公布日：2024.05.03
申请日：2024.02.22
分类号：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/10(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种粉状复合材料及超高量污泥减排污水处理方法。复合材料由多孔性结构粉体作填料，或由多孔性结构粉体和非孔性粉体组合作填料；与中链固体脂肪酸活性组分复配结合而成。本发明的污水处理粉状复合材料同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体或包括具有协同效应增效剂的覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体混配使用。通过关闭剩余污泥出口阀，加入到运行中的生物处理池中，和原活性污泥共存，进入好氧池、二次沉淀池再返回厌氧池、循环生成新生物生态，内循环达到不排泥或几乎不排泥的污水生物处理模式。
权利要求书
1.一种污水处理粉状复合材料，其特征在于，由多孔性结构粉体作填料、或由多孔性结构粉体和非孔性粉体组合作填料；与中链固体脂肪酸活性组分复配结合组成，该污水处理粉状复合材料的密度为1.05*1000～1.35*1000kg/m³，粒径为10～325目；所述中链固体脂肪酸为月桂酸；所述污水处理粉状复合材料同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体或包括具有协同效应增效剂的覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体混配形成混配物，其混合量为覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体质量的0.1～5％。
2.根据权利要求1所述的污水处理粉状复合材料，其特征在于，所述多孔性结构粉体为多孔活性炭、木炭粉、焦炭粉、磺化煤粉之一或其任意组合；所述非孔性粉体为煤粉、煤矸石粉中一种或其混合物。
3.根据权利要求2所述的污水处理粉状复合材料，其特征在于，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸组成；所述污水处理粉状复合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉质量比为100：（0～10），所述污水处理粉状复合材料中活性炭、煤粉或煤矸石粉之和组成的填料与月桂酸质量比为（100～500）：100，该污水处理粉状复合材料密度为1.02*1000～1.25*1000kg/m³，粒径为50~200目。
4.根据权利要求3所述的污水处理粉状复合材料，其特征在于，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸组成；所述污水处理粉状复合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉质量比为100：（0～10），所述污水处理粉状复合材料中活性炭、煤粉或煤矸石粉之和组成的填料与月桂酸质量比为（100～500）：100，该污水处理粉状复合材料密度为1.02*1000～1.25*1000kg/m³，粒径为100目。
5.根据权利要求1所述的污水处理粉状复合材料，其特征在于，所述中链固体脂肪酸活性组分中还添加了抗菌剂松香酸或/和松香酸酰胺，所述松香酸或/和松香酸酰胺的添加质量为中链脂肪酸质量的0.01～5％。
6.根据权利要求1所述的污水处理粉状复合材料，其特征在于，所述中链固体脂肪酸活性组分中还添加了聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷，所述聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷添加质量为中链脂肪酸质量的0.01～5％。
7.根据权利要求1所述的污水处理粉状复合材料，其特征在于，所述污水处理粉状复合材料同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体或包括具有协同效应增效剂的覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体混配，其混合量为覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体质量的0.5～1％。
8.一种具有抑制浮沫、稳定性好的污泥超高量减排污水处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的混配物，通过关闭剩余污泥出口阀，加入到运行中的生物处理池中，和原活性污泥共存，进入好氧池、二次沉淀池再返回厌氧池、循环生成新生物生态，内循环达到不排泥或几乎不排泥的污水生物处理模式。
