公布日：2022.08.02
申请日：2022.05.24
分类号：C02F3/34(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种用于废水生物处理的微生物活性促进方法。将废水通入接种有生物处理菌剂的生物反应器中，并向生物反应器中投加微生物活性改善剂。本发明采用剩余活性污泥作为制备微生物活性改善剂的主要原料，不仅可以为微生物的生长提供了多样化的碳源成分、氨基酸成分、生物素成分和微量元素等成分，还能提供大量的电子传递介质，增强了微生物反应活性。此外，本发明采用过硫酸钠‑水热法对剩余污泥进行处理，过硫酸钠在中温高压的作用下O‑O发生断裂，生成具有高活性的硫酸根自由基，既能够破坏污泥胞外聚合物和微生物细胞的结构，生成蛋白质、多糖和腐殖酸，还能对细胞壁中的纤维素水解，生成含有可充当电子传递介质活性位点的还原糖。
权利要求书
1.一种用于废水生物处理的微生物活性促进方法，其特征在于：将废水通入接种有生物处理菌剂的生物反应器中，并向生物反应器中投加微生物活性改善剂；微生物活性改善剂通过以下过程制备得到：首先，将过硫酸钠溶液加入活性污泥的悬浊液，在所得悬浊液温度30～40℃、压强1.5～2MPa的条件下进行水热反应60～90min；对水热反应产物进行固液分离，并收集液态产物；在活性污泥的悬浊液中，活性污泥的质量分数为8%；所述过硫酸钠溶液的质量分数为0.5%；在所得的液态产物中投加盐酸溶液后，在温度2～6℃、压强2.5～3MPa、持续搅拌的条件下进行反应50～60min；在所得产物中加入醋酸钠并进行搅拌，得到改善剂原浆；对改善剂原浆进行浓缩后得到微生物活性改善剂；使用的活性污泥、盐酸溶液、过硫酸钠溶液、醋酸钠、去离子水的质量比为30:(4～7):(3～6):5:55。
2.根据权利要求1所述的一种用于废水生物处理的微生物活性促进方法，其特征在于：所述盐酸溶液pH为2～3。
3.一种微生物活性改善剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将活性污泥加入去离子水中分散，得到混合悬浊液；在活性污泥的悬浊液中，活性污泥的质量分数为8%；步骤二、在混合悬浊液中投加过硫酸钠溶液后，在温度30～40℃、压强1.5～2MPa的条件下进行水热反应60～90min；对水热反应产物进行固液分离，并收集液态产物；所述过硫酸钠溶液的质量分数为0.5%；步骤三、在步骤二所得的液态产物中投加盐酸溶液后，在温度2～6℃、压强2.5～3MPa、持续搅拌的条件下进行反应50～60min；步骤四、在步骤三所得产物中加入醋酸钠并进行搅拌，得到改善剂原浆；对改善剂原浆进行浓缩后得到微生物活性改善剂；上述各步骤中使用的活性污泥、盐酸溶液、过硫酸钠溶液、醋酸钠、去离子水的质量比为30:(4～7):(3～6):5:55。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤一中获取混合悬浊液的具体过程为：将活性污泥溶于去离子水中，磁力搅拌5min后，对混合污泥进行过滤；然后将过滤后的固体组分加入到新的去离子水中，进行磁力搅拌10min；得到混合悬浊液。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤四中，向液态产物加入醋酸钠的同时加入淀粉。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤四中的浓缩操作具体采用50倍浓缩。
发明内容
