公布日：2023.04.04
申请日：2022.12.16
分类号：C02F1/66(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F103/06(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，包括以下工艺：(1)取垃圾渗滤液，加入镁源混合，利用碱剂调节pH至9～11，以150～250rpm的搅拌速率搅拌反应5～30min，以30～70rpm的搅拌速率搅拌反应1h；(2)取上清液，作为液态碳源；投入待处理污水中。本发明通过镁源、磷酸盐将垃圾渗滤液中的氨氮反应，取反应后的上清液作为脱硝碳源组合物，降低污水处理的氮磷复合，在反硝化过程中作为外部碳源来提高反硝化速率，具有微生物利用率高，适应期短，毒害小，污泥容量低的特点，达到以污制污、减少了碳源运输的消效果。
权利要求书
1.一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：包括以下工艺：(1)取垃圾渗滤液，加入镁源混合，利用碱剂调节pH至9～11，以150～250rpm的搅拌速率搅拌反应5～30min，以30～70rpm的搅拌速率搅拌反应1h；(2)取上清液，作为液态碳源；投入待处理污水中；所述(2)的待处理污水中还添加有固态碳源，由以下工艺制得：(1)取环氧餐厨废弃油、甘油混合，升温至98～105℃，加入催化剂氟硼酸，反应3.8～4.3h，分液分离出甘油，得到餐厨废弃油基多元醇；(2)取餐厨废弃油基多元醇、聚乙烯醇溶液混合，于高压灭菌锅内加热至110～121℃，搅拌3.8～4.3h，得到改性溶液；加入米糠混合，捏成颗粒状，自然晾干，得到固态颗粒；(3)取聚乙烯醇溶液、醛基淀粉混合，利用浓盐酸调节体系pH至1.8～2.1，于90～98℃温度下，搅拌反应20～45min；加入甘油、OP-10，混合均匀，得到液体；加入固态颗粒，浸渍5～12s，取出，于60～65℃加热5～6h，得到固态碳源。
2.根据权利要求1所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述镁源为氧化镁、氯化镁、氢氧化镁中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述镁源中镁离子与垃圾渗滤液中氨氮的摩尔比为(1.0～1.5):1。
4.根据权利要求1所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述碱剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述(1)中，当垃圾渗滤液中氨氮去除85～90％时，加入磷酸盐。
6.根据权利要求5所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述磷酸盐与垃圾渗滤液中氨氮的摩尔比为1:1。
7.根据权利要求5所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
8.根据权利要求1所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述固态颗粒的平均直径为5～6mm。
9.根据权利要求1所述的一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，其特征在于：所述液态碳源、固态碳源复合使用，使得待处理污水C/N比值为6.5～12。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，包括以下工艺：
(1)取垃圾渗滤液，加入镁源混合，利用碱剂调节pH至9～11，以150～250rpm的搅拌速率搅拌反应5～30min，以30～70rpm的搅拌速率搅拌反应1h；
(2)取上清液，作为液态碳源；投入待处理污水中。
进一步的，所述镁源为氧化镁、氯化镁、氢氧化镁中的一种或多种。
进一步的，所述镁源中镁离子与垃圾渗滤液中氨氮(NH4+-N)的摩尔比为(1.0～1.2):1。
进一步的，所述碱剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种。
进一步的，所述步骤(1)中，当垃圾渗滤液中氨氮(NH4+-N)去除85～90％时，加入磷酸盐。
进一步的，所述磷酸盐与垃圾渗滤液中剩余氨氮(NH4+-N)的摩尔比为(0.7～1.0):1。
进一步的，所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
进一步的，所述液态碳源在待处理污水中C/N比值为5。
