申请日2017.04.18
公开(公告)日2017.08.15
IPC分类号C02F3/34; C02F3/02; C02F3/12; C02F11/12; C02F3/30; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法，属于污水处理领域。本发明涉及的方法为通过反硝化过程和添加CaO营造碱性环境，使水中的钙离子与微生物降解有机物产生的CO2反应形成CaCO3沉淀，其中反硝化过程由颗粒污泥强化，颗粒污泥内部有良好的碱性环境，而以脱水造粒形成的物理颗粒污泥为接种污泥时，可快速培养出好氧颗粒污泥;CaO的添加用于直接快速地调节pH到碱性环境，且CaO与CO2反应形成的CaCO3还可作为内核促进颗粒污泥的形成，实现CO2捕集与污泥颗粒化的良性循环。本发明制备工艺简单，成本低廉，可大规模工业化应用。
权利要求书
1.一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法，其特征在于：通过反硝化过程和添加CaO营造碱性环境，使水中的钙离子与微生物降解有机物产生的CO2反应形成CaCO3沉淀，其中反硝化过程由颗粒污泥强化，颗粒污泥内部有良好的碱性环境，而以脱水造粒形成的物理颗粒污泥为接种污泥时，可快速培养出好氧颗粒污泥;CaO的添加用于直接快速地调节pH到碱性环境，且CaO与CO2反应形成的CaCO3还可作为内核促进颗粒污泥的形成，实现CO2捕集与污泥颗粒化的良性循环。
2.根据权利要求1所述的一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法，其特征在于：添加的CaO的质量占污泥干重的2%-4%。
3.根据权利要求1所述的一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法，其特征在于：脱水造粒形成的物理颗粒污泥，控制其含水率为55%-81%，最佳污泥含水率为65%-75%。
4.根据权利要求1所述的一种在水处理好氧过程中捕集CO2的方法，其特征在于：脱水造粒制成的污泥为长条形，长宽高比例为2:1:1，宽和高控制在1.0-1.5mm。
说明书
一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法
技术领域
本发明属于环境保护中的污水处理领域，具体涉及到一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法。
背景技术
污废水中含有大量有机物，经微生物处理后转化为CO2、水和以参与微生物合成的形式转移到剩余污泥中，其中以CO2形式直接排放到大气中的碳排放量要占到80%左右，且分散难以集中处理。据报道，2008年COD排放量为1321万吨，污废水生化处理直接排放到大气中的CO2量为1830万吨，据国家统计局资料，2014年COD排放量为2295万吨，简单换算后，相应的CO2排放量为3179万吨。实现污废水生化处理过程中CO2的减排有重要的意义。
CO2固定技术主要有地质固定、海洋封存、生物固碳、CO2矿物碳酸化固定等，矿物碳酸化固定技术是CO2捕集的重要方式之一，与其他固定技术相比，矿物碳酸化固定环境风险性小，可实现CO2的永久封存，而地质固定则存在CO2逃逸进入大气环境、地下水等风险，海洋封存则明显受到地域限制，同时对海洋生物可能存在一定影响，生物固碳则需要较长时间才能显示效果。矿物碳酸化固定技术主要是利用含钙和镁的二价金属离子与CO2反应生成稳定的碳酸盐物质。CO2矿物碳酸化固定过程存在障碍:以硅酸盐矿石为原料的直接过程，矿物原料需要预处理，过程的能耗高，同时也很难得到高附加值的产物，经济性不好;采用间接工艺过程，媒质的回收困难，能耗和经济成本也很难降低。污废水生化处理过程中产生的CO2也较难收集。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法，以解决水处理好氧过程中CO2的排放问题。
本发明公开了一种在好氧水处理过程中捕集CO2的方法，其技术方案如下：
通过反硝化过程和添加CaO营造碱性环境，使水中的钙离子与微生物降解有机物产生的CO2反应形成CaCO3沉淀，其中反硝化过程由颗粒污泥强化，颗粒污泥内部有良好的碱性环境，而以脱水造粒形成的物理颗粒污泥为接种污泥时，可快速培养出好氧颗粒污泥;CaO的添加用于直接快速地调节pH到碱性环境，且CaO与CO2反应形成的CaCO3还可作为内核促进颗粒污泥的形成，实现CO2捕集与污泥颗粒化的良性循环。其特征在于：添加的CaO的质量占污泥干重的2%-4%;脱水造粒形成的物理颗粒污泥，控制其含水率为55%-81%，最佳污泥含水率为65%-75%;脱水造粒制成的污泥为长条形，长宽高比例为2:1:1，宽和高控制在1.0-1.5mm。
本发明的有益效果是：以颗粒污泥内部为CO2矿物碳酸化场所，可有效解决水处理中微生物降解有机物释放的CO2分散难捕集的问题。污泥颗粒化过程中Ca2+和CaCO3分别会以EPS-Ca-EPS和诱导核的形式促进污泥颗粒化，并且使污泥有更佳的物理特性，如粒径大。投加的Ca2+最终以CaCO3的的形式储存于颗粒污泥内部，保证了固碳效果，提高Ca2+利用率，同时也有利于好氧污泥颗粒化的完全实现。
