因城市化進(jìn)程不斷加快,生活污水排放量和富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)增多,導(dǎo)致湖泊、水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重。目前相關(guān)部門(mén)已要求污水 處理廠(chǎng)首先利用生物脫氮除磷,然后才能將污水排入受納水體,以防污染環(huán)境。硝化反硝化脫氮是高效的生物脫氮技術(shù),目前在污水處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在微生物脫氮方面,進(jìn)行反硝化作用時(shí),異養(yǎng)反硝化菌需消耗做為碳源并提供能量的外加有機(jī)物。我國(guó)現(xiàn)行污水處理廠(chǎng),特別在我國(guó)南方地區(qū)的污水處理廠(chǎng)普遍存在脫氮碳源不足而引起的反硝化效率降低的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題,一方面可以增加反硝化缺氧區(qū)的面積,延長(zhǎng)反硝化時(shí)間來(lái)增加脫氮效果,但這種方法需要擴(kuò)建污水處理廠(chǎng),基建費(fèi)用高,可操作性不強(qiáng);另一方面,可以通過(guò)向缺氧區(qū)投加外碳源,以補(bǔ)充碳源的方式提高反硝化速率,但是如果外投碳源過(guò)量或選擇碳源不當(dāng),不但增加了系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用,還使污水處理廠(chǎng)COD有超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。
本的目的是為了克服上述不足之處提供一種用于廢水處理的復(fù)合碳源藥劑,滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)高效水處理化學(xué)品的需求。
通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:
一種用于廢水處理的復(fù)合碳源藥劑,該復(fù)合碳源藥劑由以下重量比組分制成:
甲酸鈉0.2~1%,乙酸鈉4~6%,丙酸鈉4~6%,糖類(lèi)物質(zhì)40~50%;其中,糖類(lèi)物質(zhì)為COD>300000毫克/毫升的糖類(lèi)混合物。
該復(fù)合碳源藥劑優(yōu)選由以下重量比組分制成:
甲酸鈉0.5~1%,乙酸鈉4.5~5.5%,丙酸鈉5~6%,糖類(lèi)物質(zhì)40~50%;其中,糖類(lèi)物質(zhì)為COD>300000毫克/毫升的糖類(lèi)混合物。
所述的糖類(lèi)混合物為葡萄糖、果糖、木糖和蔗糖中的兩種以上混合物。
上述復(fù)合碳源藥劑的制備方法包括以下步驟:
將甲酸溶液、乙酸溶液和丙酸溶液依次投入反應(yīng)釜中,分次緩慢加入氫氧化鈉溶液,其余加水,并開(kāi)啟攪拌,攪拌半小時(shí)后控制溫度65-75℃,pH6.5-7.5,停止加入氫氧化鈉溶液,再緩慢加入糖類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行熟化,繼續(xù)攪拌至COD至20-25萬(wàn)mg/L,過(guò)濾,得到復(fù)合碳源藥劑。
上述甲酸溶液、乙酸溶液、丙酸溶液的質(zhì)量濃度均為15-25%,優(yōu)選上述甲酸溶液、乙酸溶液、丙酸溶液的質(zhì)量濃度均為20%,甲酸溶液、乙酸溶液、丙酸溶液及糖類(lèi)物質(zhì)的用量重量比例為:1-3:18.5-22:15.5-19.5:40-50。所述的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為32%。過(guò)濾通過(guò)的孔徑優(yōu)選為200~800目。
采用甲酸溶液、乙酸溶液、丙酸溶液三種酸進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)生成甲酸鈉、乙酸鈉、丙酸鈉;酸堿中和過(guò)程中產(chǎn)生一定量的放熱反應(yīng),放熱產(chǎn)生的溫度有利于復(fù)合反應(yīng)的進(jìn)行與混合充分均勻,而且還可以有效控制成本與質(zhì)量。
上述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為1.5~2小時(shí)。
