申请日2013.11.25
公开(公告)日2014.04.02
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开一种反硝化水处理剂。该处理剂为无机物、生物合成高分子聚合物和天然可降解有机物的混合物，混合物中无机物的重量含量为5～30﹪、生物合成高分子聚合物的重量含量为50～90﹪、天然可降解有机物的重量含量为5～30﹪。本发明反硝化水处理剂可在5～35℃温度下去除水中的亚硝酸盐、硝酸盐，在反硝化反应过程中的适应温度宽，甚至在5℃～10℃也能较好脱氮反应。
权利要求书
1. 一种反硝化水处理剂，其特征在于：该水处理剂为无机物、生物合成高分子聚合物和天然可降解有机物的混合物，混合物中无机物的重量含量为5～30﹪、生物合成高分子聚合物的重量含量为50～90﹪、天然可降解有机物的重量含量为5～30﹪;
所述的无机物为金属盐、金属氧化物、金属碱、镧系稀土中的一种或多种;
所述的生物合成高分子聚合物为微生物发酵法合成的聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸戊酸酯中的一种或两种，生物合成高分子聚合物的粘均分子量为200000～1000000;
所述的天然可降解有机物为淀粉、纤维素中的一种或两种。
2.如权利要求1所示的一种反硝化水处理剂，其特征在于：所述的金属盐为氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、硫酸铝中的一种或多种。
3.如权利要求1所示的一种反硝化水处理剂，其特征在于：所述的金属氧化物为氧化铁、氧化铝中的一种或两种。
4.如权利要求1所示的一种反硝化水处理剂，其特征在于：所述的金属碱为氢氧化铁、氢氧化亚铁、氢氧化铝中的一种或多种。
说明书
一种反硝化水处理剂
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种水处理剂，具体是一种反硝化 水处理剂。
背景技术
据2009年《中国环境质量公报》，26个国控重点湖泊(水库)中，劣v类 水质湖(库)9个，占34.6%。其中，太湖、滇池水质总体均为劣V类，巢湖 水质总体为V类，总氮超标是它们的一个显著特征。总氮包含硝酸盐、亚硝 酸盐、氨氮和有机氮等，含氮化合物会促进水生生物的大量繁殖，导致水体 的富营养化，硝酸盐和亚硝酸盐还可转化为致癌物亚硝胺，影响饮用水安全
近年来地下水硝酸盐水平呈持续上升趋势。根据调查发现有21个城市的 地下水正受到硝酸盐的污染，其中污染严重的有10个城市。特别是北方几个 以地下水为主要供水水源的大城市更是如此。
硝酸盐本身对人体没有危害，但在人体内经硝酸盐还原菌作用后被还原 成亚硝酸盐。亚硝酸盐与血液中的血红蛋白反应形成高铁血红蛋白，从而影 响血液的氧传输能力，导致婴儿高铁血红蛋白症。此外亚硝酸盐与胺和酰胺 反应形成亚硝胺和亚硝酰胺。它们是高度致癌物质，且会造成畸胎和引发诱 变。
依据生物反硝化理论，碳源是异养反硝化反应的核心基质，而碳源材料 释碳规律及其影响因素是选择合适碳源的重要指标。现有的反硝化外加碳源 大体上可以分为两大类：一是传统型外加碳源。传统的反硝化碳源以葡萄糖、 甲醇、乙醇、乙酸等液态有机物为主;二是新型外加碳源。新型碳源主要是 以可生物降解的聚合物、淀粉和一些天然的固体有机物如木质纤维素等。在 生物反硝化脱氮工艺中加入固体碳源，可同时起到为生物体提供生长载体的 作用，为反硝化细菌创造一个更稳定的生存环境。目前已有不少研究结果表 明以固态有机物作为反硝化作用的外加碳源，可以取得较好的硝酸盐去除效 果，固态有机碳源因具有缓效释放有机物的优点，能保证反硝化过程的持续 进行。为了有效地控制碳源的的释放，根据固体碳源PHA、淀粉和纤维素不 同的释放速率，进行不同的配比，调节碳源的释放速率，与生物反硝化速率 相匹配，更加有效的利用碳源。即挂膜快、启动时间短，又使出水COD达到 排放标准。CN103194050A《一种高淀粉含量热塑性淀粉、聚酯共混共混物 的指标方法及应用》所需的淀粉需改性，反硝化的温度在25℃～30℃之间。
研究表明反硝化过程不仅跟可利用碳源的量有关,还在很大程度上受 碳源性质的影响，不同的固体碳源对应不同的反硝化菌，反硝化速率也不同。 我们采用不同的固体碳源PHA、淀粉和纤维素复配，使其反硝化过程具有更 强的适应性。
在微生物反硝化过程中，反硝化的过程核心是生物膜，生物膜的好坏和 活性的高低对水处理除氮的效果起决定性的作用。有研究表明反硝化菌的生 长的适宜温度在20～40℃，而在8℃的环境条件下反硝化的速率还不到30℃ 反硝化的速率的1/7,所以反硝化温度在反硝化除氮过程中关键因素，它影响 微生物的增殖速度和活性，同时也影响碳源释放速度、微生物反应体系的传 质和扩散。CN102676433《一种低温同步脱氮除磷的假单胞菌及其应用》所 述低温为10～20℃并且需添加经分离、筛选低温革兰氏阴性细菌。
CN102923854A《以木屑为碳源固相异养与硫自养集成反硝化去除地下水中硝 酸盐的方法》所述的反硝化温度为25～35℃之间。
金属离子的添加一方面改变固体表面的微孔结构，有利于反硝化菌的挂 膜;另一方面在反硝化的过程中，金属离子的缓慢释放造成局部磷富集促进 了反硝化菌的生长，也去除了部分水中的磷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种反硝化水处理剂，该处 理剂碳源温和释放，无需添加任何低温菌种，在5℃～35℃条件下可进行水 中反硝化除氮。
本发明的反硝化水处理剂为无机物、生物合成高分子聚合物和天然可降 解有机物的混合物，混合物中无机物的重量含量为5～30﹪、生物合成高分 子聚合物的重量含量为50～90﹪、天然可降解有机物的重量含量为5～30﹪。
所述的无机物为金属盐、金属氧化物、金属碱、镧系稀土中的一种或多 种;
所述的金属盐为氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、硫酸铝中的一种 或多种。
所述的金属氧化物为氧化铁、氧化铝中的一种或两种。
所述的金属碱为氢氧化铁、氢氧化亚铁、氢氧化铝中的一种或多种。
所述的生物合成高分子聚合物为微生物发酵法合成的聚羟基丁酸酯 (PHB)、聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)中的一种或两种，生物合成高分子聚 合物的粘均分子量为200000～1000000;
所述的天然可降解有机物为淀粉、纤维素中的一种或两种。
本发明反硝化水处理剂可在5～35℃温度下去除水中的亚硝酸盐、硝酸 盐。
本发明的有益效果：
1.本发明反硝化水处理剂在反硝化反应过程中的适应温度宽，甚至在5 ℃～10℃也能较好脱氮反应。
2.本发明反硝化水处理剂的碳释放可控，出水COD能达到排放标准。
3.本发明反硝化水处理剂作为反硝化碳源，工艺简单，易工程化。