[發明專利]一種深度生物脫氮強化及內分泌干擾毒性削減的方法

有效

• 申請號: 202210194760.5
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114455704B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 黃輝;胡俊;顏宇杰;李同;任洪強
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F9/14;C02F101/16
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 胡穎

本發明提供了一種深度生物脫氮強化及內分泌干擾毒性削減的方法，屬于污水深度處理技術領域。首先利用硫酸鈣在堿性條件下和過氧化氫溶液的反應來制備納米過氧化鈣釋氧材料，然后將聚乙烯醇作為骨架材料，羧甲基纖維素鈉作為粘合劑，硬脂酸作為緩沖劑和穩定劑以及制備的納米過氧化鈣作為釋氧材料，并使用石英砂增加材料密度，采用包封法制備得到微泌氧釋碳顆粒。根據水質特征及出水要求，針對性地向生物反應器中加入微泌氧釋碳顆粒，然后進行反應器的啟動運行，利用緩釋的氧氣促進好氧微生物對污水中內分泌干擾毒性的削減，釋放的有機碳強化污水中總氮的深度去除，技術新穎，在二級生化尾水深度處理中具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于污水深度處理技術領域，具體是一種深度生物脫氮強化及內分泌干擾毒性削減的方法。

背景技術

傳統污水處理廠對內分泌干擾毒性并不能特異性高效削減，使得二級生化尾水中仍然具有內分泌干擾毒性，因此逐漸成為我國污水處理及再生水安全回用過程中應優先削減的一類毒性。此外，近年來我國污水氮排放的標準越來越嚴格，傳統污水處理廠采用二級生化工藝進行脫氮已不能滿足日益嚴格的排放要求，往往需要增加三級處理工藝來進行深度脫氮。生物反硝化深度脫氮技術由于較強的脫氮能力而被廣泛應用，其中，二級生化尾水中碳氮比較低是影響其脫氮能力的關鍵，同時，生物反硝化過程中的缺氧環境對內分泌干擾毒性的削減效果不佳。因此，通過強化生物深度脫氮過程實現對二級尾水中內分泌干擾毒性削減和總氮深度去除具有重要意義。

針對目前二級生化尾水碳氮比較低的問題，行業內主要通過在進水處直接添加碳源或在反應器中添加釋碳材料來解決，由于在進水處直接添加碳源，需要持續投加，增加了運行成本，因此，開展穩定釋碳材料的研究成為行業內的前沿熱點。此外，由于污水中造成內分泌干擾毒性的物質主要是好氧生物降解，而生物反硝化脫氮過程需要的是缺氧環境，因此，向生物反應器中加入適量釋氧藥劑來創造微氧環境，是平衡內分泌干擾毒性削減和總氮深度去除時微生物所需氧氣的一個可行的方法。近年來，過氧化鈣(CaO2)作為一種釋氧材料在水處理中應用的研究逐漸見諸報道，但是，如果直接投加，會帶來氧氣釋放過快，自由基含量快速增加，pH急劇升高等問題，因此，開展緩釋過氧化鈣材料的研究具有重要意義。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明專利提供了一種深度生物脫氮強化及內分泌干擾毒性削減的方法，采用包封法合成了微泌氧釋碳顆粒材料，將其應用在生物反應器中，利用材料的釋氧釋碳性能，可強化生物反應器對二級生化尾水中內分泌干擾毒性的削減和總氮的去除，具有廣闊的市場應用前景。

本發明的技術方案是：一種深度生物脫氮強化及內分泌干擾毒性削減的方法，包括以下步驟：

S1、微泌氧釋碳顆粒的制備

S1-1、稱量硫酸鈣粉末加入到去離子水中，分散均勻，再向其中加入1M的氫氧化鉀溶液，配成含有硫酸鈣粉末的堿性懸濁液，其中，硫酸鈣和去離子水的質量比為1:5～15，氫氧化鉀溶液和去離子水的體積比為1:1～5，上述過程的反應方程式為：

CaSO₄+H₂O₂→CaO₂+H₂SO₄

H₂SO₄+KOH→K₂SO₄+H₂O

S1-2、室溫條件下，使用機械攪拌器對上述堿性懸濁液進行劇烈攪拌，同時向堿性懸濁液中緩慢加入質量分數為30％的過氧化氫溶液，充分反應2h，生成沉淀物，其中，過氧化氫和懸濁液中硫酸鈣的摩爾比為1:5～10；

S1-3、首先，將上述沉淀物使用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，然后，在60～80℃的條件下烘干24～48h，得到納米過氧化鈣釋氧材料，并保存在密封干燥的環境中，待用；