明新型复合碳源添加剂的总氮去除率明显高于对照添加剂，同时本发明添加剂的低剂量下的去处理与对照组的高剂量相当；从上述的去除效果可见污水处理中，对于活性污泥这个微生物群体对每一种营养素需要的数量不是相同的，各种营养元素之间有一定的比例关系。本发明实施例复合碳源添加剂相对于市场现有的复合碳源添加剂，在考虑多种碳源搭配的基础上，考虑了营养元素的碳氮比，通过调整相应比例使其更好的增强细菌代谢活力，从而增加合成新细胞物质的速度和碳源基质利用速率，进一步提高了生物脱氮的效率。满足了市场对优质高效水处理碳源的需求；由此可见本发明添加剂属于节能、高效环保的水处理药剂，其在脱氮效果方面优于传统的单一水处理药剂和市场现有的复合碳源添加剂，碳源使用量减少18%~26%。本发明新型复合碳源添加剂在脱氮效果和性价比方面都有较强的优势。

同时，将上述实施例1~4获得各新型复合碳源添加剂使用效果进行比较。

将各复合碳源添加剂通过水稀释5倍后，投加至缺氧段反硝化系统中，碳源在废水中搅拌均匀后废水总氮含量为201.6mg/L，经过处理后脱氮效果如下表3所示。

表3 脱氮效果对比实验数据表

从表3的数据可以看出，本发明获得所有产品效果都不错，但是还有不同差异，本发明实施例中各添加剂多种碳源搭配，考虑了营养元素的碳氮比，调整选择蛋白质高肽+氨基酸之间的用量，即提供了碳源又提供了氮源，通过合适的碳氮比，同时在两种物质件的特定用量下与其它成分调配获得各个不同体系，使得在处理过程中能够能够同时满足微生物的全部营养需要，对菌体生长有促进作用，合适的碳氮比例，可更好的增强细菌代谢活力，从而增加合成新细胞物质的速度和碳源基质利用速率，进一步提高了生物脱氮的效率。本发明满足了市场对优质高效水处理碳源的需求。进而本发明特定的原料比例下可实现对处理废水的更好效果，可进一步满足不同废水的需求。

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

1.一种复合碳源添加剂，其特征在于：添加剂按重量百分比计，1,2-亚乙基二醇(乙二醇）：8%~20%，甲基乙二醇：8%~30%，乙酸钠：8%~30%，丙二醇甲醚醋酸酯：8%~25%，蛋白质高肽和氨基酸：8%~25%，剩余为水。

2.根据权利要求1所述的复合碳源添加剂，其特征在于：添加剂按重量百分比计，1,2-亚乙基二醇(乙二醇）：9%-19%，甲基乙二醇：13-25%，乙酸钠：9-30%，丙二醇甲醚醋酸酯：9-20%，蛋白质高肽和氨基酸：9-22%，剩余为水。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的复合碳源添加剂，其特征在于：所述蛋白质高肽和氨基酸质量比为1:1-1:9。

4.一种权利要求1所述的复合碳源添加剂的制备方法，其特征在于，按上述比例获取各原料，将乙酸钠室温下溶解于水获得乙酸钠水溶液，再向乙酸钠水溶液中按顺序依次加入1,2-亚乙基二醇、甲基乙二醇和丙二醇甲醚醋酸酯搅拌充分溶解，充分溶解后再加入蛋白质高肽和氨基酸，待全部溶解后即为复合型碳源添加剂。

5.按权利要求4所述的复合碳源添加剂的制备方法，其特征在于，上述各原料加入至乙酸钠水溶液中时通过搅拌的方式使各物质充分、完全溶解后再加入另一种原料物质。

6.一种权利要求1所述的复合碳源添加剂的应用，其特征在于，所述添加剂在污水处理的反硝化反应过程中的应用。