[发明专利]一种适用于北方冬季低温条件的高效复合碳源及其制备方法

说明书

本发明提供一种适用于北方冬季低温条件下的高效复合碳源及其制备方法，包括抗凝固因子、反硝化细菌生长优势碳源和反硝化菌液，冰点低至‑25℃，可促进冬季低温条件下反硝化细菌的生长和脱氮性能。所述的抗凝固因子占总量的25％‑35％，包括小分子醇和乙酸钙；所述的反硝化细菌生长优势碳源占总量的65％‑75％，包括包括糖类，有机酸，三水合乙酸钠，无机盐和自来水；所述的反硝化菌液占1‰‑5‰。本发明提供的复合碳源配方COD为60‑70万mg/L，pH值为5.0‑6.5。本发明选用的原料虽然为常见物质，但成分多样，避免单一性碳源长期使用降低活性污泥中微生物菌群多样性；相对分子量小，容易被反硝化细菌利用；添加易被反硝化细菌利用的抗凝固因子，避免冬季液体碳源发生结冰的现象。

技术领域

本发明涉及污水生化处理领域，尤其涉及一种适用于北方冬季低温条件的高效复合碳源及其制备方法。

背景技术

脱氮是大部分污水处理系统中不可缺少的一环，与物理化学法相比，生物脱氮具有经济高效，操作方便，环保，无二次污染的优势。传统生物脱氮技术经过近百年的发展，衍生出多种生化处理工艺，如：AO、AAO、SBR、氧化沟等。无论传统生物脱氮工艺如何变化，其基本原理都是利用硝化细菌和反硝化细菌进行脱氮。硝化细菌通常为自养微生物，在好氧条件下进行硝化反应，将有机氮和氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；反硝化细菌通常为异养微生物，在厌氧或缺氧条件下进行反硝化反应，以有机物质或还原态化合物作为电子供体，将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化成气态氮(N₂和N₂O)释放到空气中，脱离污水系统，从而达到生物脱氮的目的。

然而我国现行污水处理厂，特别是我国南方地区的污水处理厂普遍存在碳氮比低，脱氮碳源不足而引起的反硝化效率降低的问题。为了提高脱氮效率，一方面可以增加反硝化缺氧区的面积，延长反硝化时间来提升脱氮效果，但这种方法需要扩建污水处理厂，基建费用高，且在土地资源紧张的当下社会可操作性不强；另一方面，可以通过向缺氧区投加外部碳源，调整污水碳氮比至合理比例，提升反硝化效率，外加碳源已成为污水处理厂解决总氮不达标的主要方式之一，但是如果外加碳源选择不当，或者投加比例不合适，不仅会增加污水处理厂运行成本，还有可能导致污泥膨胀，COD超标的风险，脱氮效果难以得到有效保障。

国内外学者对外加碳源的种类和投加量进行了一系列研究，发现不同碳源对系统的反硝化过程影响不同；即使投加量相同，处理效果也不一样；长期投加单一碳源会影响反硝化段的细菌生物量，以及反硝化细菌群落结构多样性。常见的外加碳源主要有：葡萄糖，三水合乙酸钠，甲醇，乙醇，乙酸等。甲醇，乙醇，乙酸只含碳氢氧三种元素，碳氢占比较高，反应活性较大，但是其均为化工产品，价格较高，且容易产生安全问题，其生产、运输、贮存、使用等过程均需严格按照危险化学品的管理方法，淘汰甲醇、乙醇、乙酸作为碳源只是时间的问题；三水合乙酸钠危险性小，响应速度快，但是碳氢占比低，运输成本高，易结晶析出，低温下溶解度低，不合适冬季北方水厂使用；葡萄糖也是相对安全，高效的备选碳源之一，使用形态有液体和固体两种，固体葡萄糖需要水厂自行溶解后投加，增加操作步骤，而液体葡萄糖虽然投药比固体葡萄糖方便，但是存在其他的弊端，如夏天极易发酵胀气，冬季零下低温时易结冰堵塞管道。存储也存在隐患，夏天极易发酵胀气，冬季温度零下时会结冰。因此，开发经济安全，高效环保的复合碳源乃大势所趋。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于北方冬季低温条件的高效复合碳源及其制备方法，以克服上述背景技术中提到的传统碳源不足之处。

本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于北方冬季低温条件的反硝化碳源的制备方法，制备方法简单。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种适用于北方冬季低温条件的反硝化碳源，包括抗凝固因子、反硝化细菌生长优势碳源和定量的反硝化细菌。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种抗凝固因子添加剂，确保反硝化碳源在低温条件(-25℃)下不结冰。