申请日20200304
公开(公告)日20200609
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开了活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂、制备方法及应用，涉及工业废水处理领域，其配方以质量份数计包括磷酸、三聚磷酸钠、焦磷酸钠或含磷盐类中的一种或多种，还包括有机酸、表面活性剂。本发明通过向高含钙废水厌氧颗粒污泥处理体系中，按特定比例向厌氧反应器进水中投加本发明的活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，进而抑制游离钙离子形成颗粒污泥钙沉积，继而维持厌氧颗粒污泥活性。本发明通过积极预防钙在污泥内部沉积、钙化失活，厌氧反应器无需排泥除垢，有效地解决了废纸制浆、食品加工、垃圾渗滤液、发酵废水等领域的高含钙废水处理中因污泥钙化失活导致降低厌氧反应系统处理能力的难题，具有显著应用价值。
权利要求书
1.一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，其特征在于，按照质量百分比计，包括以下原料：磷酸、三聚磷酸钠、焦磷酸钠或含磷盐类中的一种或几种，以其中的五氧化二磷计，25%-50%;复合有机酸5%-15%;烷基多糖苷表面活性剂0.5%-1%;余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，其特征在于，所述含磷盐类包括类磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或偏磷酸盐。
3.根据权利要求2所述的一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，其特征在于，所述含磷盐类选自含磷钠盐Na3PO4·12H2O、Na3PO4、Na2HPO4·12H2O、Na2HPO4、NaH2PO4·12H2O、NaH2PO4或相应含磷钾盐K3PO4·12H2O、K3PO4、K2HPO4·12H2O、K2HPO4、KH2PO4·12H2O、KH2PO4。
4.根据权利要求1所述的一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，其特征在于，所述复合有机酸为柠檬酸、乙酸和腐殖酸三种有机酸的混合物。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂的制备方法，其特征在于，将上述原料混合，加入水，并在混合釜内搅拌2小时后，得到液体即为活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂。
6.权利要求1-4任一项所述的活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂在处理高含钙废水中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述高含钙废水为废纸制浆废水、食品加工废水、垃圾渗滤液或发酵废水。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，应用方法为向高含钙废水体系中，按钙磷质量比为25-110:1，向厌氧反应器进水中投加所述的活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂。
说明书
活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及工业水处理技术领域，具体涉及一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂、制备方法及应用。
背景技术
厌氧生物处理技术适用于高浓度有机废水的处理，其中厌氧颗粒污泥技术，在制浆造纸、味精、豆\乳制品废水、垃圾渗滤液等领域被广泛运用。多年来实践表明，初始废水中钙离子(Ca2+)含量高，会导致厌氧颗粒污泥中碳酸钙、羟基磷灰石等无机成分累积，导致厌氧反应器内的总有效微生物量降低，引发厌氧系统崩溃，上述现象称为“颗粒污泥钙化”。
现有颗粒污泥钙化解决防治措施包括控制进水pH值、预脱钙软化等前处理，钙化污泥排放、筛选、回流培养等污泥管理，以及投加特定发酵产氢产酸菌削弱厌氧颗粒污泥钙沉积微环境等微生物强化措施。磷酸及磷酸盐在溶液中所释放含磷酸根离子(磷酸根离子、磷酸氢根离子或磷酸氢二根离子)对金属离子有鏊合作用。针对高含钙有机废水，通过加入磷酸、磷酸盐所释放磷酸根的鏊合作用，破坏碳酸钙晶格形成无定型钙垢，有利于在水力剪切作用下剥离阻断钙沉积;同时，磷酸根易形成的碳酸钙沉积核溶解，促进钙化污泥脱钙再生，但是直接投加磷酸或磷酸盐存在以下弊端：
1.磷酸或磷酸盐易与钙离子形成羟基磷灰石沉淀，造成磷酸根固化无效损耗，导致含磷药剂用量大、处理成本高;
2.由于厌氧颗粒污泥内过饱和碳酸盐微环境，使磷酸根难以进入厌氧颗粒污泥内部与内部钙化核接触，因而无法解决钙化污泥脱钙问题。
因此，需要提出一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的提供一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂、制备方法及应用，可切实阻断高含钙废水厌氧处理过程中厌氧颗粒污泥内核钙化过程。
本发明提供一种活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，按照质量百分比计，包括以下原料：磷酸三聚磷酸钠、焦磷酸钠或含磷盐类中的一种或几种，以其中的五氧化二磷计，25%-50%;有机酸5%-15%;烷基多糖苷表面活性剂0.5%-1%;余量为水。
进一步的，所述含磷盐类包括类磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或偏磷酸盐。
进一步的，所述含磷盐类选自含磷钠盐Na3PO4·12H2O、Na3PO4、Na2HPO4·12H2O、Na2HPO4、NaH2PO4·12H2O、NaH2PO4或相应含磷钾盐K3PO4·12H2O、K3PO4、K2HPO4·12H2O、K2HPO4、KH2PO4·12H2O、KH2PO4。
进一步的，含磷酸盐类的阳离子类型不影响所述活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂效果。
进一步的，所述复合有机酸为柠檬酸、乙酸和腐殖酸等三种有机酸的混合物。所述复合有机酸中含有柠檬酸(2%-10%)，乙酸(1%-7%)，腐殖酸(1%-3%)。本发明还提供所述活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂的制备方法，将上述原料混合，加入水，并在混合釜内搅拌2小时后，得到液体即为活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂。
本发明还提供所述的活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂在处理高含钙废水中的应用。
进一步的，所述高含钙废水为废纸制浆废水、食品加工废水、垃圾渗滤液或发酵废水。
进一步的，应用方法为向高含钙废水体系中，按钙磷质量比为25-110:1，向厌氧反应器进水中直接投加所述的活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，无需调节待处理废水初始pH值。
本发明的技术原理：
针对含磷酸根基团能与有机酸鳌合的特性，避免磷酸根等有效组分与废水中金属离子发生反应,从而提高含磷酸根离子利用率，避免无效损耗。在厌氧颗粒污泥内部，有机酸代谢降解失去对含磷酸根离子的鏊合作用，向厌氧颗粒污泥内部靶向含磷酸根离子，形成局部高磷酸根环境。含磷酸根离子鏊合性导致钙离子沉积过程中发生晶格畸变与晶粒分散，最终形成可溶性钙螯合物，从而阻断颗粒污泥内部钙垢大量沉积。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过配制活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，利于有机酸鏊合含磷酸根离子，避免在药剂释放过程中含磷酸根离子的无效损耗，降低使用成本。
(2)本发明利于有机酸可降解性，实现含磷酸根离子在厌氧颗粒污泥内部的靶向释放，切实提高磷酸根离子、磷酸氢根离子或磷酸氢二根离子等有效组分的靶向释放，进而抑制游离钙离子形成颗粒污泥内部钙沉积，继而维持厌氧颗粒污泥活性。
(3)本发明通过向厌氧反应器进水中直接投加活性有机磷厌氧颗粒污泥钙化抑制剂，通过积极预防钙在污泥内核沉积、钙化失活，厌氧反应器无需停机排泥除垢，有效地解决了高含钙废水处理中污泥钙化失活的难题，可服务于废纸制浆、食品加工、垃圾渗滤液、发酵废水等领域，具有显著应用价值。（发明人张健;王双飞;覃程荣;彭玲;赵珊珊;甘鹏;王志伟）