在上述技术方案中，垃圾渗滤液水解产生的挥发性有机酸(VFA)具有较高的反硝化速率，利用镁源、磷酸盐将垃圾渗滤液氮磷释放，搅拌提高反应速率，避免增加污水处理厂的氮磷负荷；能够替代外部碳源甲醇，无需改变注入设施，作为脱硝碳源组合物，被微生物的利用率更高，适应期短，毒害更小；液态碳源可直接由污水处理厂提供，达到以污治污的效果；在减少污泥容量的同时，也减少了碳源的运输。
首先，镁源在垃圾渗滤液中溶解，碱剂提供的碱性条件，垃圾渗滤液中的NH4+与镁源溶解得到、碱剂中的氢氧离子结合，生成氨气，搅拌使得氨气从垃圾渗滤液中脱离，反应平衡向正方向进行，达到去除垃圾渗滤液中氮元素的目的。镁源与垃圾渗滤液混合后，垃圾渗滤液中的NH4+、HPO42-、PO43-与镁源中的Mg2+反应，得到固相磷酸铵镁，沉淀，去除垃圾渗滤液中的氮、磷元素；在垃圾渗滤液中的氨氮去除85～90％时，补充磷酸盐，继续反应，进一步提高垃圾渗滤液中的氮、磷元素的去除率。
进一步的，所述(2)的待处理污水中还添加有固态碳源。
进一步的，固态碳源由以下工艺制得：
S1.取环氧餐厨废弃油、甘油混合，升温至98～105℃，加入催化剂氟硼酸，反应3.8～4.3h，分液分离出甘油，得到餐厨废弃油基多元醇；
S2.取餐厨废弃油基多元醇、聚乙烯醇溶液混合，于高压灭菌锅内加热至110～121℃，搅拌3.8～4.3h，得到改性聚乙烯醇溶液；
加入米糠混合，捏成颗粒状，自然晾干，得到固态颗粒；
S3.取聚乙烯醇溶液、醛基淀粉混合，利用浓盐酸调节体系pH至1.8～2.1，于90～98℃温度下，搅拌反应20～45min；加入甘油、OP-10，混合均匀，得到液体；
加入固态颗粒，浸渍5～12s，取出，于60～65℃加热5～6h，得到固态碳源。
进一步的，所述S1中环氧餐厨废弃油、甘油、氟硼酸的质量比为100:100:1。
进一步的，所述S2中餐厨废弃油基多元醇、聚乙烯醇溶液、米糠的质量比为(5～10):(5～10):100。
进一步的，所述S3中聚乙烯醇溶液、醛基淀粉、甘油、OP-10的质量比为(2.14～4.29):1:(0.47～0.78):(0.019～0.032)。
进一步的，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为10～20％。
进一步的，所述固态颗粒的平均直径为5～6mm。
进一步的，液态碳源、固态碳源复合使用，使得待处理污水的C/N比值为6.5～12。
在上述技术方案中，单独使用液态碳源时，硝酸盐还原酶对电子的竞争能力大于亚硝酸盐还原酶，会使得污水处理反硝化过程中亚硝酸盐的积累严重；米糠的含碳量高，并含有微量元素和维生素B，能够促进微生物的生长和活性的提高，有助于微生物对待处理污水反硝化处理效果的增强，减少亚硝酸盐氮、氨氮的积累。
将餐厨废弃油基多元醇、聚乙烯醇共混，二者发生氢键交联，分子间作用力增强，分子间隙减小，提高了改性聚乙烯醇的抗溶胀能力，使得米糠(米糠使用前于高温蒸汽器中120℃灭菌30min)与改性聚乙烯醇溶液混合制得的固态颗粒亲水性降低，具有更好的拒水性能，达到溶胀而不溶解的效果，吸水保湿。聚乙烯醇分子链的间隙增大，规整度被破坏，使其拉伸强度降低，断裂伸长率提高，表现出更好的塑性，固态颗粒不易破碎，粉末状的米糠不易随水流冲走，反硝化稳定性更高。
聚乙烯醇溶液、醛基淀粉在酸性条件下发生羟醛缩合反应，生成交联体系；将固态颗粒浸渍，在甘油、OP-10的制孔作用下，形成多孔层，得到表面粗糙且多孔的固态碳源，利于反硝化微生物的附着，并能够提高所制固态碳源的耐水能力，抗水流冲击，将米糠进一步固定，防止固态碳源的破裂。在碳源水解时，小分子的DOC穿过多孔层，大分子DOC则被保留，避免了废水中过多的DOC，实现碳源的缓释，释碳时间长、填料性能好，满足反硝化过程中微生物的碳源需求；同时避免反硝化过程的初期米糠中硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮的释放，防止对微生物活性造成负面影响。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明的利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，通过镁源、磷酸盐将垃圾渗滤液中的氨氮反应，取反应后的上清液作为脱硝碳源组合物，降低污水处理的氮磷复合，在反硝化过程中作为外部碳源来提高反硝化速率，具有微生物利用率高，适应期短，毒害小，污泥容量低的特点，达到以污制污、减少了碳源运输的消效果。
2.本发明的利用垃圾渗滤液碳源处理污水的方法，通过餐厨废弃油基多元醇、聚乙烯醇共混改性与米糠复合，并利用聚乙烯醇溶液、醛基淀粉、甘油、OP-10在所制固态颗粒的表面包覆一层粗糙耐水的多孔层，形成固态碳源，实现其缓释效果，提高其缓释稳定和抗水流冲击能力。
（发明人：王圆峰;卢玉强;王丽华）
