[发明专利]一种提高人工湿地脱氮效率的碳源提取液制备方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理材料的制备领域，特别涉及一种提高人工湿地脱氮效率的碳源提取液制备方法。

背景技术

在水体富营养化日趋严重的背景下，水环境氮污染治理和污废水脱氮处理成为目前水处理领域的研究热点。人工湿地作为一种生态化、低成本的水处理技术，目前在国内外已广泛用于污废水的脱氮处理。人工湿地中存在多种脱氮机理，其中硝化-反硝化过程被普遍认为是最主要的脱氮机理，而硝化-反硝化过程受碳源供给水平的影响很大。因此，如何提高C/N从而提高脱氮效率已成为研究热点。

目前大多外加碳源脱氮工艺都是采用一些糖类物质（如葡萄糖、果糖等）和甲醇、乙酸等易生物降解的液体碳源。但是在进水水质波动情况下，向污水中投加甲醇、乙酸等液态有机物易造成碳源投加不足或过量，从而影响出水水质，且污水处理成本过高。为了降低脱氮成本，近年来研究者通过多种途径寻找无毒、廉价的“绿色”碳源来代替上述碳源。其中，植物碳源材料不仅富含纤维素且可作为资源化利用的有机碳源，包括湿地植物的枯枝落叶、废弃的木材、农用废弃物稻杆或麦秆等各种植物秸秆材料。这些材料来源广泛，价格低廉，均含有丰富的有机物质，经过水解可以释放出大量的有机碳。

虽然之前已存在不少针对碳源在人工湿地反硝化过程中的应用研究，但是，目前很少有相关信息和研究关注到植物碳源提取液在湿地脱氮方面的应用。基于此，可以通过水解植物碳源材料获得提取液的形式添加到人工湿地中，以改善植物碳源材料的不易降解性问题，提高人工湿地的脱氮效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高人工湿地脱氮效率的碳源提取液制备方法，该方法用于实现本发明方法的植物碳源材料经济、易得；碳源提取方法便捷、快速，操作和后续维护管理都很简单；该发明以简单的方法解决了人工湿地处理低C/N污水时脱氮效率低的技术难题，同时采用本发明的方法也能够改善植物碳源材料的不易降解性问题，提高人工湿地的脱氮效率，并节约外加碳源成本。

本发明的一种提高人工湿地脱氮效率的碳源提取液制备方法，包括：

将湿地植物枯落物材料作为碳源提取物，进行回收、清洗、去湿，切割，然后将质量比为1:810-880的切割后的碳源提取物与硫酸溶液在90-100℃条件下，水解反应10-60min，冷却，即得碳源提取液。

所述湿地植物为香蒲枯叶、美人蕉枯叶、农用废弃稻杆中的一种或几种，具有废物资源化的利用价值。

所述去湿为在25-28℃烘干去湿。

所述切割后的碳源提取物为2-3cm均匀小段，有利于加酸水解时加快碳源的释放。

所述硫酸溶液的质量百分浓度为2%～5%。

本发明碳源提取液的添加方式，采用直接投加的形式补充，通过提高进水C/N比值，从而提高脱氮效果。

本发明对碳源提取液补充量的确定，可通过对其碳源浓度的测定，根据人工湿地处理污水量和进水C/N，经计算折合成相应体积后直接添加使用。

本发明的目的在于探索新型“绿色”碳源，并提供一种新的人工湿地碳源制备方法和补充技术，解决植物碳源材料作为固体碳源在湿地应用中不易降解的属性，同时为资源化利用植物碳源材料提供了新的借鉴思路；通过水解提取植物碳源的方式能充分高效地利用其富含的有机物质，提高人工湿地对碳源的利用性，最终提升湿地脱氮效率。

有益效果

（1）本发明用于实现本发明方法的植物碳源材料经济、易得；

（2）本发明的碳源提取方法便捷、快速，操作和后续维护管理都很简单；

（3）本发明中富含有机物质的植物碳源经水解提取后释放大量的有机碳源，保证人工湿地脱氮的有效性；

（4）本发明以简单的方法解决了人工湿地处理低C/N污水时脱氮效率低的技术难题，同时采用本发明的方法也能够改善植物碳源材料的不易降解性问题，提高人工湿地的脱氮效率，并节约外加碳源成本。

附图说明

图1为“碳源提取液”的合成技术流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1