[发明专利]一种羰基复合碳源生物补碳剂及其制备方法

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，具体公开了一种羰基复合碳源生物补碳剂及其制备方法，所述生物补碳剂以淀粉液化浆为原料，加入有机酸，控制合理的pH值，在糖化催化酶的作用下，把淀粉转化成羰基中间产物，然后加入有机酸和醇，控制温度，生成利于微生物生长的羰基复合物。该产品既保障了补碳剂的功能性要求，又不引入盐及其他有害离子，同时淀粉作为一种可再生资源，原料来源丰富，价格低廉。本发明提供的生物补碳剂可广泛应用于污水预处理领域，增强微生物活性，促进微生物脱氮反应，特别是对冬季水温较低情况下，具有投加量少，微生物适应期短，易于管理和使用的明显优势。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体地说，涉及一种促进生物脱氮的生物补碳剂。

背景技术

随着国家对生态环境的重视，特别是生态流域的治理力度加大，水体环境排入水质严格控制，标准也逐步提高。中国当前污水处理厂(站)排放标准执行国标GB 18918-2002的城镇污水厂污染物排放标准，该排放标准一级A的总氮最高允许值为15mg/L，氨氮8mg/L；远高于地表水环境指标标准里Ⅴ类水质要低于2.0mg/L，大量的高氮废水排入水体，引起水体中植物的大量繁殖，水体溶解氧降低，水质发臭，严格控制河流及胡泊水体中高氮废水排入，成为水生态治理控源的主要措施之一。

污水处理厂作为城镇排水接纳单位，也是最终排放水体最为关键的环节。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过程，把水体中的氮转化成气态氮去除，当水中的有机物不足时，生物活性降低，反硝化工艺受阻，脱氮效果变差，特别是冬季水温降低，更进一步降低了硝化菌与反硝化菌的活性，为提高其活性，需要额外添加补碳剂，以增强脱氮效果。

当前市面上作为补碳剂的产品种类很多，包括葡萄糖类、有机酸盐类、醇类以及化工生产企业的副产物等。葡萄糖一般作为较为理想的补碳剂，易于微生物吸收，但是对投加位置及投加量的控制较为严格，如果控制不当容易造成丝状菌繁殖，造成污泥膨胀，沉淀池出水水质变差；有机酸盐类补碳剂大体分为低分子直链有机酸盐和芳香类苯环有机酸盐，低分子直连有机酸盐利于微生物吸收，芳香类苯环有机酸盐则几乎不能被微生物直接利用，且有机酸盐类补碳剂容易引起pH值和盐分的变化，投加量将受到较大限制；醇类补碳剂一般为乙醇或甲醇，作为危险化学品，在使用管理过程中具有极大的局限性；化工生产企业的副产物，虽价格低廉，但成分复杂不稳定，有害有毒物质容易对污水处理系统产生致命危害，造成整个生物系统崩溃。

因此，对补碳剂的选择提出了更高的要求，既要提高微生物的活性，又不能影响原有生物系统的稳定，更不能带来有害有毒物质，同时还要考虑使用过程的安全性和经济性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种羰基复合碳源生物补碳剂及其制备方法，以该生物补碳剂为生物碳源，可广泛应用于污水预处理领域，增强微生物活性，促进微生物脱氮反应，特别是对冬季水温较低情况下，具有投加量少，微生物适应期短，易于管理和使用的明显优势。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种羰基复合碳源生物补碳剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在60℃～65℃下向淀粉液化浆中加入糖化催化酶，于60℃～65℃下反应至取样加无水乙醇后不产生浑浊现象；

(2)向步骤(1)所得反应液中加入乙酸溶液与甲醇溶液，升温至78～82℃反应30～35min，降温至55～60℃后进行过滤，过滤后获得的液体产品即为所述生物补碳剂。

进一步地，步骤(1)中，所述淀粉液化浆的浓度为30％～35％(m/m)，pH通过有机酸被调节为4.5±0.3，以利于糖化催化酶的催化反应。