公布日:2023.04.04
申請日:2022.12.16
分類號:C02F1/66(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,包括以下工藝:(1)取垃圾滲濾液,加入鎂源混合,利用堿劑調(diào)節(jié)pH至9~11,以150~250rpm的攪拌速率攪拌反應(yīng)5~30min,以30~70rpm的攪拌速率攪拌反應(yīng)1h;(2)取上清液,作為液態(tài)碳源;投入待處理污水中。本發(fā)明通過鎂源、磷酸鹽將垃圾滲濾液中的氨氮反應(yīng),取反應(yīng)后的上清液作為脫硝碳源組合物,降低污水處理的氮磷復(fù)合,在反硝化過程中作為外部碳源來提高反硝化速率,具有微生物利用率高,適應(yīng)期短,毒害小,污泥容量低的特點,達到以污制污、減少了碳源運輸?shù)南Ч?/span>
權(quán)利要求書
1.一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:包括以下工藝:(1)取垃圾滲濾液,加入鎂源混合,利用堿劑調(diào)節(jié)pH至9~11,以150~250rpm的攪拌速率攪拌反應(yīng)5~30min,以30~70rpm的攪拌速率攪拌反應(yīng)1h;(2)取上清液,作為液態(tài)碳源;投入待處理污水中;所述(2)的待處理污水中還添加有固態(tài)碳源,由以下工藝制得:(1)取環(huán)氧餐廚廢棄油、甘油混合,升溫至98~105℃,加入催化劑氟硼酸,反應(yīng)3.8~4.3h,分液分離出甘油,得到餐廚廢棄油基多元醇;(2)取餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇溶液混合,于高壓滅菌鍋內(nèi)加熱至110~121℃,攪拌3.8~4.3h,得到改性溶液;加入米糠混合,捏成顆粒狀,自然晾干,得到固態(tài)顆粒;(3)取聚乙烯醇溶液、醛基淀粉混合,利用濃鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至1.8~2.1,于90~98℃溫度下,攪拌反應(yīng)20~45min;加入甘油、OP-10,混合均勻,得到液體;加入固態(tài)顆粒,浸漬5~12s,取出,于60~65℃加熱5~6h,得到固態(tài)碳源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述鎂源為氧化鎂、氯化鎂、氫氧化鎂中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述鎂源中鎂離子與垃圾滲濾液中氨氮的摩爾比為(1.0~1.5):1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述堿劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述(1)中,當(dāng)垃圾滲濾液中氨氮去除85~90%時,加入磷酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述磷酸鹽與垃圾滲濾液中氨氮的摩爾比為1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述磷酸鹽為磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述固態(tài)顆粒的平均直徑為5~6mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,其特征在于:所述液態(tài)碳源、固態(tài)碳源復(fù)合使用,使得待處理污水C/N比值為6.5~12。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,包括以下工藝:
(1)取垃圾滲濾液,加入鎂源混合,利用堿劑調(diào)節(jié)pH至9~11,以150~250rpm的攪拌速率攪拌反應(yīng)5~30min,以30~70rpm的攪拌速率攪拌反應(yīng)1h;
(2)取上清液,作為液態(tài)碳源;投入待處理污水中。
進一步的,所述鎂源為氧化鎂、氯化鎂、氫氧化鎂中的一種或多種。
進一步的,所述鎂源中鎂離子與垃圾滲濾液中氨氮(NH4+-N)的摩爾比為(1.0~1.2):1。
進一步的,所述堿劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的一種或多種。
進一步的,所述步驟(1)中,當(dāng)垃圾滲濾液中氨氮(NH4+-N)去除85~90%時,加入磷酸鹽。
進一步的,所述磷酸鹽與垃圾滲濾液中剩余氨氮(NH4+-N)的摩爾比為(0.7~1.0):1。
進一步的,所述磷酸鹽為磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀。
進一步的,所述液態(tài)碳源在待處理污水中C/N比值為5。
在上述技術(shù)方案中,垃圾滲濾液水解產(chǎn)生的揮發(fā)性有機酸(VFA)具有較高的反硝化速率,利用鎂源、磷酸鹽將垃圾滲濾液氮磷釋放,攪拌提高反應(yīng)速率,避免增加污水處理廠的氮磷負荷;能夠替代外部碳源甲醇,無需改變注入設(shè)施,作為脫硝碳源組合物,被微生物的利用率更高,適應(yīng)期短,毒害更;液態(tài)碳源可直接由污水處理廠提供,達到以污治污的效果;在減少污泥容量的同時,也減少了碳源的運輸。
