[发明专利]一种用于生物反硝化脱氮的复合碳源

说明书

本发明公开了一种用于生物反硝化脱氮的复合碳源，以100体积份计算，所述复合碳源原料包括：7～67％多元醇，3～62％糖蜜，30～32％水，0～5％添加物。本发明提供的一种用于生物反硝化脱氮的高效复合碳源，避免了单一碳源对系统微生物菌群的破坏，综合了多元醇和糖蜜的优点，既解决了多元醇(例如甘油)作为碳源脱氮反硝化速率慢的问题，也可以提供比糖蜜更高的COD含量以及更低的氮含量，同时具有更好的流动性，增加投加便利性，便于储存、运输和使用。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种用于生物反硝化脱氮的复合碳源。

背景技术

含有氮化合物的污水未经脱氮处理任意排放会给环境造成危害，主要会造成：缓流水体的富营养化，氮化合物是植物性营养物，排放湖泊、水库一类的缓流水体，会使水中的藻类异常增殖；农业灌溉用水中，T-N含量如超过1mg/L，作物吸收过剩的氮，能够产生贪青倒伏现象。所以含有氮化合物的污水在排放或利用前应进行脱氮处理。

目前脱氮技术可分为物理化学脱氮和生物脱氮两种技术，物理化学脱氮如吹脱塔等通常比较昂贵，生物脱氮工艺因其廉价高效的表现，得到了广泛应用。生物脱氮技术主要是指反硝化脱氮技术，即硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮的过程。反硝化菌属于异养型兼性厌氧的细菌，在厌氧条件下，以亚硝酸盐氮和硝酸盐氮为电子受体，以碳源为电子供体。可能有两种转化途径，即：同化反硝化(合成)，最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分；另一为异化反硝化(分解)，最终产物是气态氮。

碳源作为反硝化过程中必不可少的物质，碳源的种类及C/N比直接关系着反硝化的速率和脱氮效果。通常每去除1mg的N需要消耗6～8mg的COD(即化学需氧量，ChemicalOxygen Demand，是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量)。然而，碳源不足问题一直困扰着我国现行污水厂处理出水氨氮的达标排放，这种情况在低温季节更加严重。为保证反硝化的顺利高效进行，需要投加外加碳源。研究表明，不同碳源的反硝化速率、反硝化效能以及代谢产物的种类有很大的差别。因而反硝化外加碳源的选择必须考虑多方面的因素，包括脱氮效果、运行成本、投加条件及可能对出水水质和污泥产物的影响等。

传统有机碳源物质包括醇类，醇类又分为一元醇与多元醇，一元醇即在分子内仅含有一个羟基的醇，如甲醇、乙醇等。甲醇、乙醇的缺点是：分解中会产生其他副产物，比如乙醛或甲醛，对水质造成危害需要额外处理，也会使成本增加；另外，一元醇还有易燃的缺点，甲醇还具有毒性。多元醇即分子中含有二个或二个以上羟基的一大类醇类，如乙二醇或甘油(丙三醇)等。甘油具有很高的黏度，在低温条件下会对碳源的添加造成困难。另外，使用甘油作为碳源对硝酸盐的分解速度低于其他碳源。甘油的优点是较高的COD含量、不含氮、pH中性，无有害物质。另外，甘油原料属于可再生材料，产量丰富、单位COD价格便宜。

糖蜜也可作为外加碳源使用。糖蜜是指制糖工业的副产品，总糖量为40～50％，是结晶糖分离后的剩余物，按制糖原料不同可分为蔗糖糖蜜、葡萄糖糖蜜、果糖糖蜜等。糖蜜中，还含有钙、镁、钾、铁、维生素和蛋白质。糖蜜作为碳源具有以下优点：COD含量可以被快速降解；无有害物质；原材料属可再生原料，来源丰富，单位COD价格相对便宜。糖蜜作为碳源也具有缺点：一般为黏稠状液体，不利于自动输送。另外，糖蜜由于含有蛋白质具有相对较高的总氮含量，相对较低的COD含量。

其他可以作为外加碳源使用的还包括淀粉、乙酸盐、甲烷、天然气等，但是这些物质作为碳源有各自的缺点，如pH非中性，难以自动输送，储量较小，不可再生，价格昂贵等。

同时，根据国内外学者研究发现，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，因此开发高经济性，高效环保的复合碳源是目前亟需解决的问题。

发明内容