[发明专利]一种用于水处理的复合碳源及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于水处理的复合碳源及其制备方法和应用，所述复合碳源按照质量百分含量包括如下组分：单糖类化合物10～20％，挥发性脂肪酸8～12％，C1～C5醇类化合物10～15％，酵母菌菌体5～10％；其中，酵母菌菌体能够与单糖类化合物反应生成挥发性脂肪酸和醇。本发明提供的用于水处理的复合碳源通过几种组分的复配协同，能够稳定、长效地释放碳源，脱氮效率高，使用寿命长，能够显著降低水体的总氮量并提高污水处理效率，而且避免了大量的污泥产出，使用便捷，可直接投放在污水处理设备中使用；所述复合碳源可通过糖液发酵得到，制备方法简单、原料易于获取，成本低，具有广阔的大规模应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于水处理的复合碳源及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，生活污水、工业废水及农业非点源污染中营养物质的过量排放造成地表水体富营养化现象日益严重，高效、稳定的污水脱氮除磷技术的研究对于提升地表水环境质量具有重要意义，通过控制活性污泥在厌氧、缺氧及好氧交替环境下运行，利用微生物的代谢作用进行强化生物脱氮除磷是国内外研究及应用最为广泛的一种。生物脱氮及除磷性能受污水中碳源的类型、浓度的影响较大，有效的碳源供给是维持微生物新陈代谢及工艺脱氮除磷效果的保障。由于脱氮菌及除磷菌在活性污泥中共存，脱氮过程及除磷过程微生物对碳源需求的不同、以及污水中有效碳源的不足或过量均造成城市污水处理厂氮磷去除率的不理想，在强化生物脱氮除磷系统中，碳源类型的不同直接影响到脱氮及除磷的速率及去除率。

反硝化反应是污水中总氮降解的主要过程，目前，大部分污水处理厂都普遍面临着由于进水碳氮比低导致脱氮效率低碳源不足的问题，因此需要通过外加碳源的方式提供系统净化能力。传统的碳源物质包括甲醇、乙酸、丙酮和糖类物质等，为了进一步提高反硝化效率，研究者们对外加碳源问题进行了新的探索和研究，开始把目光转向开发新型外加碳源。

CN108751423A公开了一种降解废水中氨氮的高效液体醋酸钠碳源，该碳源由醋酸钠、冰醋酸、碳酸钠、乙醇、葡萄糖和去离子水混合制成。其中，醋酸钠对人体无害，易被微生物吸收利用，是一种理想的外加碳源；冰醋酸既可以额外增加碳源，也能在污水处理过程中维持pH值；碳酸钠可以为部分微生物提供无机碳源。

CN108911131A公开了一种用于废水处理的复合碳源药剂，该复合碳源药剂由以下重量比组分制成：甲酸钠0.5～1.0％、乙酸钠4.5～5.5％、丙酸钠5～6％、糖类物质40～50％、水40～45％；其中，糖类物质为COD＞300000毫克/毫升的糖类混合物。该复合碳源药剂是一种节能、优质、高效的环保型水处理药剂，其脱氮效果是传统水处理化学品的1.5倍以上，能够很好的适应并满足市场需求。

CN109485157A公开了一种用于污水脱氮的复合碳源及其制备方法和使用方法，所述复合碳源包括乙酸钠溶液、葡萄糖溶液、木糖醇溶液、丙三醇、甲醇、乙醇、乙二醇、冰醋酸、活性肽以及复合氨基酸溶液，其中复合氨基酸为甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺和丙氨酸的混合物。该复合碳源是一种更容易被微生物吸收利用的碳源产品，多种原料的复配有效避免了单一性碳源引起微生物驯化从而影响脱碳，不会出现单独让某种微生物大量繁殖而抑制了其他微生物的营养吸收，促进反硝化的同时，也不会对其他菌种造成负面影响，该复合碳源的COD到BOD₅的转化率可以达到85％左右。

在现有的外加碳源中，传统碳源甲醇具有价格经济的优点，但因其毒性较大，运输不便，易对人体造成伤害；糖类物质淀粉等必须水解转化为低分子有机物才能被微生物利用，降低了污水处理效率。新型外加碳源中的甲酸钠、乙酸钠等羧酸盐产品脱氮效果很好，但是比较价格昂贵，而且污泥产出率高，增加了额外的污泥处理问题；氨基酸类产品同样面临价格昂贵、原料不易获取等问题。

因此，开发一种脱氮效果显著、污水处理效率高、使用简单且性价比高的复合碳源，是本领域亟待解决的问题。

发明内容