申请日2017.10.24
公开(公告)日2017.12.22
IPC分类号C02F3/12; C02F11/00
摘要
一种用于污泥减量的复合解偶联剂，包括组分为2,4‑二硝基苯酚，可溶性镍盐溶质和硅藻精土;其中，2,4‑二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土的重量比为1：(0.055～0.37)：(0.1055～1.37)。复合解偶联剂的制备方法，包括以下步骤：按配比，分别称取2,4‑二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土;将2,4‑二硝基苯酚配置成2,4‑二硝基苯酚溶液，浓度为5.5～12mg/L;将2,4‑二硝基苯酚溶液，可溶性镍盐和硅藻精土混合均匀，制得用于污泥减量的复合解偶联剂。本发明的复合解偶联剂保持良好的污泥减量效果，同时可以明显减弱解偶联剂对污泥性能的损害，并改善因投加解偶联剂造成出水水质变差问题，使得系统在投加DNP后，仍然能保持应达到的处理效果。
权利要求书
1.一种用于污泥减量的复合解偶联剂，其特征在于，包括组分为2,4-二硝基苯酚，可溶性镍盐溶质和硅藻精土;其中，2,4-二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土的重量比为1：(0.055～0.37)：(0.1055～1.37)。
2.根据权利要求1所述的用于污泥减量的复合解偶联剂，其特征在于，所述的可溶性镍盐为氯化镍。
3.根据权利要求1所述的用于污泥减量的复合解偶联剂，其特征在于，所述的硅藻精土的比表面积为30～60m2/g。
4.权利要求1所述的用于污泥减量的复合解偶联剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配比，分别称取2,4-二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土;
(2)将2,4-二硝基苯酚配置成2,4-二硝基苯酚溶液，浓度为5.5～12mg/L;
(3)将2,4-二硝基苯酚溶液，可溶性镍盐和硅藻精土混合均匀，制得用于污泥减量的复合解偶联剂。
说明书
一种用于污泥减量的复合解偶联剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于解偶联剂技术领域，具体涉及一种用于污泥减量的复合解偶联剂及其制备方法。
背景技术：
活性污泥法是迄今为止在世界上利用最广泛的一项污水生物处理技术，但是它所产生剩余污泥会对环境造成直接或者间接的污染，因此对剩余污泥进行处理是非常有必要的。剩余污泥的产量一般较大，占污水处理量的0.3～0.5%(含水率以97%计)。同时，污泥处理的投资和运行费用巨大，几乎占整个污水处理厂投资及运行费用的25～65%。剩余污泥的处理成为污水处理厂面临的沉重负担。因此，活性污泥污水处理工艺降低或减少剩余污泥的产生率一直是很受关注的课题。已有常用的污泥减量技术主要包括隐性生长法、生物捕食法和解偶联法等，尽管这些方法各自都存在明显的优点和不足，但相对而言，其中解偶联法因降低污泥产率的幅度最大而更为人们所接受和更具发展前景。
生物体合成和分解代谢过程中都有ATP参与，通过合成代谢产生的ATP以及小分子有机化合物，为合成代谢提供能量(ATP)和原料，从而维持生物体的正常生命活动。ATP是生物氧化磷酸化过程中将ADP磷酸化产生的，加入解偶联剂使活性污泥的合成代谢和分解代谢被解偶联，分解代谢过程中产生的能量大部分以热量的形式散失，ATP不能有效地合成，因此加入解偶联剂会有效抑制合成代谢，促进分解代谢，即代谢速率大于合成速率。微生物在氧化底物的同时，自身合成速度减慢，总体表观产率系数降低，污泥产量减少。
