[發明專利]一種固體碳源及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410244347.0
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104003520A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 裴廷權;李文生;黃雪森;李健馳;黃金秀;常金增;周洪昌;周崗泉
• 申請（專利權）人: 深圳合續環境科技有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F9/14
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 任哲夫

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種固體碳源及其制備方法和應用。

背景技術

目前，大部分城市污水處理廠采用傳統的二級活性污泥法處理工藝，對控制城市水污染起到一定的積極作用。然而，傳統活性污泥法對氮的去除率較低，并不能從根本上解決水體“富營養化”的問題。雖然通過三級深度處理可進一步凈化水體，達到較好的脫氮效果，但處理工藝流程長、占地面積大、基建運行費用昂貴等，因而限制了其進一步大規模的應用。為了減緩水體富營養化進一步加劇的趨勢，應使城市污水處理廠的尾水總氮濃度維持在較低范圍內，因而要尋求一種簡單、高效、低廉的城市污水處理廠尾水的脫氮處理技術。

城市污水經污水處理廠經二級處理后，主要污染物的去除率一般在70％-90％，然而污水處理廠尾水中仍然含有一些難降解的污染物、總氮和總磷。經傳統活性污泥法處理后城市污水處理廠的出水尚未達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A排放標準，然而尾水中仍然含有含量大于20mg/L的總氮和含量大于0.5mg/L的總磷。即使執行一級A排放標準，尾水中的污染物含量仍高于地表水Ⅴ類水污染物質的標準，部分指標甚至是地表水質量標準的幾倍，如不經深度處理將其直接排放，尾水仍然會對地表水體造成一定程度的污染。污水處理廠尾水中氮主要以硝酸鹽氮形式存在，硝酸鹽氮的去除已成為城市污水處理廠尾水治理亟待解決的難題。而制約尾水中硝酸鹽氮去除的主要因素是尾水中的有機碳含量低，難以滿足反硝化過程中反硝化菌對碳源的需求，從而導致脫氮效率低。目前，解決該問題的主要方法是在傳統生物脫氮工藝中的反硝化階段投加外加碳源，所用外加碳源主要有甲醇、乙醇或葡萄糖等液體有機物。但是使用這些外加碳源，需頻繁投放且極易造成碳源不穩定，造成反硝化細菌生長困難，從而影響生物脫氮效率。另一方面，投加此類有機物質，不僅增加了反硝化成本，而且帶來了二次污染。此外，還有使用木薯酒糟、稻殼和玉米芯等未經加工的富含纖維素的物質作為固體碳源。未經加工的或單一使用一種廢棄農作物的固體碳源，其纖維素層結構較為松弛，釋放速率較快，還有待進一步降低固體碳源的釋放速度。并且使用單一的廢棄農作物作固體碳源為微生物提供營養，其成分較單一，相當一部分碳源不能被微生物生物降解，易造成碳源的流失和浪費。

發明內容

本發明針對城市污水處理廠尾水的碳氮比低，其碳源不足或不穩定而導致進一步深度處理時脫氮效率不高的問題，提供一種釋放速度緩慢及營養豐富的固體碳源,以及該種固體碳源的制備方法；同時還提供一種應用該種固體碳源且脫氮效率高的污水處理方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種固體碳源，由以下物質中的至少三種按任意比例混合后經制粒及燒制工藝制成：稻殼粉末、玉米芯粉末、秸稈粉末、稻草粉末和米糠；所述稻殼粉末、玉米芯粉末、秸稈粉末、稻草粉末和米糠的粒度均為200-300目。

優選的，所述固體碳源由以下重量份額的物質制成：秸稈粉末6-8份，米糠3-5份，稻草粉末1份。更優選的，所述固體碳源由以下重量份額的物質制成：秸稈粉末6份，米糠3份，稻草粉末1份。

優選的，所述固體碳源的粒度為10-15mm。

以上所述固體碳源的制備方法，包括以下步驟：

S1、分別稱取用于制作固體碳源的各物質和水并混合均勻，所述水的質量為各物質總質量的35-45％，得混合物；

S2、將混合物送入造粒機中造粒并初步干燥，得料球；干燥溫度為70-80℃，干燥時間為50-70min；

S3、將料球放入105-110℃的烤箱中，烘烤1.5-2.5h，得生料球；

S4、將生料球置于300-500℃的旋轉窯中預熱30min，將旋轉窯的溫度逐漸升至1100-1200℃，升溫速度為20-35℃；接著停止對旋轉窯加熱，待旋轉窯的溫度降至1000℃時將顆粒取出并自然冷卻至常溫，得固體碳源。

應用以上所述固體碳源的污水處理方法，包括以下步驟：

經格柵過濾的污水匯入調節池中進行均質均量，通過提升泵將污水匯入預脫硝池中進行初步脫硝處理；接著污水依次流經厭氧池、缺氧池和好氧池中分別進行釋磷處理、硝化處理、反硝化和好氧吸磷處理；再接著污水進入沉淀池中，污水中的污泥沉淀至沉淀池的下層并通過污泥排放口進入污泥池中；沉淀池中的上層液體流入消毒池中進行消毒后排放；

所述缺氧池中放置有固體碳源，所述固體碳源相對污水處理量的用量為0.7-0.9g/m³。