聚合反應(yīng)在酸堿中和產(chǎn)生溫度時(shí)就已開(kāi)始,整個(gè)聚合反應(yīng)過(guò)程在1.5-2小時(shí)左右,加入糖類(lèi)物質(zhì)后繼續(xù)攪拌1小時(shí)熟化。本發(fā)明熟化溫度在50-60℃,優(yōu)選為50-55℃,最優(yōu)選50℃。本發(fā)明所采用的步驟使得熟化溫度達(dá)到適宜的范圍,熟化溫度過(guò)低達(dá)不到熟化要求,反應(yīng)不充分,溫度過(guò)高則有其他副反應(yīng)發(fā)生,容易影響產(chǎn)品的性能,且增加了反應(yīng)容器的負(fù)荷,縮短反應(yīng)容器的壽命。
制備方法也可以直接按照比例采用原料甲酸鈉、乙酸鈉、丙酸鈉、糖類(lèi)物質(zhì)和水進(jìn)行反應(yīng),但是相對(duì)上述方法,反應(yīng)不易進(jìn)行充分且成本會(huì)有所提高。
本發(fā)明復(fù)合碳源藥劑可用于城市污水、工業(yè)廢水的處理。在廢水處理時(shí)根據(jù)藥劑性質(zhì)和水體污染程度將原液稀釋到相應(yīng)濃度后投加,對(duì)于污染嚴(yán)重的廢水可選擇原藥直接投加的方式。投加劑量主要由水體污染程度、投加點(diǎn)和小試情況決定,通常為每升廢水投加100~350mg(廢水污染程度以總氮指標(biāo)來(lái)衡量)。
復(fù)合碳源藥劑的設(shè)計(jì)原理:
復(fù)合碳源藥劑是一種、高效、快速、低耗、無(wú)毒的小分子碳源補(bǔ)充劑,碳源補(bǔ)充劑的主要作用是去除總氮,兼具幾種外加碳源藥劑的優(yōu)點(diǎn),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,反硝化速率快,污泥產(chǎn)量低,污泥菌種適應(yīng)快,脫氮效果好,處理成本低于其他幾種常規(guī)碳源藥劑,適用于污水廠(chǎng)的應(yīng)急投加處理,滿(mǎn)足水質(zhì)排放要求的同時(shí)達(dá)到最大經(jīng)濟(jì)效果,是一種穩(wěn)定的低成本碳源補(bǔ)充劑。
生物脫氮需要完成硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程。廢水中的氨氮首先必須被硝化或轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和硝酸鹽,然后在反硝化過(guò)程中,硝酸鹽被作為細(xì)胞呼吸過(guò)程中氧化簡(jiǎn)單碳化合物的供養(yǎng)體被還原成氮?dú)?。因此,以去除硝酸鹽為目標(biāo)的反硝化過(guò)程必須要有易生物降解的碳源存在。其來(lái)源包括進(jìn)水中溶解性BOD、內(nèi)源反硝化過(guò)程中細(xì)胞的糜爛物和各類(lèi)上清液回流等。當(dāng)進(jìn)水溶解性有機(jī)物不足而脫氮要求很高時(shí),則需要通過(guò)補(bǔ)充化學(xué)物質(zhì)以提供反硝化過(guò)程所需要的碳源。
甲酸鈉、乙酸鈉、丙酸鈉、多糖按一定配比在特定條件下聚合所生產(chǎn)制得的復(fù)合碳源藥劑可以替代傳統(tǒng)外加碳源藥劑,避免了傳統(tǒng)碳源藥劑的高成本、高風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,大大提升了脫氮效率,降低了處理成本和污水量。
該復(fù)合碳源藥劑,為紅褐色液體,PH(1%水溶液)6.0-7.0,涂四粘度(S,20℃)6.0-20.0,乙酸鈉含量,%,≥4.5,COD(mg/L)≥20萬(wàn),適用于城市污水以及工業(yè)廢水,補(bǔ)充污水中碳源,調(diào)節(jié)微生物菌種脫氮所需營(yíng)養(yǎng)比例,推薦使用劑量:城市污水:100-250公斤液體產(chǎn)品/千噸水,工業(yè)廢水:≥150公斤液體產(chǎn)品/千噸水。保質(zhì)期12個(gè)月。
藥物投加點(diǎn)的選擇跟藥劑性質(zhì)、水力條件、水質(zhì)污染程度有關(guān):
1、本發(fā)明最佳的投藥點(diǎn)一般選擇在缺氧段,效果最佳,藥耗最省,同時(shí)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響最低;
2、水力條件:混合時(shí)水力強(qiáng)度要大,時(shí)間要短,保證藥劑與水充分混合;
3、水質(zhì)污染程度較高較難處理時(shí),由于該藥劑為中性,對(duì)水質(zhì)波動(dòng)抗沖擊性強(qiáng),不影響出水水質(zhì),可不斷增加投加量,確保出水達(dá)標(biāo)排放。