基于背景技术存在的问题，本发明旨在提供一种用于提高水处理中生物活性的改善剂及其制备方法，通过利用剩余活性污泥向微生物活性改善剂的转变，不仅实现了污泥的资源化利用，降低了微生物活性改善剂的制备成本，还实现了微生物活性改善剂营养元素的多样性，增强了微生物的活性、缩减了污水处理系统的改善修复时间，确保了系统修复的稳定性。
第一方面，本发明提供一种用于废水生物处理的微生物活性促进方法，其过程如下：将废水通入接种有生物处理菌剂的生物反应器中，并向生物反应器中投加微生物活性改善剂。微生物活性改善剂通过以下过程制备得到：首先，将硫酸钠溶液加入活性污泥的悬浊液，在所得悬浊液温度30～40℃、压强1.5～2MPa的条件下进行水热反应60～90min；对水热反应产物进行固液分离，并收集液态产物。在所得的液态产物中投加盐酸溶液后，在温度2～6℃、压强2.5～3MPa、持续搅拌的条件下进行反应50～60min。在所得产物中加入醋酸钠并进行搅拌，得到改善剂原浆。对改善剂原浆进行浓缩后得到微生物活性改善剂。
作为优选，使用的活性污泥、盐酸溶液、过硫酸钠溶液、醋酸钠、去离子水的质量比为30:(4～7):(3～6):5:55。
作为优选，所述盐酸溶液pH为2～3。
作为优选，所述过硫酸钠溶液的质量分数为0.5％。
作为优选，在活性污泥的悬浊液中，活性污泥的质量分数为8％。
第二方面，本发明提供一种微生物活性改善剂的制备方法，其具体过程如下：
步骤一、将活性污泥加入去离子水中分散，得到混合悬浊液。
步骤二、在混合悬浊液中投加过硫酸钠溶液后，在温度30～40℃、压强1.5～2MPa的条件下进行水热反应60～90min；对水热反应产物进行固液分离，并收集液态产物。
步骤三、在步骤二所得的液态产物中投加盐酸溶液后，在温度2～6℃、压强2.5～3MPa、持续搅拌的条件下进行反应50～60min。
步骤四、在步骤三所得产物中加入醋酸钠并进行搅拌，得到改善剂原浆。对改善剂原浆进行浓缩后得到微生物活性改善剂。
作为优选，步骤一中获取混合悬浊液的具体过程为：将活性污泥溶于去离子水中，磁力搅拌5min后，对混合污泥进行过滤；然后将过滤后的固体组分加入到新的去离子水中，进行磁力搅拌10min；得到混合悬浊液。
作为优选，步骤四中，向液态产物加入醋酸钠的同时加入淀粉。
作为优选，步骤四中的浓缩操作具体采用50倍浓缩。
本发明的有益效果为：
1.本发明采用剩余活性污泥作为制备微生物活性改善剂的主要原料，不仅可以为微生物的生长提供了多样化的碳源成分、氨基酸成分、生物素成分和微量元素等成分，还能提供大量的电子传递介质，增强了微生物反应活性，进而提高了生物处理的效果。
2.本发明采用过硫酸钠-水热法对剩余污泥进行处理，过硫酸钠在中温高压的作用下O-O发生断裂，生成具有高活性的硫酸根自由基(SO2-4)，不仅能有效破坏污泥胞外聚合物和微生物细胞的结构，生成蛋白质、多糖和腐殖酸，并对蛋白质和多糖进行进一步的水解，还能对细胞壁中的纤维素水解，生成含有可充当电子传递介质活性位点的还原糖。
3.本发明采用盐酸在低温高压下对活性污泥进行处理，不仅可以提高H自由基扩散速率，缩短反应时间，增强H自由基对氢键和苷键的剪切力，促进蛋白质、多糖和腐殖酸的快速水解，增加可直接作用于微生物的小分子有机质、氨基酸、单糖和微量元素等含量，还能相应的减少温度对氨基酸、蛋白质和生物素的活性影响。此外，H自由基还能和多余的高活性的硫酸根自由基(SO2-4)反应，避免了生物改善剂中持续存在过多氧物质，进而避免生物改善剂中的还原糖被氧化，保证生物改善剂的生物活性促进效果。
4.本发明在制备过程的结尾投加醋酸钠作为缓冲剂，从而减小微生物活性改善剂的酸碱度，防止微生物活性改善剂的酸碱度导致微生物失活。
（发明人：刘倩;任凌伟;邵新跃;王纬;陈淡宁）