[發明專利]一種反硝化水處理劑

無效

• 申請號: 201310607003.7
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103693736A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 沈華;凌東鷹;陳學軍;李佳靈
• 申請（專利權）人: 寧波天安生物材料有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，涉及一種水處理劑，具體是一種反硝化水處理劑。

背景技術

據2009年《中國環境質量公報》，26個國控重點湖泊(水庫)中，劣v類水質湖(庫)9個，占34.6％。其中，太湖、滇池水質總體均為劣V類，巢湖水質總體為V類，總氮超標是它們的一個顯著特征。總氮包含硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮和有機氮等，含氮化合物會促進水生生物的大量繁殖，導致水體的富營養化，硝酸鹽和亞硝酸鹽還可轉化為致癌物亞硝胺，影響飲用水安全

近年來地下水硝酸鹽水平呈持續上升趨勢。根據調查發現有21個城市的地下水正受到硝酸鹽的污染，其中污染嚴重的有10個城市。特別是北方幾個以地下水為主要供水水源的大城市更是如此。

硝酸鹽本身對人體沒有危害，但在人體內經硝酸鹽還原菌作用后被還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽與血液中的血紅蛋白反應形成高鐵血紅蛋白，從而影響血液的氧傳輸能力，導致嬰兒高鐵血紅蛋白癥。此外亞硝酸鹽與胺和酰胺反應形成亞硝胺和亞硝酰胺。它們是高度致癌物質，且會造成畸胎和引發誘變。

依據生物反硝化理論，碳源是異養反硝化反應的核心基質，而碳源材料釋碳規律及其影響因素是選擇合適碳源的重要指標。現有的反硝化外加碳源大體上可以分為兩大類：一是傳統型外加碳源。傳統的反硝化碳源以葡萄糖、甲醇、乙醇、乙酸等液態有機物為主；二是新型外加碳源。新型碳源主要是以可生物降解的聚合物、淀粉和一些天然的固體有機物如木質纖維素等。在生物反硝化脫氮工藝中加入固體碳源，可同時起到為生物體提供生長載體的作用，為反硝化細菌創造一個更穩定的生存環境。目前已有不少研究結果表明以固態有機物作為反硝化作用的外加碳源，可以取得較好的硝酸鹽去除效果，固態有機碳源因具有緩效釋放有機物的優點，能保證反硝化過程的持續進行。為了有效地控制碳源的的釋放，根據固體碳源PHA、淀粉和纖維素不同的釋放速率，進行不同的配比，調節碳源的釋放速率，與生物反硝化速率相匹配，更加有效的利用碳源。即掛膜快、啟動時間短，又使出水COD達到排放標準。CN103194050A《一種高淀粉含量熱塑性淀粉、聚酯共混共混物的指標方法及應用》所需的淀粉需改性，反硝化的溫度在25℃～30℃之間。

研究表明反硝化過程不僅跟可利用碳源的量有關,還在很大程度上受碳源性質的影響，不同的固體碳源對應不同的反硝化菌，反硝化速率也不同。我們采用不同的固體碳源PHA、淀粉和纖維素復配，使其反硝化過程具有更強的適應性。

在微生物反硝化過程中，反硝化的過程核心是生物膜，生物膜的好壞和活性的高低對水處理除氮的效果起決定性的作用。有研究表明反硝化菌的生長的適宜溫度在20～40℃，而在8℃的環境條件下反硝化的速率還不到30℃反硝化的速率的1/7,所以反硝化溫度在反硝化除氮過程中關鍵因素，它影響微生物的增殖速度和活性，同時也影響碳源釋放速度、微生物反應體系的傳質和擴散。CN102676433《一種低溫同步脫氮除磷的假單胞菌及其應用》所述低溫為10～20℃并且需添加經分離、篩選低溫革蘭氏陰性細菌。

CN102923854A《以木屑為碳源固相異養與硫自養集成反硝化去除地下水中硝酸鹽的方法》所述的反硝化溫度為25～35℃之間。

金屬離子的添加一方面改變固體表面的微孔結構，有利于反硝化菌的掛膜；另一方面在反硝化的過程中，金屬離子的緩慢釋放造成局部磷富集促進了反硝化菌的生長，也去除了部分水中的磷。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種反硝化水處理劑，該處理劑碳源溫和釋放，無需添加任何低溫菌種，在5℃～35℃條件下可進行水中反硝化除氮。

本發明的反硝化水處理劑為無機物、生物合成高分子聚合物和天然可降解有機物的混合物，混合物中無機物的重量含量為5～30﹪、生物合成高分子聚合物的重量含量為50～90﹪、天然可降解有機物的重量含量為5～30﹪。

所述的無機物為金屬鹽、金屬氧化物、金屬堿、鑭系稀土中的一種或多種；

所述的金屬鹽為氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鋁、硫酸鋁中的一種或多種。

所述的金屬氧化物為氧化鐵、氧化鋁中的一種或兩種。

所述的金屬堿為氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化鋁中的一種或多種。

所述的生物合成高分子聚合物為微生物發酵法合成的聚羥基丁酸酯（PHB）、聚羥基丁酸戊酸酯（PHBV）中的一種或兩種，生物合成高分子聚合物的粘均分子量為200000～1000000；

所述的天然可降解有機物為淀粉、纖維素中的一種或兩種。