高效生物质复合碳源药剂的配方及制备方法与流程

1.本发明涉及药剂的配方及制备方法，具体涉及用于污水处理的高 效生物质复合碳源药剂的配方及制备方法，属于药剂技术领域。


背景技术：

2.当前，污水处理厂90％以上的处理工艺均采用生物处理法，生物 脱氮是氮去除的核心工艺，利用微生物的硝化和反硝化工艺过程，把 水体中的氮转化为气态氮去除，当水中有机物不足时，生活活性降低， 反硝化工艺受阻，脱氮效果变差。
3.目前，我国大多数污水处理厂生物处理后的出水碳氮比低，出水 汇总仍然含有70～80％的硝态氮，普遍存在反硝化碳源不足的问题， 反硝化需要碳源来产能、细胞合成和脱氮，碳源不足是制约生物脱氮 效率的重要因素。
4.生物脱氮中使用最多的外加碳源是甲醇、乙酸钠、葡萄糖等单一 化学品碳源，而废水脱氮处理中的微生物群种类繁多，处于不同生长 阶段，补充单一碳源并不能同时满足各个阶段微生物的营养需要，此 外在现有的技术中运行及维护成本较高。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供用于污水处理的、 能够同时满足各个阶段微生物的营养需要的、运行及维护成本较低的 高效生物质复合碳源药剂的配方及制备方法。
6.为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
7.高效生物质复合碳源药剂，其特征在于，以质量百分比计，所述 高效生物质复合碳源药剂的配方如下：
8.小分子糖20～30％，小分子有机酸5～10％，小分子醇3～5％， 生长因子1～2％，营养剂1～3％，剩余为水，总量为100％。
9.高效生物质复合碳源药剂的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤：
10.(1)以质量百分比计，称取小分子糖20～30％、小分子有机酸5～ 10％、小分子醇3～5％、生长因子1～2％、营养剂1～3％，水补足 100％；
11.(2)向反应釜中加入70％计量的水，开启搅拌；
12.(3)向反应釜中加入计量的小分子糖，搅拌溶解；
13.(4)向反应釜中加入计量的生长因子，搅拌溶解；
14.(5)向反应釜中加入20％计量的水，搅拌均匀；
15.(6)向反应釜中加入计量的小分子有机酸，搅拌均匀；
16.(7)向反应釜中加入计量的小分子醇，搅拌均匀，控制溶液温度 不超过45℃；
17.(8)向反应釜中加入10％计量的水，搅拌均匀；
18.(9)向反应釜中加入计量的营养剂，搅拌均匀；
19.(10)将混合液从反应釜中泵至厌氧发酵罐中，发酵3～5天，静 置，上清液即为高
效生物质复合碳源药剂。
20.优选的，所述小分子糖为葡萄糖、蔗糖、果糖和乳糖中的一种或 多种。
21.优选的，所述小分子有机酸为甲酸、乙酸和乳酸中的一种或多种。
22.优选的，所述小分子醇为甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的一种 或多种。
23.优选的，所述生长因子包括水溶性维生素和矿物质，其中，所述 水溶性维生素为维生素b1、维生素b2、维生素b5、维生素b6、维 生素b9、维生素c和生物素中的一种或多种，在药剂中的含量为0.5～ 1％，所述矿物质为磷酸二氢钾和硫酸镁中的一种或两种，在药剂中 的含量为0.5～1％。
24.优选的，所述营养剂为粉碎的花生壳、小麦秸秆和玉米秸秆中的 一种或多种。
25.本发明的有益之处在于：本发明制备得到的药剂可满足微生物群 中处于不同生长阶段的微生物所需营养，实现废水高效脱氮，并且具 有反硝化速度快、污泥产量低、cod当量高等优势。
具体实施方式
26.以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
27.实施例1
28.高效生物质复合碳源药剂1(简称药剂1)的配方：以质量百分比 计，20％葡萄糖，5％蔗糖，2％果糖，5％乙酸，3％甲酸，2％甲醇， 2％乙二醇，0.1％维生素b1，0.1％维生素b5，0.1％维生素c，0.3％ 生物素，0.3％磷酸二氢钾，0.3％硫酸镁，0.9％粉碎的花生壳，0.9％ 粉碎的小麦秸秆，58％水。