首先,鎂源在垃圾滲濾液中溶解,堿劑提供的堿性條件,垃圾滲濾液中的NH4+與鎂源溶解得到、堿劑中的氫氧離子結(jié)合,生成氨氣,攪拌使得氨氣從垃圾滲濾液中脫離,反應(yīng)平衡向正方向進行,達到去除垃圾滲濾液中氮元素的目的。鎂源與垃圾滲濾液混合后,垃圾滲濾液中的NH4+、HPO42-、PO43-與鎂源中的Mg2+反應(yīng),得到固相磷酸銨鎂,沉淀,去除垃圾滲濾液中的氮、磷元素;在垃圾滲濾液中的氨氮去除85~90%時,補充磷酸鹽,繼續(xù)反應(yīng),進一步提高垃圾滲濾液中的氮、磷元素的去除率。
進一步的,所述(2)的待處理污水中還添加有固態(tài)碳源。
進一步的,固態(tài)碳源由以下工藝制得:
S1.取環(huán)氧餐廚廢棄油、甘油混合,升溫至98~105℃,加入催化劑氟硼酸,反應(yīng)3.8~4.3h,分液分離出甘油,得到餐廚廢棄油基多元醇;
S2.取餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇溶液混合,于高壓滅菌鍋內(nèi)加熱至110~121℃,攪拌3.8~4.3h,得到改性聚乙烯醇溶液;
加入米糠混合,捏成顆粒狀,自然晾干,得到固態(tài)顆粒;
S3.取聚乙烯醇溶液、醛基淀粉混合,利用濃鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至1.8~2.1,于90~98℃溫度下,攪拌反應(yīng)20~45min;加入甘油、OP-10,混合均勻,得到液體;
加入固態(tài)顆粒,浸漬5~12s,取出,于60~65℃加熱5~6h,得到固態(tài)碳源。
進一步的,所述S1中環(huán)氧餐廚廢棄油、甘油、氟硼酸的質(zhì)量比為100:100:1。
進一步的,所述S2中餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇溶液、米糠的質(zhì)量比為(5~10):(5~10):100。
進一步的,所述S3中聚乙烯醇溶液、醛基淀粉、甘油、OP-10的質(zhì)量比為(2.14~4.29):1:(0.47~0.78):(0.019~0.032)。
進一步的,所述聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為10~20%。
進一步的,所述固態(tài)顆粒的平均直徑為5~6mm。
進一步的,液態(tài)碳源、固態(tài)碳源復(fù)合使用,使得待處理污水的C/N比值為6.5~12。
在上述技術(shù)方案中,單獨使用液態(tài)碳源時,硝酸鹽還原酶對電子的競爭能力大于亞硝酸鹽還原酶,會使得污水處理反硝化過程中亞硝酸鹽的積累嚴重;米糠的含碳量高,并含有微量元素和維生素B,能夠促進微生物的生長和活性的提高,有助于微生物對待處理污水反硝化處理效果的增強,減少亞硝酸鹽氮、氨氮的積累。
將餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇共混,二者發(fā)生氫鍵交聯(lián),分子間作用力增強,分子間隙減小,提高了改性聚乙烯醇的抗溶脹能力,使得米糠(米糠使用前于高溫蒸汽器中120℃滅菌30min)與改性聚乙烯醇溶液混合制得的固態(tài)顆粒親水性降低,具有更好的拒水性能,達到溶脹而不溶解的效果,吸水保濕。聚乙烯醇分子鏈的間隙增大,規(guī)整度被破壞,使其拉伸強度降低,斷裂伸長率提高,表現(xiàn)出更好的塑性,固態(tài)顆粒不易破碎,粉末狀的米糠不易隨水流沖走,反硝化穩(wěn)定性更高。
聚乙烯醇溶液、醛基淀粉在酸性條件下發(fā)生羥醛縮合反應(yīng),生成交聯(lián)體系;將固態(tài)顆粒浸漬,在甘油、OP-10的制孔作用下,形成多孔層,得到表面粗糙且多孔的固態(tài)碳源,利于反硝化微生物的附著,并能夠提高所制固態(tài)碳源的耐水能力,抗水流沖擊,將米糠進一步固定,防止固態(tài)碳源的破裂。在碳源水解時,小分子的DOC穿過多孔層,大分子DOC則被保留,避免了廢水中過多的DOC,實現(xiàn)碳源的緩釋,釋碳時間長、填料性能好,滿足反硝化過程中微生物的碳源需求;同時避免反硝化過程的初期米糠中硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮的釋放,防止對微生物活性造成負面影響。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果如下:
1.本發(fā)明的利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,通過鎂源、磷酸鹽將垃圾滲濾液中的氨氮反應(yīng),取反應(yīng)后的上清液作為脫硝碳源組合物,降低污水處理的氮磷復(fù)合,在反硝化過程中作為外部碳源來提高反硝化速率,具有微生物利用率高,適應(yīng)期短,毒害小,污泥容量低的特點,達到以污制污、減少了碳源運輸?shù)南Ч?/span>
2.本發(fā)明的利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法,通過餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇共混改性與米糠復(fù)合,并利用聚乙烯醇溶液、醛基淀粉、甘油、OP-10在所制固態(tài)顆粒的表面包覆一層粗糙耐水的多孔層,形成固態(tài)碳源,實現(xiàn)其緩釋效果,提高其緩釋穩(wěn)定和抗水流沖擊能力。
(發(fā)明人:王圓峰;盧玉強;王麗華)