[发明专利]一种深度生物脱氮强化及内分泌干扰毒性削减的方法

说明书

本发明提供了一种深度生物脱氮强化及内分泌干扰毒性削减的方法，属于污水深度处理技术领域。首先利用硫酸钙在碱性条件下和过氧化氢溶液的反应来制备纳米过氧化钙释氧材料，然后将聚乙烯醇作为骨架材料，羧甲基纤维素钠作为粘合剂，硬脂酸作为缓冲剂和稳定剂以及制备的纳米过氧化钙作为释氧材料，并使用石英砂增加材料密度，采用包封法制备得到微泌氧释碳颗粒。根据水质特征及出水要求，针对性地向生物反应器中加入微泌氧释碳颗粒，然后进行反应器的启动运行，利用缓释的氧气促进好氧微生物对污水中内分泌干扰毒性的削减，释放的有机碳强化污水中总氮的深度去除，技术新颖，在二级生化尾水深度处理中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于污水深度处理技术领域，具体是一种深度生物脱氮强化及内分泌干扰毒性削减的方法。

背景技术

传统污水处理厂对内分泌干扰毒性并不能特异性高效削减，使得二级生化尾水中仍然具有内分泌干扰毒性，因此逐渐成为我国污水处理及再生水安全回用过程中应优先削减的一类毒性。此外，近年来我国污水氮排放的标准越来越严格，传统污水处理厂采用二级生化工艺进行脱氮已不能满足日益严格的排放要求，往往需要增加三级处理工艺来进行深度脱氮。生物反硝化深度脱氮技术由于较强的脱氮能力而被广泛应用，其中，二级生化尾水中碳氮比较低是影响其脱氮能力的关键，同时，生物反硝化过程中的缺氧环境对内分泌干扰毒性的削减效果不佳。因此，通过强化生物深度脱氮过程实现对二级尾水中内分泌干扰毒性削减和总氮深度去除具有重要意义。

针对目前二级生化尾水碳氮比较低的问题，行业内主要通过在进水处直接添加碳源或在反应器中添加释碳材料来解决，由于在进水处直接添加碳源，需要持续投加，增加了运行成本，因此，开展稳定释碳材料的研究成为行业内的前沿热点。此外，由于污水中造成内分泌干扰毒性的物质主要是好氧生物降解，而生物反硝化脱氮过程需要的是缺氧环境，因此，向生物反应器中加入适量释氧药剂来创造微氧环境，是平衡内分泌干扰毒性削减和总氮深度去除时微生物所需氧气的一个可行的方法。近年来，过氧化钙(CaO2)作为一种释氧材料在水处理中应用的研究逐渐见诸报道，但是，如果直接投加，会带来氧气释放过快，自由基含量快速增加，pH急剧升高等问题，因此，开展缓释过氧化钙材料的研究具有重要意义。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明专利提供了一种深度生物脱氮强化及内分泌干扰毒性削减的方法，采用包封法合成了微泌氧释碳颗粒材料，将其应用在生物反应器中，利用材料的释氧释碳性能，可强化生物反应器对二级生化尾水中内分泌干扰毒性的削减和总氮的去除，具有广阔的市场应用前景。

本发明的技术方案是：一种深度生物脱氮强化及内分泌干扰毒性削减的方法，包括以下步骤：

S1、微泌氧释碳颗粒的制备

S1-1、称量硫酸钙粉末加入到去离子水中，分散均匀，再向其中加入1M的氢氧化钾溶液，配成含有硫酸钙粉末的碱性悬浊液，其中，硫酸钙和去离子水的质量比为1:5～15，氢氧化钾溶液和去离子水的体积比为1:1～5，上述过程的反应方程式为：

CaSO₄+H₂O₂→CaO₂+H₂SO₄

H₂SO₄+KOH→K₂SO₄+H₂O

S1-2、室温条件下，使用机械搅拌器对上述碱性悬浊液进行剧烈搅拌，同时向碱性悬浊液中缓慢加入质量分数为30％的过氧化氢溶液，充分反应2h，生成沉淀物，其中，过氧化氢和悬浊液中硫酸钙的摩尔比为1:5～10；

S1-3、首先，将上述沉淀物使用去离子水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次，然后，在60～80℃的条件下烘干24～48h，得到纳米过氧化钙释氧材料，并保存在密封干燥的环境中，待用；