[发明专利]一种厌氧颗粒污泥调节剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种厌氧颗粒污泥调节剂及其制备方法和应用，其原料包括柠檬酸或柠檬酸盐，还包括腐殖酸、表面活性剂、微量元素、生物因子补充剂。本发明的作用包括：1.调控无机矿物沉积，调整厌氧颗粒污泥密度，维持厌氧颗粒污泥床流化传质特性，确保厌氧颗粒污泥反应器活性；2.同时促进厌氧微生物生长，维持颗粒污泥活性。本发明有效地解决了因生物诱导碳酸盐沉积引发的厌氧颗粒污泥反应器失活的难题，具有显著应用价值。

技术领域

本发明涉及工业水处理技术领域，具体涉及一种厌氧颗粒污泥调节剂及其制备方法和应用。

背景技术

厌氧生物技术常用于高浓度工业废水的处理,但工业废水中由于部分矿物成分过高或缺乏营养元素，均会影响厌氧颗粒污泥流化特性和微生物代谢活性。例如，高钙废水引发的厌氧颗粒污泥钙化，导致厌氧颗粒污泥密度由常规范围(ρ＝1.0-1.2g/ml)急剧增长至钙化范围(ρ＞1.2g/ml)。高密度污泥由于无机矿物挤占微生物空间、沉积于反应器底部无法流化，严重影响升流式污泥床(UASB)反应器、厌氧膨胀颗粒污泥床(GESB)反应器和内循环(IC)反应器等生物流化床正常工作，最终导致废水处理系统失能。

生物诱导碳酸盐沉积是指由于微生物细胞及其生化活动致使碳酸盐从过饱和溶液里析出，该过程中，微生物分泌的代谢产物与环境中Ca²⁺、Mg²⁺发生反应使矿物质沉淀。废水中二价阳离子(如钙离子、镁离子)含量高于300mg/L，由此引发厌氧颗粒污泥密度激增、流化性降低，并降低厌氧反应器总有效微生物量和传质性能，最终导致厌氧系统失效崩溃。

专利号为CN201910701262.3的中国专利公开了一种阻断厌氧颗粒污泥钙化的复合磷基钙化抑制剂及应用方法，其原料以质量份数计包含以下组分：磷酸40-85份、三聚磷酸钠10-25份、焦磷酸钠5-25份；其应用于废纸制浆、食品加工、垃圾渗滤液、发酵的高含钙废水处理。

申请号为CN202010453450.1的中国专利公开了一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：由以下按照质量份的原料组成：聚马来酸酐30-50份，苯并三氮唑20-30份，硝酸锌40-50份，聚丙烯酸5-15份，聚氧琥珀酸10-20份，葡萄糖酸钠1-5份，去离子水0.8-1.2份；该无磷阻垢分散剂，能有效的降低钙离子在厌氧反应器中的截留，能够从根本上解决在高钙环境下厌氧反应器管道结垢和厌氧颗粒污泥钙化的问题。

此外，造纸、石化工业废水中通常缺乏氮、磷等基本营养元素和钴、镍等微量元素，造成厌氧微生物因缺乏营养代谢生长不良，影响废水处理效率。为了提高厌氧微生物降解污染物的活性,保证厌氧处理系统的高效稳定运行,微生物营养剂被广泛应用从而为厌氧微生物提供合适的生长繁殖环境。

专利号为CN201110457552.1的中国专利公开了提供一种用于培养微生物的营养剂，由以下比例的组分组成：80-120份葡萄糖、15-20份尿素、2-5份磷酸氢二钠、2-5份磷酸二氢钾和0.1-0.3份硫酸镁。其应用于促进废水处理微生物的快速增殖。

上述公开专利的微生物促进剂或营养剂具有以下弊端：

1.药剂功能单一，药剂配方设计仅从阻断矿物沉积、补充微生物营养的角度设计，且尚未考虑颗粒污泥密度及其流化特性对厌氧反应器的影响；

2.磷基钙化抑制剂存在结垢风险，过量投加磷酸盐生成次生钙垢(磷酸钙或羟基磷灰石)，造成磷营养盐浪费。

3.药剂残留存在二次污染风险。如磷酸盐等主要成分存在过量投加导致出水总磷超标的风险，由于表面活性剂可生物降解性差，残留药剂不利于废水处理系统末端水质的控制。

发明内容