CN114890541A - 一种复合碳源的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水处理技术领域,公开了一种复合碳源的生产方法,包括如下步骤:取淀粉溶液加入催化剂、改性剂或疏水剂后,搅拌反应一段时间,降解得到小分子碳源产品。本发明,以淀粉为原料,来源广泛且价格低;反应温和,对生产条件要求不高;最终产品为含有乙酸钠、小分子糖、微量元素等多元混合物,有利于细菌的生长繁殖及吸收利用;产品用于污水处理中反硝化效率高。

Description

一种复合碳源的生产方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,具体是一种复合碳源的生产方法。
背景技术
污水处理过程中,生物脱氮需要完成硝化和反硝化两个过程。废水中的氨氮在硝化菌(好氧自养型微生物)的作用下被转化成亚硝酸盐和硝酸盐,然后在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为氮气的过程。反硝化过程中,反硝化菌需要有机碳源(如碳水化合物、醇类、有机酸类)作为电子供体,利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。如果污水中碳源有机物浓度不足时,则影响反硝化效率。因此,应补充投加易于生物降解的碳源有机物(甲醇、乙醇或糖类等)。
目前,在污水处理厂经常使用的碳源有甲醛、甲醇、乙醇、乙酸、乙酸钠等小分子化合物,也有使用淀粉、葡萄糖等大分子化合物。其中,甲醛、甲醇、乙醇等,对微生物有部分毒害作用,而且属于易燃易爆物质,在一般污水处理厂,没有合适安全仓储存放该类物质,容易诱发火灾等安全事故,存在隐患;乙酸和乙酸钠虽然容易被细菌吸收消化,但价格高,单位物质提供的能量不高,造成水处理成本高,性价比低,一般污水处理厂难以接受;淀粉、葡萄糖等大分子,虽然是一种廉价的高能量碳源,但不容易被细菌吸收消化,已出现污泥膨胀等问题,没有被细菌吸收的碳源,容易导致出水COD超标的二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合碳源的生产方法,利用淀粉为原料,在多种催化剂及改性剂作用,通过高温高压下对淀粉的物理和化学变性处理,使淀粉由一种结晶性物质变成一种易降解的小分子,供微生物反硝化利用,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种复合碳源的生产方法,包括如下步骤:取淀粉溶液加入催化剂、改性剂或疏水剂后,搅拌反应一段时间,降解得到小分子碳源产品。
作为本发明进一步的方案:所述淀粉溶液为质量分数为20-60%的淀粉溶液。
作为本发明进一步的方案:采用加入催化剂、改性剂时,搅拌反应温度为70-110℃,并且持续3-5h。
作为本发明进一步的方案:采用加入疏水剂时,搅拌发应时间为1-2h,并且搅拌反应之前需加入淀粉酶,搅拌发应之后需加入二羧酸衍生物戊二酸。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、以淀粉为原料,来源广泛且价格低;
2、反应温和,对生产条件要求不高;
3、最终产品为含有乙酸钠、小分子糖、微量元素等多元混合物,有利于细菌的生长繁殖及吸收利用;
4、产品用于污水处理中反硝化效率高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明中,一种复合碳源的生产方法,包括如下步骤:取淀粉溶液加入催化剂、改性剂或疏水剂后,搅拌反应一段时间,降解得到小分子碳源产品。
所述淀粉溶液为质量分数为20-60%的淀粉溶液。
采用加入催化剂、改性剂时,搅拌反应温度为70-110℃,并且持续3-5h。
采用加入疏水剂时,搅拌发应时间为1-2h,并且搅拌反应之前需加入淀粉酶,搅拌发应之后需加入二羧酸衍生物戊二酸。
实施例1
将20-60%淀粉溶液与降解催化剂、改性剂,通过高温强压搅拌,180-400r/min,温度70-110℃,高温高压打破淀粉分子的支链和属性,提高淀粉的分散性和分散稳定性,进而通过持续高温反应3-5小时,彻底打破淀粉的结晶性,将淀粉充分降解为小分子碳源,产品放置3个月无沉淀析出,可稳定存在。
实施例2
将20-60%淀粉溶液,加入适量疏水剂,提高淀粉疏水性,加入适量淀粉酶,通过中温加热1-2小时后,离心,过滤后,得到小分子碳源,添加二羧酸衍生物戊二酸,增加溶液稳定性,产品放置3个月无沉淀析出,可稳定存在。
性能实验
为验证本发明的应该效果,以某工业废水处理厂作为试验实施对象,该工业废水处理厂进水COD浓度约120mg/L,总氮浓度约50mg/L,氨氮浓度约50mg/L,进水C/N比失调,需要投加适量外加碳源来完成反硝化脱氮过程。使用5台中试反硝化脱氮试验装置进行对比试验,处理量0.5m3/h。
将实施例1和实施例2中所得到的产品为实验组,以市售产品符合碳源A为对比组,将上述碳源配置成相同COD浓度的碳源,等量投加进中试反硝化脱氮试验装置中,得到如下表所示的结果。
Figure BDA0003664992730000031
根据上述数据可以看出,在投加等量COD含量的碳源的情况下,使用了本发明的碳源的中出水总氮以及氨氮的效果基本上可以达到市售产品的效果,同时BOD5/COD>0.5,可以用于市场使用。
本发明,利用淀粉为原料,通过添加酶、氧化剂、硫酸、纯碱等,将淀粉发酵、降解、氧化后,变为容易被细菌吸收的小分子物质,同时将淀粉中的其他微量物质保留,有利于反硝化菌的繁殖和生长,为水处理提供了一种廉价、可靠的碳源产品,
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种复合碳源的生产方法,其特征在于,包括如下步骤:取淀粉溶液加入催化剂、改性剂或疏水剂后,搅拌反应一段时间,降解得到小分子碳源产品。
2.根据权利要求1所述的一种复合碳源的生产方法,其特征在于,所述淀粉溶液为质量分数为20-60%的淀粉溶液。
3.根据权利要求2所述的一种复合碳源的生产方法,其特征在于,采用加入催化剂、改性剂时,搅拌反应温度为70-110℃,并且持续3-5h。
4.根据权利要求2所述的一种复合碳源的生产方法,其特征在于,采用加入疏水剂时,搅拌发应时间为1-2h,并且搅拌反应之前需加入淀粉酶,搅拌发应之后需加入二羧酸衍生物戊二酸。
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