【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及污水處理，具體涉及一種高有機當量液相復合碳源及其制備與應用。
技術介紹
1、碳源是一種高分子有機化合物，為微生物生長和代謝提供必要的營養物質，廣泛應用于不同工藝的污水處理生化系統中。在城市生活廢水、工業廢水、市政污水等領域，碳源的使用尤為關鍵。由于污廢水中污染物種類繁多，有機物質含量極低，生化系統中的微生物無法獲取足夠的有機質，缺乏能量進行脫氮反應。因此，絕大部分污水廠都需要投加碳源，以解決因有機質不足而導致的出水硝態氮偏高問題，從而提高生化系統的生物反硝化脫氮能力。
2、碳源可分為單一碳源和復合碳源。單一碳源主要包括甲醇、乙醇、乙酸、乙酸鈉、葡萄糖等，而復合碳源則是將這些單一碳源進行混合使用。然而，目前市場上銷售的碳源存在許多難以解決的技術問題，這些問題嚴重影響了污水處理的效果和安全性。
3、一、單一碳源的問題：
4、甲醇和乙醇：這些醇類碳源雖然易于獲取且價格相對較低，但其毒害性較強，容易毒害微生物，降低污水廠的抗沖擊負荷能力。長期使用會導致出水水質波動劇烈，嚴重時甚至會使生化系統崩潰。此外，甲醇和乙醇的儲存和使用環節存在嚴重的安全風險，必須接受嚴格監控，增加了操作的復雜性和成本。
5、乙酸和乙酸鈉：雖然乙酸和乙酸鈉的脫氮效果較好，但其有機質含量較低，導致投加量大，使用成本高。同時，微生物代謝過程中會產生大量的污泥，增加了污泥處理的負擔，難以大規模使用。
6、葡萄糖：葡萄糖雖然易于被微生物利用，但容易引發絲狀菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，影響污水處理效果。
7、二、復合碳源的問題：
8、市場上絕大多數復合碳源主要以甲醇、乙酸鈉、葡萄糖等單一碳源為主要材料，無法規避上述單一碳源的缺點。這些復合碳源雖然在一定程度上改善了單一碳源的某些問題，但仍存在以下主要問題：
9、1、毒害性和安全風險：復合碳源中通常含有有毒有害的醇類，如甲醇、乙醇等，這些成分容易毒害微生物，降低污水廠的抗沖擊負荷能力。同時，儲存和使用環節的安全風險依然存在，需要嚴格的監控和管理。
10、2、有機質含量低：即使將多種單一碳源混合，復合碳源的有機質含量仍然較低，導致投加量大，使用成本高。微生物代謝過程中產生的污泥量大，增加了污泥處理的負擔。
11、3、使用效果不穩定：由于復合碳源的成分復雜，質量控制難度大，導致其使用效果不穩定，難以保證出水水質的穩定性和可靠性。
12、綜上所述，目前復合碳源制備領域存在許多難以解決的技術問題，這些問題嚴重影響了污水處理的效果和安全性。因此，尋求一種無毒無害、不存在安全風險、有機質含量高且投加成本低的復合碳源，是當前水處理行業重點關注的方向。
技術實現思路
1、本專利技術意在提供一種高有機當量液相復合碳源及其制備與應用，以解決現有技術中復合碳源存在的潛在毒性及有機質含量不理想的問題。
2、為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種高有機當量液相復合碳源，以質量份計，包括聚乙交酯5～10份、丙三醇10～15份、糖類10～15份、丙二醇10～15份、羥基乙酸15～25份、水30～40份。
3、優選的，作為一種改進，以質量百分比計，包括聚乙交酯5～10％、丙三醇10～15％、糖類10～15％、丙二醇10～15％、羥基乙酸15～25％、水30～40％。
4、優選的，作為一種改進，羥基乙酸、丙二醇均來自食品添加劑行業再生產過程中的廢母液或邊角料。
5、優選的，作為一種改進，糖類為海藻酸鈉、葡萄糖酸鈉、果糖、蔗糖中的至少一種。
6、優選的，作為一種改進，葡萄糖酸鈉為食品級，含量大于98％。
7、優選的，作為一種改進，cod當量≥100萬mg/l。
8、優選的，作為一種改進，一種高有機當量液相復合碳源的制備方法，包括如下步驟：
9、s1、按比例取丙三醇、聚乙交酯、丙二醇、羥基乙酸置于夾層蒸汽鍋中，通入飽和水蒸氣進行反應，然后瞬間泄壓，得到良好混合的碳源基底，待用；
10、s2、將碳源基底冷卻后，將糖類注入碳源基底中，攪拌后得到高有機當量液相復合碳源。
11、優選的，作為一種改進，步驟s1中，反應溫度為120℃、壓力為1.5mpa、時間為10～15min。
12、優選的，作為一種改進，步驟s2中，冷卻溫度為30℃，糖類注入速度為10ml/s，攪拌轉速為250～300rpm，攪拌時間為10～15min。
13、優選的，作為一種改進，一種高有機當量液相復合碳源在制備污水處理劑中的應用。
