用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法技术

本发明专利技术涉及用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法，利用废弃动物羽毛提取制备复合氨基酸，然后利用洋葱皮、香蕉皮及废弃锂电池废料制备富含混合微量金属元素的固体粉末；最后将复合氨基酸与微量金属元素粉末采用固相微波法进行络合，得到微生物微量元素添加剂。优点是：微生物微量元素添加剂投加后可以促使活性污泥颗粒化，改善污泥的沉降性能，提高活性污泥对COD、氨氮等的降解效率，且原材料采用环境中及工业中的废料，实现了废弃物的资源化利用及以废治废的目的。

【技术实现步骤摘要】
用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法
本专利技术属于材料合成以及有机废水处理
，具体涉及一种用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法。
技术介绍
焦化废水是在煤焦化、气体净化、焦炭回收和精炼的工业过程中产生的一种成分复杂的工业废水，其中有机污染物主要有酚类、苯系物、杂环化合物(含氮、氧、硫)等，无机污染物主要有氨氮、氰化物、硫氰化物等，焦化废水的可生化性差且毒性大，若处理未达标排放，将会直接危害整个生态的健康。目前我国焦化废水处理厂最常使用的处理技术是传统活性污泥法，此法经济且不产生二次污染，可以有效去除氨氮、酚类等物质，但对多环芳香族化合物或含氮杂环化合物等的降解效果差，使出水水质达不到国家排放标准。毒性大的有机高分子化合物抑制了微生物的生长代谢，从而降低了对废水中有机污染物的降解性能。因此，如何改善微生物的性能，使更好的在复杂的工业污水中发挥降解污染物作用，成为目前急待解决的问题。实验研究表明，向微生物的生化处理系统中添加营养物质、基质类似物或微量金属元素，可以有助于降解菌的生长繁殖，提高整个生化处理系统的运行效果。微量金属元素铁、钴、镍、锰、锌等是细胞中一些色素、蛋白质或酶的重要辅因子，向生化系统中合理加入带正电的微量金属元素能够与污泥中的阴离子中和，增强细胞活性、促进细胞结核形成菌群，从而有利于形成颗粒污泥，改善污泥的沉降性。同时，加入微量元素还可使菌群中的优势菌种发生变化，使其对有毒性物质发生拮抗作用，将难降解的大分子有机物分解为小分子的易降解有机物，提高整个生化系统的降解效率，缩短水力停留时间。氨基酸微量金属络合物是将二价金属阳离子与氨基酸中作为给电子的氮原子形成配位键，氨基酸羰基中的氧原子与金属阳离子形成离子键而构成的五元环或六元环结构。氨基酸是微生物生长所必须的生长因子，相较于无机盐形式的微量元素，以其为配位体合成的络合物微量金属元素的吸收率是无机盐的2倍～6倍，比无机盐有更大更优越的普遍吸收和消化代谢作用，且微量元素被氨基酸络合后，结构稳定，能抑制矿物质之间的相互影响，络合后的产品投加到成分复杂的焦化废水中，微量金属离子在配位体的保护下，可以抵御废水中其它杂质离子的干扰，避免生成难溶的无机盐。同时，氨基酸络合物还具有化学稳定性好，易吸收，生物学效价高，抗干扰能力强，无毒害，刺激小等优点，能有效的提高微生物的繁殖代谢能力，促进活性污泥絮体颗粒化，进一步改善污泥特性，提高生化系统对焦化废水的降解性能。目前，研究人员制备的微量元素氨基酸络合物多用于动物饲料、水产养殖和农作物废料中，来提高动植物对微量金属元素的吸收利用效果。如申请号为201010013648.4的中国专利公开了一种“一种多功能复混肥添加剂及其制备方法”，将微量金属元素Fe、B、Mn、Cu、Zn和Mo、稀土元素Ce和La、有益矿质元素Ni、Co和Ti制成复合氨基酸络合物与其他固氮催化剂及硝化抑制剂混合，制备成多功能复合肥，其中金属元素以氨基酸络合物的形式易于被作物细胞吸收，提高养分利用率，提高酶活性，促进新陈代谢，使得作物产量增加。申请号为201711120179.4的中国专利公开了一种“一种含复合氨基酸络合物的饲料添加剂及其制备方法与应用”，将混合了铜盐、锌盐和亚铁盐的微量元素混合盐溶液与按质量比氨基酸络合，制得的氨基酸络合物作为饲料添加剂混合到动物饲料中，可明显提高动物的消化机能，增强动物抗病力及生产效率。由此，可以看出微量元素氨基酸络合物在生物细胞培养中具有巨大的潜力和较广泛的应用，但将其应用于工业污水治理领域以改善污泥微生物细胞的生长特性的方面还未见报道。此外，考虑到中国每年产生大量的农业及工业废弃物，这些废弃物直接填埋处理，难免会造成环境的污染和有价值成分的资源浪费。例如，我国拥有十分丰富的禽类羽毛资源，年产家禽羽毛70多万吨，这些羽毛除少部分用于羽绒制品加工外，绝大部分羽毛被当做废弃物处理，而利用羽毛富含蛋白质的特性来废弃制备复合氨基酸，大幅降低生产成本的同时，符合环保及农业科持续发展的方针，让这些原本废弃的羽毛再次成为可利用资源；香蕉皮、洋葱皮、核桃壳、板栗壳等这些农作物废弃物年产量高，且处理困难。当前在我国，这些农业废弃物的主要处理方式为堆肥和卫生填埋，这样不仅会产生大量的渗滤液污染，同时也会造成含该类废弃物中有价值成分的浪费。该类农作物废弃物作为富含有机的碳物质、微生物生长所必须的各种微量元素以及微观表面结构粗糙复杂的利于吸附等特点，其具有可应用于促进微生物生长、改善微生物特性的优势。但是，目前缺乏以这类农作物废弃物为营养添加剂进行废水治理的研究；另外，锂离子电池应用广泛，产量和消费昨年攀升，而报废量的不断增加也给环境带来了巨大的压力，造成了严重的污染，而锂离子电池中含有铜、钴、镍、锰等化学物质均含有回收价值。因此，从这些自然界中的废弃物料中提取有价值成分，用于合成复合氨基酸微量元素络合物作为微生物金属元素添加剂，应用于生化系统处理高浓度工业废水，可实现这些废弃物料的资源化利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法，利用自然环境中的废弃果皮，工业废弃锂电池中提取微量金属元素，废弃动物羽毛中提取的复合氨基酸合成具有五元或六元环状结构的复合氨基酸微量金属元素络合物，在提高微生物对各金属元素吸收能力，弥补无机盐微量元素添加剂不足的同时，达到废弃物资源化利用及以废制废的目的。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法，利用废弃动物羽毛提取制备复合氨基酸，然后利用洋葱皮、香蕉皮及废弃锂电池废料制备富含混合微量金属元素的固体粉末；最后将复合氨基酸与微量金属元素粉末采用固相微波法进行络合，得到微生物微量元素添加剂。所述微生物微量元素添加剂制备方法，具体包括以下步骤：1)制备复合氨基酸：向经预处理的羽毛粉中加入浓度为1～3mol/L的硫酸，羽毛粉与浓硫酸的固液比为1:3～1:5，放入微波炉反应器中进行微波水解反应2～3h，反应完成后，过滤，加入碱中和后得到氨基酸水溶液，向水溶液中加入无水乙醇，析出沉淀即为复合氨基酸；2)制备富含混合微量金属元素粉末：将预处理后的洋葱皮及香蕉皮按质量比1.5:1～3:1混合，研磨成粉末，再按与洋葱香蕉皮粉末的比例为1:50～1:80比例加入废弃锂电池中提取的钴元素粉末，制备成微量金属元素粉末；①洋葱皮、香蕉皮的预处理：将洋葱皮、香蕉皮用蒸馏水反复冲洗，切成1～2cm的块状，置于105℃的烘箱中烘干24～36h至恒重；②废弃锂电池中钴元素粉末的提取：将废弃锂电池破碎后，用10～14mm孔径的筛网分选，得到的筛分物在室温下超声搅拌清洗10～25min后，再用1～2mm孔径的筛网分选，用盐酸将筛分粉末浸泡，向溶液中加入草酸铵，将析出的沉淀在600±20℃下煅烧4h以上，冷却研磨，得到草酸钴固体粉末；3)复合氨基酸微量元素络合物制备：采用微波固相法，按质量比为2:1～3:1加入复合氨基酸和微量金属元素粉末混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法，其特征在于，利用废弃动物羽毛提取制备复合氨基酸，然后利用洋葱皮、香蕉皮及废弃锂电池废料制备富含混合微量金属元素的固体粉末；最后将复合氨基酸与微量金属元素粉末采用固相微波法进行络合，得到微生物微量元素添加剂。/n

