[发明专利]用LDHs作缓释碳源进行生物反硝化脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氮废水的处理方法，特别是涉及一种污水生物反硝化脱氮处理工艺，应用于微生物水处理技术领域。

背景技术

污水中的氮是造成水体富营养化的主要因素之一，生物脱氮是去除污水中氮的有效方法，但需要充足的碳源。我国城市污水碳氮比低，低碳氮比污水生物脱氮过程因污水中碳源不足导致脱氮效率降低。随着污水排放标准的提高，生物脱氮过程碳源不足的矛盾日益突出。甲醇、葡萄糖等经常作为补充碳源投加到污水中，以保证较高的脱氮效率，但投加这些碳源不仅增加污水处理成本，而且碳源投加过程难以控制导致碳源投加不足或过量，同时还会造成系统运行复杂和二次污染问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种用LDHs作缓释碳源进行生物反硝化脱氮的方法，针对低碳氮比污水反硝化脱氮面临的碳源缺乏情况，采用Ac-LDHs作为缓释碳源材料，通过Ac-LDHs可控缓释碳源，实现污水生物反硝化脱氮过程碳源的补充，在污水生物反硝化脱氮工艺中维持低碳氮比污水反硝化脱氮的化学反应平衡条件，增加单位面积的生物量，提高脱氮速率和效率。

为达到上述发明创造目的，采用下述技术方案：

一种用LDHs作缓释碳源进行生物反硝化脱氮的方法，步骤如下：

a．Ac-LDHs缓释碳源材料的可控缓释：采用离子交换法合成物相单一的Ac-LDHs，通过对合成条件、层板金属离子类型、粒径、投加量以及反应体系缓释介质条件的调控，使 Ac-LDHs中Ac-进行可控释放，所述层板金属离子为：Mg²⁺和Al³⁺，Ac-LDHs化学式为：Mg_0.68Al_0.32(OH )₂(CO₃)_0.01-0.04(Ac) _0.3-0.22 (H₂O)_1.2，Ac-LDHs的粒径为355-600μm；

b．Ac-LDHs在污水生物反硝化脱氮工艺中的实施方法：采用上述步骤a中制备的Ac-LDHs作为缓释碳源材料，按Ac-LDHs中的碳和待处理的低碳氮比废水中的氮的碳氮摩尔比C/N为(3-4):1的Ac-LDHs的投加量，将Ac-LDHs投加到待处理的低碳氮比废水中，在待处理的低碳氮比废水中加入实验室驯化所得反硝化细菌，进行反硝化生物脱氮，反硝化条件为：28±0.5℃，100-150r/min，水浴振荡；优选采用的反硝化细菌为3000-5000 mg/L的MLSS，反硝化细菌的MLVSS/MLSS为0.65-0.75；Ac-LDHs在污水生物反硝化脱氮工艺中的实施方法优选适用于处理的低碳氮比废水中硝酸盐的初始浓度为20-100 mg N/L。

作为本发明的优选的技术方案，

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明Ac-LDH缓释碳源材料能为反硝化细菌提供缓释碳源——Ac^-，避免了传统碳源在水力作用下的流失，解决了反硝化过程碳源缺乏的问题和外加碳源的二次污染问题；

2.本发明由于LDH缓释碳源材料表面带正电荷，而体系中的反硝化细菌带负电，反硝化细菌会富集到LDH的表面，增加了LDH表面的生物量，提高了反硝化效率，从而获得更好的处理效果，因此，以能可控释放Ac^-的Ac-LDHs作为低碳氮比废水反硝化脱氮缓释碳源潜力巨大；

3.本发明以层状双羟基复合金属氧化物（Layered Double Hydroxides, LDH）为基体的缓释碳源材料，可用于污水生物反硝化脱氮过程碳源的补充；

4. 本发明合成的缓释碳源材料具有良好的力学性质和生物亲和性，可富集微生物，增加单位面积的生物量，提高脱氮速率，适用于低碳氮比污水的生物反硝化过程，6 h脱氮效率高达96%以上，出水TOC＜5.5 mg/L，可有效避免直接投加外加碳源的二次污染问题。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下：

在本实施例中，一种用LDHs作缓释碳源进行生物反硝化脱氮的方法，步骤如下：