[發明專利]一種反硝化用復合碳源的配方及其制備方法

在審

• 申請號: 201810615466.0
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108793401A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 石泰山
• 申請（專利權）人: 石泰山
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種反硝化用復合碳源的配方及其制備方法，涉及水污染防治。配方為乙酸鈣0～20％、乙酸鈉5％～25％、葡萄糖5％～40％、乙醇0～20％、水40％～70％，總量為100％，配方中至少包括乙酸鈉、葡萄糖和水，碳源配方中含碳源物質的質量百分比為30％～60％。制備方法：向反應釜中注入自來水并攪拌，再添加氫氧化鈣，注入乙酸；控制反應溫度和pH，反應生成的溶液為乙酸鈣溶液；加入三水乙酸鈉，至完全溶解；加入一水葡萄糖，攪拌至完全溶解；當溶液溫度降低至室溫時，加入乙醇。將溶液從反應釜中泵出至儲罐中靜置，上層清液即為配制的反硝化用復合碳源。

技術領域

本發明涉及水污染防治，尤其是涉及一種反硝化用復合碳源的配方及其制備方法。

背景技術

現有污水處理的反硝化深度處理中，由于污水本身的碳源不足，需要外加碳源作為還原劑。常見的碳源為甲醇、乙醇、乙酸、三水乙酸鈉、一水葡萄糖等，都是直接使用某一種產品投加。

反硝化碳源主要是利用有機物中的碳氫作為電子受體，在反硝化細菌的催化下還原污水中的硝態氮。碳源中的碳氫含量越高反硝化的物質消耗量越少，甲烷、苯、甲苯等烴類物質不含氧，可作為理論中的反硝化碳源，但是由于反應活性和價格問題而無法使用。

甲醇、乙醇、乙酸只含碳氫氧三種元素，碳氫占比較高(乙醇、甲醇、乙酸中碳氫占比分別為65％、50％、47％)，最理想的碳源次序選擇是乙醇、甲醇、乙酸。由于乙醇價格比甲醇高，應用中選擇甲醇作為碳源，且甲醇參與反硝化反應的吉布斯自由能也較低，反應活性較大。

甲醇、乙醇、乙酸為化工產品，價格除受石油市場價格波動影響外，還因為其危險化學特性，容易產生安全問題，其生產、運輸、貯存、使用等過程均需要按照危險化學品的管理方法嚴格管制。市場上正逐步淘汰甲醇、乙醇、乙酸作為碳源，逐步使用危險性較低、環境風險較小的物質三水乙酸鈉。三水乙酸鈉由于含三個結晶水，工業產品中乙酸鈉含量一般為58％，能夠被反硝化利用的碳氫含量較低，約為20％，運輸量較高。以去除1噸硝態氮所消耗的物質量的理論測算，運輸1噸三水乙酸鈉，相對運輸約0.31噸甲醇或約0.22噸乙醇或約0.44噸乙酸。

研究顯示，反硝化速率大小排序為乙酸鈉>乙酸>乙醇>葡萄糖>甲醇(夏瓊瓊等，不同外加碳源生物濾池的深度處理特性與經濟分析，中國給水排水[J]，2011，27(15):91～94)，按照2011年的價格，經濟性排序為甲醇<乙酸<乙酸鈉<乙醇<葡萄糖。若按照2018年的價格排序，則為甲醇<乙醇<乙酸<葡萄糖<乙酸鈉。

研究顯示(李建等，不同碳源對反硝化細菌生長的影響，中國獸藥雜志，2012,46(6):11～13)，葡萄糖促進反硝化細菌生長的作用明顯優于乙酸和乙醇，細菌生長速度順序為:葡萄糖>酒石酸鉀鈉>蔗糖>乙醇(或乙酸)。

反硝化碳源的選擇，首先考慮安全性，甲醇雖然成本較低，但是已經從反硝化碳源中逐步消失。乙醇、乙酸也存在一定安全性，應用較少。乙酸鈉雖然成本很高，但是安全性較好，成為普遍而流行的選擇。葡萄糖由于效率、成本、安全中等，也是備選方案之一。

碳源中的甲醇、乙醇、乙酸、乙酸鈉均為化工產品，價格與石油市場價格關聯較大，價格波動較大，實際使用中往往因價格波動影響成本。葡萄糖作為農業產品，價格受農產品市場波動影響，與受石油市場影響較大的甲醇、乙醇、冰乙酸、乙酸鈉可能會形成互補。