现有技术中常用的解偶联剂有2，4-二硝基苯酚、三氯苯酚、2，4-二氯苯酚和3，3，4，5-四氯水杨酰胺等。其中DNP因对剩余污泥的减量作用最为显著而使用最为广泛，在某些活性污泥处理工艺中，污泥的产量一般能减少60%。尽管所有的解偶联剂都有一个共同的缺点，即加入系统后会使得污泥的活性降低，然而DNP的这一缺点更为显著，但是对微生物的伤害相对更大。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用于污泥减量的复合解偶联剂及其制备方法，它以2,4-二硝基苯酚(DNP)为主要成分，通过加入其它的辅助组分，使污水处理系统中因DNP的加入而导致污泥性能降低的副作用可能降至最低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于污泥减量的复合解偶联剂，包括组分为2,4-二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土;其中，2,4-二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土的重量比为1：(0.055～0.37)：(0.1055～1.37)。
所述的可溶性镍盐为氯化镍。
所述的硅藻精土的比表面积为30～60m2/g。
所述的用于污泥减量的复合解偶联剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比，分别称取2,4-二硝基苯酚，可溶性镍盐和硅藻精土;
(2)将2,4-二硝基苯酚配置成2,4-二硝基苯酚溶液，浓度为5.5～12mg/L;
(3)将2,4-二硝基苯酚溶液，可溶性镍盐和硅藻精土混合均匀，制得用于污泥减量的复合解偶联剂。
本发明的工作原理：
在活性污泥法污水处理系统中，污水与污泥相互间并非处于均相的混合状态，尽管存在曝气的机械搅拌作用，但污泥还是以胶团颗粒的形态为主悬浮于系统中。发明人在实验中发现，DNP对微生物的伤害与DNP在水相中的浓度极为相关，浓度愈高对微生物的伤害愈大。而DNP的解偶联作用则与DNP在污泥胶团颗粒中的浓度极为相关，浓度愈高解偶联作用愈大。另外，镍离子是微生物不可缺少的微量元素，适量镍离子有助于提高微生物的活性，进而提高分解有机物的效率。而硅藻精土多孔、质轻、相对密度小，纯净干燥的硅藻精土密度仅为0.4～0.9g/cm3，由于硅藻精土孔径分布范围大，孔隙率高，吸附能力强，可以提高活性污泥的沉降性，并且通过吸附污水中的有机物来进一步提高出水水质。本发明的实质是将DNP和可溶性镍盐、硅藻精土按一定的浓度混合配制成一种复合的解偶联剂，发明人在实验中观察到，由于硅藻精土具有较大的孔隙率和比表面，能吸附自身质量3-4倍的物质。因此，对DNP和二价镍离子不仅具有较强的吸附作用，而且吸附容量很大。当DNP和可溶性镍盐、硅藻精土按一定的浓度混合后，硅藻精土如同载体一样吸附负载了DNP和二价镍离子，形成一种“负载型”的复合解偶联剂，并且负载于“载体”上的DNP和二价镍离子在水中并不像单纯的DNP和二价镍离子那样会迅速扩散，而以相对较低的速率缓慢释放，因此可将这种“负载型”的复合解偶联剂视作缓释型解偶联剂。发明人通过进一步的实验发现，与单纯的DNP相比，当这种“负载型”的复合解偶联剂投入系统后在污水的溶解速率明显减缓，因此在污水水相中的浓度大为降低。另一方面，由于硅藻精土很易与污泥胶团颗粒集聚溶合，它们集聚溶合后DNP和二价镍离子将缓慢地释放于污泥胶团内，使得污泥胶团内能获得较高的DNP和二价镍离子浓度。
DNP与二价镍离子对解偶联法活性污泥减量有较好的协同作用，两者以合适的比例配合使用可降低解偶联剂的总加入量，从而进一步有利于污水处理效率的提高。
本发明的有益效果：
(1)采用本发明的复合解偶联剂进行污泥处理，在不影响减量效果的前提下，出水水质相对单独投加DNP有所提高;
(2)采用本发明的复合解偶联剂进行污泥处理，能够使污泥性能，包括沉降性和活性都得到明显改善;
(3)本发明的复合解偶联剂相比单独投加DNP，能进一步降低污泥产率，也可以减少DNP的投加量。
