[发明专利]一种低C/N比的污水生物脱氮复合碳源的生产工艺

说明书

本发明公开了一种低C/N比的污水生物脱氮复合碳源的生产工艺，具体包括以下步骤：（1）按比例准备好的水取其一半，并加热至35‑50℃；（2）按质量比取葡萄糖、聚乙二醇和糖蜜依次快速溶于步骤（1）的温水中，搅拌混合均匀10分钟并过滤形成溶液A；（3）再取适量水份，依次加入适量乙酸和丙酸，并加入氢氧化钠溶液至pH至6.5‑7.5间，搅拌混合均匀5分钟，按质量比计再将丙三醇加入其中，并搅拌混合均匀5分钟形成溶液B；（4）将溶液A缓慢加入溶液B中，并加入剩余的水补足水分，继续搅拌5分钟得到复合碳源；该工艺具有生产工艺简单、时间短、气泡少等特点，便于储存、运输和使用，特别适合污水处理厂生物反硝化外加碳源的生产。

技术领域

本发明涉及一种低C/N比的污水生物脱氮复合碳源的生产工艺，该复合碳源主要用于低C/N比污水生物脱氮所需补充碳源，属于复合碳源生产技术领域。

背景技术

我国水资源形势严峻，人均淡水资源占有量低、水资源利用效率低，最大的问题是水污染严重，河流湖泊中主要污染物是氮磷和有机物等，湖泊富营养化现象严重。根据《2017年中国环境状况公报》，全国地表水总体水质总体属轻度污染。全国地表水1940个水质断面(点位)中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面(点位)1317个，占67.9％；Ⅳ、Ⅴ类462个，占23.8％；劣Ⅴ类161个，占8.3％。主要污染指标为化学需氧量、氨氮和总磷。在地下水中，全国31个省(区、市)223个地市级行政区的5100个监测点(其中国家级监测点1000个)评价结果显示：水质为优良级、良好级、较好级、较差级和极差级的监测点分别占8.8％、23.1％、1.5％、51.8％和14.8％。主要超标指标为总硬度、锰、铁、溶解性总固体、“三氮”(亚硝酸盐氮、氨氮和硝酸盐氮)等。湖泊和水库重要渔业水域主要污染指标为总氮、总磷和高锰酸盐指数。

去除硝态氮是解决再生水深度脱氮问题的关键。硝态氮的去除方法主要有物化法和生物法，物化法主要有空气吹脱、折点加氯、选择性离子交换和磷酸铵镁沉淀法，由于其投资运行费用较高、操作复杂等问题；污水再生深度脱氮工艺多采用生物法脱氮，生物脱氮是指脱氮细菌在特定的条件下通过反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气的过程。为保证反硝化的顺利进行必须有充足的电子供体，污水中的有机物可为反硝化菌提供电子供体。实际工程中为保证反硝化顺利进行，一般要求DOC(有机物)/TN在4～15，而根据我国不同地区污水处理厂尾水水质统计，一般尾水C/N3，显然尾水进行深度脱氮时，碳源是不足的，需外加碳源。如果直接投加可溶性碳源，随着处理水硝酸盐浓度的波动，容易造成碳源不足脱氮不完全、碳源过量产生浪费和二次污染等问题，其投加量的不易控制成为最大的难点，在经济成本和运行管理上十分不利。因此，城市再生水深度脱氮过程中，外加碳源(电子供体)的供应方式研究已成为目前迫切需要解决的关键问题。

碳源一直是传统生物脱氮工艺的控制因素，不同的外加碳源，其投加方式、生物代谢过程均不相同，因此，采用不同碳源的工艺运行特性亦不相同。现有的外加碳源大体上可以分为两大类：一是以液态有机物为主的传统碳源；二是以一些固体有机物为主的新型碳源。也有研究者考虑以废弃物利用或者以解决环境压力的方式寻找其他新型碳源，如餐饮废弃物，啤酒废水、制糖废水等高浓度有机废水，垃圾渗滤液，初沉池水解污泥等，都可在一定程度上提高反硝化速率。但由于各种因素的限制，其他新型碳源的实际应用受到很大制约。传统的外加碳源主要是一些低分子有机物，比如乙醇，葡萄糖，乙酸盐和甲醇等液态有机物，它们极易被微生物利用，因此可以作为外加碳源。甲醇作为反硝化过程中的外加碳源是最早和最广泛被研究的，甲醇作为外加碳源具有运行费用少、污泥产量低、反硝化速率快等优点。但研究表明，甲醇作为外加碳源时，存在毒性、运输成本高、安全性差、系统启动时间长、污泥驯化期长、不能迅速响应进水水质的变化等缺点，不适合作为外加碳源使用。单一碳源仅部分微生物能够直接利用，存在一定的应用局限性。以复合碳源作为反硝化反应的电子供体时，多种类型的反硝化菌可以利用不同的物质获得所需能量，从而增加高效反硝化菌的丰度，改变菌落结构，提高脱氮效果。