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提高反硝化脱氮系统抗性的组合物及其脱氮方法

阅读：358发布：2020-05-08

专利汇可以提供提高反硝化脱氮系统抗性的组合物及其脱氮方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种提高反硝化脱氮系统抗性的组合物，主要包括虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇，其中虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇的重量比为1-10:1-5:1，优选1-5:1-2:1。本发明还提供了一种含氰含氮废水的脱氮方法，使处理含氰含氮废水的生物脱氮体系与上述组合物接触。本发明组合物在用于含氰含氮废水的脱氮处理时，可提高脱氮微生物对环境的快速适应能力和对不良环境的抵抗能力，有效保护脱氮系统内微生物的脱氮活性，促进反硝化脱氮过程的稳定进行。，下面是提高反硝化脱氮系统抗性的组合物及其脱氮方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提高反硝化脱氮系统抗性的组合物，其特征在于主要包括虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇，其中虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇的重量比为1-10:1-5:1，优选1-5:1-2:1。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述的虫草素是通过天然提取的纯度大于90%的虫草素。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述的烷基糖苷采用市售的APG0810、APG0814、APG0816、APG1214、APG1216中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述的聚乙二醇采用分子量小于500的聚乙二醇。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述的聚乙二醇为PEG-200、PEG-400中的至少一种，优选PEG-200。
6.一种含氰含氮废水的脱氮方法，其特征在于：使处理含氰含氮废水的生物脱氮体系与权利要求1-5任意一项所述的组合物接触。
7.根据权利要求6所述的脱氮方法，其特征在于：所述组合物的用量为0.001-1mg/L，优选为0.05-0.1mg/L。
8.根据权利要求6所述的脱氮方法，其特征在于：所述含氰含氮废水中，COD浓度为
1800-2000mg/L，总氮浓度为200-300mg/L，氰化物浓度为1-10mg/L。
9.根据权利要求6所述的脱氮方法，其特征在于：所述生物脱氮体系是指包含反硝化脱氮过程的A/O、SBR、BFT+A脱氮体系。
10.根据权利要求9所述的脱氮方法，其特征在于：采用A/O脱氮体系，所述接触条件为：
温度为20-40℃，pH为6-9，A池溶解氧浓度为0-0.5mg/L，O池溶解氧浓度为0.5-3mg/L；或者采用SBR脱氮体系，所述接触条件为：温度为20-40℃，pH为6-9，溶解氧浓度为0.1-3mg/L；或者采用曝气生物滤池BAF+反硝化池A的脱氮体系，所述接触条件为：温度为20-40℃，pH为6-
9，溶解氧浓度为0.1-5mg/L。

说明书全文

提高反硝化脱氮系统抗性的组合物及其脱氮方法

技术领域

[0001] 本发明属于污水处理领域，具体涉及一种提高反硝化脱氮系统抗性的组合物及其脱氮方法。

背景技术

[0002] 随着环保标准的严格和环保治理力度的加强，《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）和《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571-2015）都规定了更加严格的总氮排放标准。因此石油化工和煤化工废水中的硝态氮必须进行达标处理。前置反硝化或者后置反硝化都是常用的处理工艺。参与反硝化作用的微生物主要是反硝化菌，这类微生物一般只有在厌氧条件下，才能诱导出反硝化作用所需的硝酸盐还原酶A和亚硝酸还原酶，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体进行脱氮。

[0003] 由于生产工艺复杂性，一些含氮废水中同时含有氰化物等毒性物质，而普通活性污泥的耐受恶劣环境和耐毒性能有限，特别是反硝化过程存在的总氮和COD难以同时达标处理的矛盾，因此脱氮系统运行稳定性差，存在不能稳定达标处理的风险。

[0004] 反硝化菌是一类把硝酸盐氮或者亚硝酸盐氮转化为氮气的兼性厌氧微生物。这类微生物一般只有在厌氧的条件下，才能诱导出反硝化作用所需的硝酸盐还原酶A和亚硝酸还原酶，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体进行脱氮。由于微生物所需环境的不同，因此在污水处理的整个脱氮过程，即硝化过程和反硝化过程，系统的抗冲击能力比较差，高浓度的氨氮、硝态氮会抑制硝化菌的生长，高浓度的溶解氧和碳源不足会抑制反硝化菌的生长，从而影响脱氮总体效果。

[0005] 目前尽管在反硝化菌的培养和反硝化菌剂研制等方面已经取得了一定的进展，比如中国专利CN201510802225.3和201611073729.7等所公开的反硝化细菌促进剂，可以促进反硝化微生物的生长，提高处理效果。但是，这些促进剂在用于含有氰化物等毒性物质的废水处理时，耐受能力不佳，脱氮效果不理想。

[0006] 随着环保标准日益提高，再加上污水水质的复杂性和环境容量的限制，氨氮和总氮的达标处理难度加大，脱氮系统经常出现波动。因此如何维持系统稳定运行或者实现受冲击后的快速修复等方面的工作有待进一步加强。

发明内容

[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高反硝化脱氮系统抗性的组合物及其脱氮方法。该组合物在用于含氰含氮废水的生物脱氮处理时，可提高脱氮微生物对环境的快速适应能力和对不良环境的抵抗能力，有效保护脱氮系统内微生物的脱氮活性，促进反硝化脱氮过程的稳定进行。

