公布日：2023.04.04
申請日：2022.12.16
分類(lèi)號：C02F1/66(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，包括以下工藝：(1)取垃圾滲濾液，加入鎂源混合，利用堿劑調節pH至9～11，以150～250rpm的攪拌速率攪拌反應5～30min，以30～70rpm的攪拌速率攪拌反應1h；(2)取上清液，作為液態(tài)碳源；投入待處理污水中。本發(fā)明通過(guò)鎂源、磷酸鹽將垃圾滲濾液中的氨氮反應，取反應后的上清液作為脫硝碳源組合物，降低污水處理的氮磷復合，在反硝化過(guò)程中作為外部碳源來(lái)提高反硝化速率，具有微生物利用率高，適應期短，毒害小，污泥容量低的特點(diǎn)，達到以污制污、減少了碳源運輸的消效果。
權利要求書(shū)
1.一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：包括以下工藝：(1)取垃圾滲濾液，加入鎂源混合，利用堿劑調節pH至9～11，以150～250rpm的攪拌速率攪拌反應5～30min，以30～70rpm的攪拌速率攪拌反應1h；(2)取上清液，作為液態(tài)碳源；投入待處理污水中；所述(2)的待處理污水中還添加有固態(tài)碳源，由以下工藝制得：(1)取環(huán)氧餐廚廢棄油、甘油混合，升溫至98～105℃，加入催化劑氟硼酸，反應3.8～4.3h，分液分離出甘油，得到餐廚廢棄油基多元醇；(2)取餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇溶液混合，于高壓滅菌鍋內加熱至110～121℃，攪拌3.8～4.3h，得到改性溶液；加入米糠混合，捏成顆粒狀，自然晾干，得到固態(tài)顆粒；(3)取聚乙烯醇溶液、醛基淀粉混合，利用濃鹽酸調節體系pH至1.8～2.1，于90～98℃溫度下，攪拌反應20～45min；加入甘油、OP-10，混合均勻，得到液體；加入固態(tài)顆粒，浸漬5～12s，取出，于60～65℃加熱5～6h，得到固態(tài)碳源。
2.根據權利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述鎂源為氧化鎂、氯化鎂、氫氧化鎂中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述鎂源中鎂離子與垃圾滲濾液中氨氮的摩爾比為(1.0～1.5):1。
4.根據權利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述堿劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述(1)中，當垃圾滲濾液中氨氮去除85～90％時(shí)，加入磷酸鹽。
6.根據權利要求5所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述磷酸鹽與垃圾滲濾液中氨氮的摩爾比為1:1。
7.根據權利要求5所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述磷酸鹽為磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀。
8.根據權利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述固態(tài)顆粒的平均直徑為5～6mm。
9.根據權利要求1所述的一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，其特征在于：所述液態(tài)碳源、固態(tài)碳源復合使用，使得待處理污水C/N比值為6.5～12。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，包括以下工藝：
(1)取垃圾滲濾液，加入鎂源混合，利用堿劑調節pH至9～11，以150～250rpm的攪拌速率攪拌反應5～30min，以30～70rpm的攪拌速率攪拌反應1h；
(2)取上清液，作為液態(tài)碳源；投入待處理污水中。
進(jìn)一步的，所述鎂源為氧化鎂、氯化鎂、氫氧化鎂中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述鎂源中鎂離子與垃圾滲濾液中氨氮(NH4+-N)的摩爾比為(1.0～1.2):1。
進(jìn)一步的，所述堿劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中，當垃圾滲濾液中氨氮(NH4+-N)去除85～90％時(shí)，加入磷酸鹽。
進(jìn)一步的，所述磷酸鹽與垃圾滲濾液中剩余氨氮(NH4+-N)的摩爾比為(0.7～1.0):1。
進(jìn)一步的，所述磷酸鹽為磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀。
進(jìn)一步的，所述液態(tài)碳源在待處理污水中C/N比值為5。
在上述技術(shù)方案中，垃圾滲濾液水解產(chǎn)生的揮發(fā)性有機酸(VFA)具有較高的反硝化速率，利用鎂源、磷酸鹽將垃圾滲濾液氮磷釋放，攪拌提高反應速率，避免增加污水處理廠(chǎng)的氮磷負荷；能夠替代外部碳源甲醇，無(wú)需改變注入設施，作為脫硝碳源組合物，被微生物的利用率更高，適應期短，毒害更��；液態(tài)碳源可直接由污水處理廠(chǎng)提供，達到以污治污的效果；在減少污泥容量的同時(shí)，也減少了碳源的運輸。