29.高效生物质复合碳源药剂1的制备方法：
30.(1)按上述配方计量称取各原料；
31.(2)向反应釜中加入70％计量(70％
×
58％＝40.6％)的水，开启 搅拌；
32.(3)向反应釜中加入计量的小分子糖——葡萄糖、蔗糖和果糖， 搅拌溶解；
33.(4)向反应釜中加入计量的生长因子——维生素b1、维生素b5、 维生素c、生物素、磷酸二氢钾和硫酸镁，搅拌溶解；
34.(5)向反应釜中加入20％计量(20％
×
58％＝11.6％)的水，搅拌 均匀；
35.(6)向反应釜中加入计量的小分子有机酸——乙酸和甲酸，搅拌 均匀；
36.(7)向反应釜中加入计量的小分子醇——甲醇和乙二醇，搅拌均 匀，控制溶液温度不超过45℃；
37.(8)向反应釜中加入10％计量(10％
×
58％＝5.8％)的水，搅拌均 匀；
38.(9)向反应釜中加入计量的营养剂——粉碎的花生壳和小麦秸 秆，搅拌均匀；
39.(10)将混合液从反应釜中泵至厌氧发酵罐中，发酵4天，静置， 上清液即为高效生物质复合碳源药剂1。
40.实施例2
41.高效生物质复合碳源药剂2(简称药剂2)的配方：以质量百分比 计，20％葡萄糖，5％蔗糖，1％乳糖，5％乙酸，2％乳酸，1％乙醇，2％丙三醇，0.1％维生素b2，0.1％维生素b5，0.1％维生素c，0.4％ 生物素，0.3％磷酸二氢钾，0.3％硫酸镁，1.3％粉碎的玉米秸秆，1.4％ 粉碎的小麦秸秆，60％水。
42.高效生物质复合碳源药剂2的制备方法与高效生物质复合碳源药 剂1的制备方法相同，不再赘述。
43.实施例3
44.高效生物质复合碳源药剂3(简称药剂3)的配方：以质量百分比 计，15％葡萄糖，5％蔗糖，3％果糖，3％乳糖，3％乙酸，2％甲酸， 1％乳酸，2％甲醇，1％丙三醇，0.1％维生素b1，0.1％维生素b5，0.1％ 维生素b9，0.5％生物素，0.3％磷酸二氢钾，0.3％硫酸镁，0.8％粉碎 的花生壳，0.8％粉碎的玉米秸秆，62％水。
45.高效生物质复合碳源药剂3的制备方法与高效生物质复合碳源药 剂1的制备方法相同，不再赘述。
46.以葡萄糖、乙酸钠作为单一碳源进行对照，与上述三种药剂(高 效生物质复合碳源药剂1、高效生物质复合碳源药剂2、高效生物质 复合碳源药剂3)以等量的化学需氧量投加使用。在相同条件下进行 试验，以出水氨氮作为碳源评判参考。实验方案具体如下：
47.(1)取某一污水厂生化池污泥混合液，沉淀后去除上清液，与进 水混合后曝气12h的水样为试验对象；
48.(2)停止曝气后取原液测硝态氮；
49.(3)用1ml移液管取0.5ml碳源添加至1000ml原液中，放至 磁力搅拌器中，在室温下搅拌；
50.(4)分别测搅拌0.5h、1h、2h、3h后的硝态氮。
51.各个时间硝态氮含量数据见表1-1和表1-2。
52.各个时间硝态氮去除率结果见表2-1和表2-2。
53.表1-1各个时间硝态氮含量数据
[0054][0055]
表1-2各个时间硝态氮含量数据
[0056][0057]
表2-1各个时间硝态氮去除率结果
[0058][0059]
表2-2各个时间硝态氮去除率结果
[0060][0061]
通过上述数据可以看出：本发明制备得到的高效生物质复合碳源 药剂的硝态氮3h的去除率最高达到90.08％，且明显高于对比单一碳 源的去除率，同时可以看出其去除速度较快。说明本发明制备得到的 高效生物质复合碳源药剂具有高效快速的去除污水中硝态氮的效果。
[0062]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例 的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其 他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例 看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和 范围内的所有变化囊括在本发明内。