[发明专利]一种生物反硝化脱氮用固体缓释碳源及其制备方法

说明书

本发明提供了一种生物反硝化脱氮用固体缓释碳源的制备方法：淀粉和聚砜分散于二甲基乙酰胺中加热搅拌混合均匀，倒入模具中浸入水中成型；将初步成型的碳源浸入水中，完成相转化后烘干获得产品。本发明的制备方法简便、可操作性强，成本低。本发明提供的缓释碳源，碳源控释效果好，强化脱氮中不会造成二次污染，对于城镇污水厂二级出水中硝酸盐的去除具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种生物反硝化脱氮用固体缓释碳源的制备方法。

背景技术

水体中氮元素含量超标容易造成水体富营养化，已成为世界性问题，严重威胁生态平衡和人类健康。在中国，全国近三分之二的湖泊因氮污染而中度或严重退化。在水生生态敏感地区，TN浓度被限制在10.0 mg/L以下。总氮(TN)的去除，即废水中氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮已成为最重要、最紧迫的问题之一。为了解决这一问题，人们采用了各种技术，包括离子交换、吸附、膜分离、电渗析和生物脱氮。其中，反硝化脱氮技术因其成本低，环境友好等特点而备受研究者青睐。

目前，城镇污水厂二级出水多为低C/N污水，限制了反硝化效率，其深度脱氮工艺需外加碳源。传统的有机碳源，如乙醇、葡萄糖、乙酸盐、甲醇等液体碳源往往出现投加过量或不足等问题，导致废水中COD的增加或硝酸盐的积累。因此，采用新型固体碳源已成为反硝化脱氮的研究热点之一。固体碳源一般分为两类：天然材料和可降解聚合物。与天然材料(如木屑、稻草、玉米穗和棉花)相比，合成生物可降解聚合物如聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)、聚己内酯 (PCL)、聚乳酸 (PLA)，淀粉/聚己内酯（SPCL）和聚-β-羟丁酸（PHB）作为碳源可以更加有效的控制碳源释放速率，在保持较高硝酸盐去除效率的同时解决污水中的色度和过量COD问题。

上述几项研究均处于实验室初步探索阶段，未见实际应用报道。因此，开发安全、持续、稳定、高效的人工制备固相有机碳源，并探究其在受硝酸盐污染的低C/N污水中的作用机制，是低C/N污水生物脱氮技术需进一步解决的核心问题。

发明内容

针对目前强化生物反硝化脱氮中有机碳源缓释效果差的问题，本发明提供一种用于生物反硝化脱氮的新型缓释碳源，碳源控释效果好，强化脱氮中不会造成二次污染。

本发明的另一目的是提供一种上述新型缓释碳源的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种生物反硝化脱氮用固体缓释碳源的制备方法，包括以下步骤：

（1）淀粉和聚砜分散于二甲基乙酰胺中加热搅拌混合均匀，倒入模具中浸入水中成型；

（2）将初步成型的碳源浸入水中，完成相转化后烘干获得产品。

步骤（1）中，所述淀粉与聚砜的质量比为1:3-3:1；优选为1:1。

步骤（1）中，所述淀粉和聚砜总量与二甲基乙酰胺的质量体积比为2:3w/v。

步骤（1）中，所述加热温度为80-85℃。

步骤（1）中，搅拌时间为18-24h。

步骤（2）中，所述浸水时间为36-48h。

步骤（2）中，所述烘干温度为60℃，时间为2h。

一种上述方法获得的固体缓释碳源。

上述固体缓释碳源可用于污水处理。所述固体缓释碳源的添加量为15-25 g/L。所述污水的总氮量为10-50 mg/L。

本发明具有以下优点：