发明内容
基于上述问题，本发明提出了一个新的技术方案，一种粉状复合材料及超高量污泥减排污水处理方法。可实现两周内生态系统达到平衡的效果。
本发明具体公开的内容如下：
一种污水处理粉状复合材料，由多孔性结构粉体作填料、或由多孔性结构粉体和非孔性粉体组合作填料；与中链固体脂肪酸活性组分复配结合组成，该污水处理粉状复合材料的密度为1.05*1000～1.35*1000kg/m3，粒径为10～325目。本发明中粉状复合材料粒径设置：在10～325目，投放到污水中可上浮到可沉降的范围，10目为粗粒粉(可以上浮，沉降快)，100目为一般大小的粉(容易上浮，容易沉降)，200目比较细粉(沉降一般，上浮一般)，325目为细粉(上浮容易，沉降慢)，400目为微细粉(难沉降)，粒径更细的就不再赘述。
优选地，所述多孔性结构粉体为多孔活性炭、木炭粉、焦炭粉、磺化煤粉之一或及其任意组合；所述非孔性粉体具体为煤粉、煤矸石粉中一种或其混合物；所述中链固体脂肪酸活性组分为葵酸、月桂酸、肉蔻酸、棕榈酸之一或及其任意组合。
本发明中提及的中链脂肪酸包括：葵酸又称十碳脂肪酸，癸酸为月桂油、椰子油或山苍子油水解制取月桂酸时的副产物；月桂酸，又称为十二烷酸，是一种饱和脂肪酸；肉蔻酸，又称为十四烷酸，是一种饱和脂肪酸；棕榈酸又称软脂酸，又名十六烷酸，在许多油和脂肪中以甘油酯的形式存在，不溶于水。
本发明的技术方案经过多次试验后，中链脂肪酸活性组分优选具有一定抗菌作用的月桂酸。其月桂酸可以是含量30％以上的固体粗品，如来自棕榈油的粗品月桂酸、来自椰子油的粗品月桂酸。在复合材料制备时，只要将月桂酸融熔或加溶剂溶解，加入载体搅拌均匀，蒸发掉溶剂，冷却粉碎分散即得到粉状复合材料。多数中链脂肪酸密度小于水，如月桂酸密度为0.869*1000kg/m3，也是浮于水。
月桂酸属于中链脂肪酸中的一种，本身很少具有消泡作用(如果把月桂酸当作消泡表面活性成分，也要复配乳化处理)。意外地，把月桂酸固体粉末加到“解泥王”生物载体运行的污水中，惊奇地发现月桂酸在这个体系中具有很强的消泡、除沫效果。如果不与“解泥王”混合一起使用，单独使用不会有这种效果。月桂酸其降低表面张力的表面活性作用不强，比酰胺差远了，一般技术人员是不会考虑，因为如果要添加月桂酸不仅需要添加很多量，且效果又不好(月桂酸密度较小，浮在水上，难以与水中或者角落处污泥结合)，价格又很贵。当月桂酸固体粉末，单独直接使用，密度比水小不能沉降，在二次沉淀池中要随处理后的水一起走了，这样利用率就低，使得污泥处理成本增加。
本发明的技术方案由多孔性结构粉体作填料，或由多孔性结构粉体和非孔性粉体组合作填料，与月桂酸混配使用，复配物的密度略比水大，即密度控制在1.05*1000～1.35*1000kg/m3，正好使复配物能处于沉降污泥的中下端，轻了在沉池中会损失一点；重了，出一点泥也会有损失，这取决于具体污水处理的要求。所以，本发明的技术方案中，在活性炭外加了一个比重大的煤粉，具体实验时，要先做个大概的小试，看比重，不够加点煤粉略调试即可。
优选地，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸组成；所述污水处理粉状复合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉质量比为100：(0～10)，所述污水处理粉状复合材料中活性炭，煤粉或煤矸石粉之和组成的填料与月桂酸质量比为(100～500)：100，该污水处理粉状复合材料密度为1.02*1000～1.25*1000kg/m3，粒径为50～200目。
优选地，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸组成；所述污水处理粉状复合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉质量比为100：(0～10)，所述污水处理粉状复合材料中活性炭、煤粉或煤矸石粉之和组成的填料与月桂酸质量比为(100～500)：100，该污水处理粉状复合材料密度为1.02*1000～1.25*1000kg/m3，粒径为100目。
优选地，所述中链脂肪酸活性组分中还添加了抗菌剂松香酸或/和松香酸酰胺，所述松香酸或/和松香酸酰胺的添加质量为中链脂肪酸质量的0.01～5％。
优选地，所述中链脂肪酸活性组分中还添加了聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷，所述聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷添加质量为中链脂肪酸质量的0.01～5％。
