[發明專利]一種生物反硝化脫氮用固體緩釋碳源及其制備方法

在審

• 申請號: 202010110695.4
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111252892A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王全勇;張克峰;丁萬德;彭錦玉;劉歡
• 申請（專利權）人: 中國城市建設研究院有限公司;山東建筑大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 安麗艷

本發明提供了一種生物反硝化脫氮用固體緩釋碳源的制備方法：淀粉和聚砜分散于二甲基乙酰胺中加熱攪拌混合均勻，倒入模具中浸入水中成型；將初步成型的碳源浸入水中，完成相轉化后烘干獲得產品。本發明的制備方法簡便、可操作性強，成本低。本發明提供的緩釋碳源，碳源控釋效果好，強化脫氮中不會造成二次污染，對于城鎮污水廠二級出水中硝酸鹽的去除具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于水處理領域，涉及一種生物反硝化脫氮用固體緩釋碳源的制備方法。

背景技術

水體中氮元素含量超標容易造成水體富營養化，已成為世界性問題，嚴重威脅生態平衡和人類健康。在中國，全國近三分之二的湖泊因氮污染而中度或嚴重退化。在水生生態敏感地區，TN濃度被限制在10.0 mg/L以下。總氮(TN)的去除，即廢水中氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮已成為最重要、最緊迫的問題之一。為了解決這一問題，人們采用了各種技術，包括離子交換、吸附、膜分離、電滲析和生物脫氮。其中，反硝化脫氮技術因其成本低，環境友好等特點而備受研究者青睞。

目前，城鎮污水廠二級出水多為低C/N污水，限制了反硝化效率，其深度脫氮工藝需外加碳源。傳統的有機碳源，如乙醇、葡萄糖、乙酸鹽、甲醇等液體碳源往往出現投加過量或不足等問題，導致廢水中COD的增加或硝酸鹽的積累。因此，采用新型固體碳源已成為反硝化脫氮的研究熱點之一。固體碳源一般分為兩類：天然材料和可降解聚合物。與天然材料(如木屑、稻草、玉米穗和棉花)相比，合成生物可降解聚合物如聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)、聚己內酯 (PCL)、聚乳酸 (PLA)，淀粉/聚己內酯（SPCL）和聚-β-羥丁酸（PHB）作為碳源可以更加有效的控制碳源釋放速率，在保持較高硝酸鹽去除效率的同時解決污水中的色度和過量COD問題。

上述幾項研究均處于實驗室初步探索階段，未見實際應用報道。因此，開發安全、持續、穩定、高效的人工制備固相有機碳源，并探究其在受硝酸鹽污染的低C/N污水中的作用機制，是低C/N污水生物脫氮技術需進一步解決的核心問題。

發明內容

針對目前強化生物反硝化脫氮中有機碳源緩釋效果差的問題，本發明提供一種用于生物反硝化脫氮的新型緩釋碳源，碳源控釋效果好，強化脫氮中不會造成二次污染。

本發明的另一目的是提供一種上述新型緩釋碳源的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種生物反硝化脫氮用固體緩釋碳源的制備方法，包括以下步驟：

（1）淀粉和聚砜分散于二甲基乙酰胺中加熱攪拌混合均勻，倒入模具中浸入水中成型；

（2）將初步成型的碳源浸入水中，完成相轉化后烘干獲得產品。

步驟（1）中，所述淀粉與聚砜的質量比為1:3-3:1；優選為1:1。

步驟（1）中，所述淀粉和聚砜總量與二甲基乙酰胺的質量體積比為2:3w/v。

步驟（1）中，所述加熱溫度為80-85℃。

步驟（1）中，攪拌時間為18-24h。

步驟（2）中，所述浸水時間為36-48h。

步驟（2）中，所述烘干溫度為60℃，時間為2h。

一種上述方法獲得的固體緩釋碳源。

上述固體緩釋碳源可用于污水處理。所述固體緩釋碳源的添加量為15-25 g/L。所述污水的總氮量為10-50 mg/L。

本發明具有以下優點：