[发明专利]一种适用于农村污水处理用缓释碳源及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于农村污水处理用缓释碳源及其制备方法，该缓释碳源包含碳源成分、碱度成分、骨架材料和成型助剂，其中，所述碳源成分中含有5‑20wt％的葡萄糖。本发明的缓释碳源能够稳定释放碳源，释放周期长的同时不会影响水体的出水COD，并且能够显著降低水体的总氮量，使用简单，挂膜效果与使用条件关系不大，可直接投放在污水处理设备中使用。

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及适用于农村污水处理的缓释碳源及其制备方法。

背景技术

根据传统异养反硝化理论，在反硝化脱氮过程中，每去除1g硝态氮，需要2.86gCOD，考虑微生物同化脱氮作用该值为2.77，实际生物脱氮工艺运行中，为满足脱氮需求C/N一般至少需要满足5-6。

我国南方地区污水普遍面临碳源不足问题，为应对较高的总氮排放标准，一般采用碳源投加方式降低出水总氮，所用碳源多为甲醇、乙酸、葡萄糖等小分子液态碳源。而在农村污水处理领域，特别是分散处理模式中，多采用一体化设备进行污水的就地处理、就地排放，某些地区总氮排放要求较高，往往需要碳源投加。

由于农村污水分散治理模式下设备规模往往较小，且农村地区实际运营维护管理水平普遍不高，设备分布情况呈现“点多面广”特点，对小型一体化设备进行大范围液态碳源投加，在运维周期、运维成本、设备故障率、碳源存储等方面均面临诸多实际问题，可行性较差。

在此背景下，缓释碳源是将碳源混合于骨架材料中，在污水中可对碳源缓慢释放，在农村生活污水处理过程中，缓释碳源的投加可省去液体碳源存储、投加装置，更易于操作，具有较高的实用性，同时，缓释碳源还可起到微生物挂膜载体的作用，提高一体化设备内生物量，从而强化脱氮效果，降低出水总氮。

目前，已有用于反硝化脱氮的缓释碳源制备，包括材料与污水处理装置。

如，申请公布号为CN104003520A的中国专利公开了一种固体碳源及其制备方法和应用，所述固体碳源由三种富含纤维素(如玉米芯、稻壳、秸秆等)的物质混合均匀后经制粒和烧制制得，主要碳源成分为纤维素，通过烧制极大降低了天然纤维素碳源的释碳速率，使得碳源释放长期、稳定。但其天然纤维素作为碳源，碳源品质一般，反硝化速率有待提高，且其为颗粒状，挂膜效果与使用条件关系较大。

如，申请公布号为CN106957109A的中国专利公开了一种兼具缓释碱度和碳源功能的水平流生物膜反应装置，缓释碳源主要构成为淀粉、聚乙烯醇及乳胶粉，缓释碱度主要为碳酸钙矿物质，二者联用能交替缓释碱度和碳源，克服硝化过程碱度缺乏、反硝化过程碳源缺乏及投加量不易控制等缺拭点。但其缓释碳源与碱度采用涂覆方式分别涂覆于不同载体之上，载体与缓释碳源为两种材料，因此载体整体碳源比例较低。

发明内容

本发明目的即为克服上述缺点，提供一种适用于农村污水处理用缓释碳源及其制备方法，同时该缓释碳源具备供微生物生长载体作用。本发明的缓释碳源能够稳定释放碳源，释放周期长达80天，但是不会影响水体本身的出水COD，而且本发明的缓释碳源能够显著降低水体的总氮量。本发明的缓释碳源使用简单，挂膜效果与使用条件关系不大，可直接投放在污水处理设备中使用。

本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

在本发明的第一方面，本发明提供了一种缓释碳源，其包含碳源成分、碱度成分、骨架材料和成型助剂，其中，所述碳源成分中含有5-20wt％的葡萄糖。

葡萄糖的加入能够强化微生物的快速挂膜效果，碳源成分中葡萄糖的含量为5-20wt％，该范围包括范围内的任意值，也可以包含5-10wt％或10-20wt％或5-15wt％或15-20wt％或5-8wt％或12-15wt％或8-10wt％或8-15wt％等等，优选为8wt％或20wt％。

优选地，所述碳源成分为选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、醋酸酯淀粉、改性淀粉中的一种或多种与葡萄糖的组合。