优选地，所述污水处理粉状复合材料同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体或包括具有协同效应增效剂的覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体混配，其混合量为覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体质量的0.1～5％。本发明中所述覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体在专利名称：一种粉状生物载体及其污泥超高量减排的污水处理方法，专利号：ZL201610199977.X中已详细公开。
优选地，所述污水处理粉状复合材料同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体或包括具有协同效应增效剂的覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体混配，其混合量为覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体质量的0.5～1％。
本发明公开了具有抑制浮沫、稳定性好的污泥超高量减排污水处理方法，通过关闭剩余污泥出口阀，将本发明制备的混配物加入到运行中的生物处理池中，和原活性污泥共存，进入好氧池、二次沉淀池再返回厌氧池、循环生成新生物生态，内循环达到不排泥或几乎不排泥的污水生物处理模式。
本发明的中污水处理粉状复合材料，特征是比重大于水，由两部分或三部分组分，其一为含有多孔性的固体粉末，具体为活性炭、焦炭、木炭、磺化煤等多孔物质(或由多孔性结构粉体和非孔性粉体组合作填料)；其二为固体中链脂肪酸活性组分，如需要控制比例，或制备时加入少量重质的煤粉或煤矸石粉就可以调节得到合适比重便于和“解泥王”在污水中能沉降循环的粉状复合材料。具体混配使用时，其投入量是同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体(如“解泥王”)质量的0.1～5％，优选为0.5～1％，可以和“解泥王”分次投入生化池随污泥循环，或混合后一起投入。
注意，再次强调解释“解泥王”中有效成份是长链脂肪酸酰胺，在水中本身是一种表面活性剂，分子结构中的长链脂肪酸具有亲油性，能够吸附在气泡形成核心区域，这种吸附本身可以降低气泡核心表面张力使气泡难以形成，具有消泡作用，但在污水中的长链脂肪酸覆接在载体上，亲水的酰胺占据了临水的前位，减少了亲油端的脂肪酸作用，难以消除调试时期局部死泥产生的较多CO2气泡，造成浮渣现象。
有益效果
本发明的污水处理粉状复合材料同覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体或包括具有协同效应增效剂的覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体混配使用。覆接长链脂肪酸酰胺的粉状生物载体中有效成份长链脂肪酸酰胺，在水中本身是一种表面活性剂，分子结构中的链脂肪酸具有亲油性，能够吸附在气泡形成核心区域，这种吸附本身可以降低气泡核心表面张力使气泡难以形成，具有消泡作用，但在污水中的长链脂肪酸覆接在载体上，亲水的酰胺占据了临水的前位，减少了亲油端的脂肪酸作用，难以消除调试时期局部死泥产生的较多CO2气泡，造成浮渣现象。而当加入本发明的复合材料的中链脂肪酸活性组分，局部亲油性得到提高，阻碍了气泡形成，共同组成了抑泡作用，使死泥不上升，达到了抑沫于萌芽之中。
另外，死泥上出现的CO2气泡在脂肪酸酰胺下作用下表面张力会降低，当遇脂肪酸时，气泡表面的分子排列还会发生变化，变得不规则，从而引起气泡薄膜破裂，气泡被消除，使上升的死泥得以沉降。实现了用少量固体材料就可实现消除或减少浮渣的目的。
以生化池不出现浮渣为稳定标志，比较了单纯“解泥王”粉状生物载体循环不排泥达到稳定期的时间，和配合加本发明污水处理粉状复合材料循环不排泥达到稳定的时间，从从2～6月缩短为1～2周。同时加了本发明的污水处理粉状复合材料进一步强化了污泥沉降的效果，相对地，降低了COD的值，提高了总去除率，装置运行更稳定，管理更方便，运行成本进一步降低。
本发明的复合材料可随活性污泥循环，对于需要排放剩余污泥的开放体系，每次循环大部分仍保留下来，残存活性量仍优于液态处理剂，特别是本发明的复合材料比重是可以调节，比重适当高一点，在污泥沉降时复合材料优先沉降，而做到在开放体系中应用损失很少。所以对于排泥较少、或者特殊水质的体系，本发明的复合材料也可以在开放体系中单独作为抑泡、改善污泥沉降性能使用，以提高污水处理整体效率和运行稳定性。
（发明人：李元尨;张晓敏;郝振文;李大忠;李葰;王天海）