14、本方案的原理及優點是：實際應用時，現有技術中，在制備復合碳源時常用乙醇、甲醇等，具有一定的潛在毒性，本方案選取了水處理領域不常見的醇類、酸類組合，克服了普通碳源具備醇類生物毒性的問題，克服了普通碳源含有易燃易爆物質的危險性；葡萄糖的使用則容易引發絲狀菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，本方案創造性的采用了海藻酸鈉作為糖類構成中的主要物質，下調了組分中葡萄糖的比重，降低了污泥膨脹風險。基于此，本技術方案中，提出了一種新型的復合碳源，并對其組成及制備工藝進行全面的優化。首先，在復合碳源的組成上，聚乙交酯、丙三醇的有機當量高，有助于提高單位體積碳源的cod當量，降低運輸成本、投加成本。而且聚乙交酯是一種可生物降解的脂肪族聚合物，降解速度快，具有良好的可生物降解性，高溫溶解后易被微生物吸收，代謝產物為二氧化碳和水，不存在有毒有害成分，可降低酸類、醇類物質對微生物的代謝負擔。在糖類的優化上，以海藻酸鈉、葡萄糖酸鈉為主，此類小分子糖類有助于加快細菌吸收，加快胞間新陳代謝，也有助于維持細胞間滲透壓壓力平衡，延長微生物存活壽命。同時規避使用易造成絲狀菌繁殖的葡萄糖，避免在污水治理過程中造成污泥膨脹的次級問題。此外，本技術方案中使用的羥基乙酸通常同于漁業的飼料中，本技術方案將其引入復合碳源中，能增加水中生物的免疫力，也可與過量的鈣、鎂等陽離子結合形成穩定的沉淀物，有利于控制污水中的堿性、硬度，從而起到水質穩定的作用，創造適合微生物繁殖的微觀環境，實現水體改善和促進微生物活性雙重作用。此外，丙二醇在120℃蒸汽的作用下能被氧化成丙醛、乳酸、丙酮酸與醋酸，所生成的丙醛與其他成分充分混合后，能顯著提升復合碳源的抗凍性，在冬季使用不會出現成分分離、分層現象。保證了低溫下碳源的高溶解性，更有利于低溫時微生物的吸收利用。乳酸可以競爭性地占據脫氮微生物的粘膜表面，阻礙病原微生物的黏附和生長；此外，乳酸、醋酸還可以分解成乳酸氫根離子和氫離子，進而使環境的ph值降低，創造微生物喜歡的弱酸性環境。羥基乙酸與丙二醇搭配使用，具有明顯的協同加強作用，羥基乙酸參與生物體內氨基酸代謝過程，形成生物體必要的蛋白質，而丙二醇代謝后的乳酸能促進生物對有機物的吸收代謝，使羥基乙酸向蛋白質加速轉化，從而協同促進微生物成倍加快代謝污染物，二者同時能與水中鈣鎂等硬度離子結合生成沉淀，降本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：以質量份計，包括聚乙交酯5～10份、丙三醇10～15份、糖類10～15份、丙二醇10～15份、羥基乙酸15～25份、水30～40份。
2.根據權利要求1所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：以質量百分比計，包括聚乙交酯5～10％、丙三醇10～15％、糖類10～15％、丙二醇10～15％、羥基乙酸15～25％、水30～40％。
3.根據權利要求2所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：所述羥基乙酸、丙二醇均來自食品添加劑行業再生產過程中的廢母液或邊角料。
4.根據權利要求3所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：所述糖類為海藻酸鈉、葡萄糖酸鈉、果糖、蔗糖中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：所述葡萄糖酸鈉為食品級，含量大于98％。
6.根據權利要求5所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：COD當量≥100萬mg/L。
7.根據權利要求1～6任一所述的一種高有機當量液相復合碳源的制備方法，其特征在于，
8.根據權利要求7所述的一種高有機當量液相復合碳源的制備方法，其特征在于：步驟S1中，反應溫度為120℃、壓力為1.5MPa、時間為10～15min。
9.根據權利要求8所述的一種高有機當量液相復合碳源的制備方法，其特征在于：步驟S2中，冷卻溫度為30℃，糖類注入速度為10mL/s，攪拌轉速為250～300rpm，攪拌時間為10～15min。
10.根據權利要求1～6任一所述的一種高有機當量液相復合碳源在制備污水處理劑中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：以質量份計，包括聚乙交酯5～10份、丙三醇10～15份、糖類10～15份、丙二醇10～15份、羥基乙酸15～25份、水30～40份。
2.根據權利要求1所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：以質量百分比計，包括聚乙交酯5～10％、丙三醇10～15％、糖類10～15％、丙二醇10～15％、羥基乙酸15～25％、水30～40％。
3.根據權利要求2所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：所述羥基乙酸、丙二醇均來自食品添加劑行業再生產過程中的廢母液或邊角料。
4.根據權利要求3所述的一種高有機當量液相復合碳源，其特征在于：所述糖類為海藻酸鈉、葡萄糖酸鈉、果糖、蔗糖中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的一種高有機當量液相復合碳源，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬征，石廣，伍靈，荊黎，曾善文，張睿思，
申請(專利權)人：重慶遠達煙氣治理特許經營有限公司科技分公司，
類型：發明
國別省市：
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