[0008] 本发明提供的提高反硝化脱氮系统抗性的组合物，主要包括虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇，其中虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇的重量比为1-10:1-5:1，优选1-5:1-2:1。所述的虫草素的分子式为CsHyON，相对分子质量为251.25，为含氮配糖体的核酸衔生物，属嘌呤类生物碱，是一种天然生物活性物质。本发明所使用虫草素主要是通过天然提取（发酵）来源的纯度大于90%的虫草素。所述的烷基糖苷（简称APG）是由葡萄糖与可再生资源天然脂肪醇在酸性催化剂条件下脱去一个分子水而得，通常采用APG0810、APG0814、APG0816、APG1214、APG1216等中的至少一种。所述的聚乙二醇（PEG）采用分子量小于500的聚乙二醇，如PEG-200、PEG-400等中的至少一种，优选PEG-200。

[0009] 本发明还提供了一种含氰含氮废水的脱氮方法，该方法包括：使处理含氰含氮废水的生物脱氮体系与上述组合物接触。

[0010] 本发明脱氮方法中，所述组合物的用量为0.001-1mg/L，优选为0.05-0.1mg/L。可以一次性投加到生物脱氮体系中，或者分批次投加。

[0011] 本发明脱氮方法中，所述含氰含氮废水中，COD浓度为1800-2000mg/L，总氮浓度为200-300mg/L，氰化物浓度为1-10mg/L。

[0012] 本发明脱氮方法中，所述生物脱氮体系是指包含反硝化脱氮过程的生物脱氮体系，如可以是A/O、SBR、BFT+A（A表示反硝化）等生物脱氮体系。

[0013] 本发明脱氮方法中，若采用A/O脱氮体系，所述接触的条件可以为：温度为20-40℃，pH为6-9，A池溶解氧浓度为0-0.5mg/L，O池溶解氧浓度为0.5-3mg/L。若采用SBR脱氮体系，所述接触的条件为：温度为20-40℃，pH为6-9，溶解氧浓度为0.1-3mg/L。若采用曝气生物滤池BAF+反硝化滤池A的脱氮体系，所述接触的条件为：温度为20-40℃，pH为6-9，溶解氧浓度为0.1-5mg/L。

[0014] 本发明用于提高反硝化脱氮体系抗性的组合物中，通过虫草素、烷基糖苷和聚乙二醇三种物质的协同作用，可以维持系统的长期稳定运行并实现受冲击后的快速修复。本发明的组合物配方简单，制备容易，用量少，环保经济，不会对水体造成二次污染。

[0015] 本发明提供的该组合物在用于含氰含氮废水的生物脱氮体系时，可以提高脱氮微生物对环境的快速适应能力和对不良环境的抵抗能力，有效保护脱氮系统内反硝化脱氮微生物的脱氮活性，促进脱氮过程的稳定进行。

具体实施方式

[0016] 下面通过实施例来进一步说明本发明的制备方法和效果。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0017] 以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可从生化试剂商店购买得到。

[0018] 本发明实施例中，COD浓度采用GB11914-89《水质化学需氧量的测定-重铬酸盐法》测定；氨氮浓度采用GB7478-87《水质铵的测定-蒸镏和滴定法》测定；总氮浓度采用GB11894 -89《水质-总氮的测定-碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》。氰化物浓度采用HJ484-2009《水质氰化物的测定-容量法和分光光度法》。

[0019] 按照表1的组成和比例配制组合物。

[0020] 表1某化工企业产生的废水，含有的主要污染物COD浓度为1800mg/L左右，总氮浓度为
200mg/L左右，含有10mg/L左右的氰化物。该厂采用厌氧好氧活性污泥法（AO工艺）进行处理，A池溶解氧为0-0.5mg/L，O池溶解氧为1-5mg/L、pH为7.5-8.5，温度为28-40℃，经过处理后的出水中COD浓度高达150mg/L，氨氮浓度高达20mg/L以上，总氮浓度高达60mg/L以上，并且经常出现污泥上浮，运行不稳定，基本每个月都有波动。

[0021] 为了提高污水处理效果并提高运行稳定性，在处理系统A池中投加表1配制的组合物，按组合物序号编号为实施例1-8、比较例1-6。每天按照污水处理体系中促进剂浓度为0.05mg/L进行投加，投加15天后，出水COD浓度低于80mg/L、氨氮浓度低于15mg/L、总氮浓度低于40mg/L、氰化物浓度低于0.5mg/L，停止投加，系统继续运行30天，取水样分析出水中COD、氨氮、总氮和氰化物，结果如表2所示。

[0022] 表2 采用不同组合物的处理效果由表2数据可见，使用组合物后出水氨氮浓度低于8mg/L、总氮浓度低于40mg/L，可以提高污水中总氮的去除效果，并有利于COD的进一步去除。系统在运行45天内没有出现污泥上浮，提高了运行稳定性。这说明该组合物在用于含氰化物的脱氮系统中可以提高系统的抗性，提高废水脱氮效果。

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