目前,随着人民群众不断增强的环保意识及城市化进程的不断加快,氮磷的排放标准也趋于日益严格。微生物反硝化已经成为目前最有效脱氮方式之一且在污水处理领域也有着非常广泛的应用。污水反硝化处理技术是一种利用反硝化细菌在缺氧条件下(溶解氧<0.5mg/l)将硝酸盐还原成气态氮即利用no2-和no3-为呼吸作用的最终电子受体,把硝酸还原成氮气(n2),称为反硝化作用或脱氮作用:no3-→no2-→n2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌,这类微生物群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌,例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等,它们以有机物为氮源和能源,进行无氧呼吸。该类有机物被成为反硝化碳源,该碳源可作为硝态氮还原所需要的电子供体、也可同化合成细胞及脱氧或转化为细胞储藏碳。
截止日前,国内外对外加反硝化碳源进行了一系列的研究,发现不同外加碳源对反硝化过程的影响不同。按照碳源对反硝化速率的影响,碳源一般可以分为以下三种类型:第一类是易于生物降解的有机物,如甲醇、乙醇、乙酸、乙酸钠和葡萄糖等;第二类为缓慢生物降解的有机物,如蛋白质和淀粉等;第三类为细胞质,微生物会利用细胞成分进行内源反硝化。这三类碳源的可生化降解利用速率不一样,其反硝化的效果也不一样。一般而言,可生化降解性好的短链有机物分子反硝化的速率也最快,即是最好的反硝化电子供体。然而,甲醇、乙醇等短链醇类物质作为碳源时,其成本相对较高、且属于危险化学品,其生产、运输、储存和使用等过程均容易产生安全问题,因此不能在产业上大规模推广使用。乙酸因气味大和成本高因而也未能大规模在市场上推广使用。此外,乙酸钠(一般使用三水乙酸钠)由于其含有结晶水,导致能被反硝化利用的碳氢含量较低(约20%)而且其运输费用相对较高。相比较前几类碳源而言,葡萄糖性价比相对较高,然而其使用过程中容易产生亚硝态氮积累的现象,且使用过程中易出现污泥膨胀等缺陷。
综上所述,使用单一成分的碳源时有很大的限制。因此,开发出一种低成本和高效率的复合反硝化碳源对降低污水处理成本和提高反硝化效率意义重大。
技术实现要素:
为了解决目前碳源配方配方成分单一,成本高、效率低及使用不便等技术问题,本发明提供一种反硝化复合碳源配方及其制备方法。
一种用于污水反硝化复合碳源配方,其含有按质量百分比的以下成分:三水乙酸钠5-20%、葡萄糖20-30%、红糖5-10%、乳糖5-10%、反硝化菌液0.2-1%和29-64.8%的水。
一种用于污水反硝化复合碳源配方,其cod≥200000mg/l。
一种用于污水反硝化复合碳源配方,其ph值为5-9。
一种用于污水反硝化复合碳源配方,其bod/cod≥0.3。
所述葡萄糖和所述红糖为液态或固态。
一种用于制备上述的用于污水反硝化复合碳源配方的方法,包括以下步骤:
(1)将称量好的三水乙酸钠和葡萄糖加入1/3-2/3的水中,搅拌得到乙酸钠和葡萄糖的混合液,加热至50-60℃,持续搅拌0.5-1小时;
(2)往上述步骤中所得的混合液中加入称量好的红糖、乳糖及剩余的1/3-2/3的水,在50-60℃下搅拌0.5-1.5小时至形成均匀混合液;
(3)往上述步骤中所得的混合液中加入反硝化菌液,在室温下搅拌0.3-1小时至形成均匀混合液,并控制溶液ph值5-9。
本发明的有益效果为:
(1)本发明首次结合反硝化菌液,大幅度提升了反硝化的效率;
(2)本发明运用复合碳源,适用的ph值及cod值范围较大,适用于不同的水质,如生活污水、市政污水、屠宰废水、工业废水、煤化工废水等;
(3)可生化性较高,能有效降低出水cod值,污泥菌种适应快,反硝化脱氮好;
(4)成本较传统的反硝化碳源低、效率高、无毒、化学性质稳定、制备方便,兼具单一碳源(如乙酸钠和葡萄糖等)优点,是一种经济高效的微生物反硝化碳源配方。