【技术特征摘要】
1.用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法，其特征在于，利用废弃动物羽毛提取制备复合氨基酸，然后利用洋葱皮、香蕉皮及废弃锂电池废料制备富含混合微量金属元素的固体粉末；最后将复合氨基酸与微量金属元素粉末采用固相微波法进行络合，得到微生物微量元素添加剂。


2.根据权利要求1所述的用于工业焦化废水处理的微生物微量元素添加剂制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)制备复合氨基酸：向经预处理的羽毛粉中加入浓度为1～3mol/L的硫酸，羽毛粉与浓硫酸的固液比为1:3～1:5，放入微波炉反应器中进行微波水解反应2～3h，反应完成后，过滤，加入碱中和后得到氨基酸水溶液，向水溶液中加入无水乙醇，析出沉淀即为复合氨基酸；
2)制备富含混合微量金属元素粉末：将预处理后的洋葱皮及香蕉皮按质量比1.5:1～3:1混合，研磨成粉末，再按与洋葱香蕉皮粉末的比例为1:50～1:80比例加入废弃锂电池中提取的钴元素粉末，制备成微量金属元素粉末；
①洋葱皮、香蕉皮的预处理：将洋葱皮、香蕉皮用蒸馏水反复冲洗，切成1～2cm的块状，置于105℃的烘箱中烘干24～36h至恒重；
②废弃锂电池中钴元素粉末的提取：将废弃锂电池破碎后，用10～14mm孔径的筛网分选，得到的筛分物在室温下超声搅拌清洗10～25min后，再用1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爽，裴振，安路阳，宋迪慧，张亚峰，李红欣，唐伟，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21