首先，鎂源在垃圾滲濾液中溶解，堿劑提供的堿性條件，垃圾滲濾液中的NH4+與鎂源溶解得到、堿劑中的氫氧離子結合，生成氨氣，攪拌使得氨氣從垃圾滲濾液中脫離，反應平衡向正方向進(jìn)行，達到去除垃圾滲濾液中氮元素的目的。鎂源與垃圾滲濾液混合后，垃圾滲濾液中的NH4+、HPO42-、PO43-與鎂源中的Mg2+反應，得到固相磷酸銨鎂，沉淀，去除垃圾滲濾液中的氮、磷元素；在垃圾滲濾液中的氨氮去除85～90％時(shí)，補充磷酸鹽，繼續反應，進(jìn)一步提高垃圾滲濾液中的氮、磷元素的去除率。
進(jìn)一步的，所述(2)的待處理污水中還添加有固態(tài)碳源。
進(jìn)一步的，固態(tài)碳源由以下工藝制得：
S1.取環(huán)氧餐廚廢棄油、甘油混合，升溫至98～105℃，加入催化劑氟硼酸，反應3.8～4.3h，分液分離出甘油，得到餐廚廢棄油基多元醇；
S2.取餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇溶液混合，于高壓滅菌鍋內加熱至110～121℃，攪拌3.8～4.3h，得到改性聚乙烯醇溶液；
加入米糠混合，捏成顆粒狀，自然晾干，得到固態(tài)顆粒；
S3.取聚乙烯醇溶液、醛基淀粉混合，利用濃鹽酸調節體系pH至1.8～2.1，于90～98℃溫度下，攪拌反應20～45min；加入甘油、OP-10，混合均勻，得到液體；
加入固態(tài)顆粒，浸漬5～12s，取出，于60～65℃加熱5～6h，得到固態(tài)碳源。
進(jìn)一步的，所述S1中環(huán)氧餐廚廢棄油、甘油、氟硼酸的質(zhì)量比為100:100:1。
進(jìn)一步的，所述S2中餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇溶液、米糠的質(zhì)量比為(5～10):(5～10):100。
進(jìn)一步的，所述S3中聚乙烯醇溶液、醛基淀粉、甘油、OP-10的質(zhì)量比為(2.14～4.29):1:(0.47～0.78):(0.019～0.032)。
進(jìn)一步的，所述聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為10～20％。
進(jìn)一步的，所述固態(tài)顆粒的平均直徑為5～6mm。
進(jìn)一步的，液態(tài)碳源、固態(tài)碳源復合使用，使得待處理污水的C/N比值為6.5～12。
在上述技術(shù)方案中，單獨使用液態(tài)碳源時(shí)，硝酸鹽還原酶對電子的競爭能力大于亞硝酸鹽還原酶，會(huì )使得污水處理反硝化過(guò)程中亞硝酸鹽的積累嚴重；米糠的含碳量高，并含有微量元素和維生素B，能夠促進(jìn)微生物的生長(cháng)和活性的提高，有助于微生物對待處理污水反硝化處理效果的增強，減少亞硝酸鹽氮、氨氮的積累。
將餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇共混，二者發(fā)生氫鍵交聯(lián)，分子間作用力增強，分子間隙減小，提高了改性聚乙烯醇的抗溶脹能力，使得米糠(米糠使用前于高溫蒸汽器中120℃滅菌30min)與改性聚乙烯醇溶液混合制得的固態(tài)顆粒親水性降低，具有更好的拒水性能，達到溶脹而不溶解的效果，吸水保濕。聚乙烯醇分子鏈的間隙增大，規整度被破壞，使其拉伸強度降低，斷裂伸長(cháng)率提高，表現出更好的塑性，固態(tài)顆粒不易破碎，粉末狀的米糠不易隨水流沖走，反硝化穩定性更高。
聚乙烯醇溶液、醛基淀粉在酸性條件下發(fā)生羥醛縮合反應，生成交聯(lián)體系；將固態(tài)顆粒浸漬，在甘油、OP-10的制孔作用下，形成多孔層，得到表面粗糙且多孔的固態(tài)碳源，利于反硝化微生物的附著(zhù)，并能夠提高所制固態(tài)碳源的耐水能力，抗水流沖擊，將米糠進(jìn)一步固定，防止固態(tài)碳源的破裂。在碳源水解時(shí)，小分子的DOC穿過(guò)多孔層，大分子DOC則被保留，避免了廢水中過(guò)多的DOC，實(shí)現碳源的緩釋?zhuān)屘紩r(shí)間長(cháng)、填料性能好，滿(mǎn)足反硝化過(guò)程中微生物的碳源需求；同時(shí)避免反硝化過(guò)程的初期米糠中硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮的釋放，防止對微生物活性造成負面影響。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
1.本發(fā)明的利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，通過(guò)鎂源、磷酸鹽將垃圾滲濾液中的氨氮反應，取反應后的上清液作為脫硝碳源組合物，降低污水處理的氮磷復合，在反硝化過(guò)程中作為外部碳源來(lái)提高反硝化速率，具有微生物利用率高，適應期短，毒害小，污泥容量低的特點(diǎn)，達到以污制污、減少了碳源運輸的消效果。
2.本發(fā)明的利用垃圾滲濾液碳源處理污水的方法，通過(guò)餐廚廢棄油基多元醇、聚乙烯醇共混改性與米糠復合，并利用聚乙烯醇溶液、醛基淀粉、甘油、OP-10在所制固態(tài)顆粒的表面包覆一層粗糙耐水的多孔層，形成固態(tài)碳源，實(shí)現其緩釋效果，提高其緩釋穩定和抗水流沖擊能力。
（發(fā)明人：王圓峰;盧玉強;王麗華）
