本申请涉及污水处理技术领域，具体涉及一种缓释型固态碳源及其应用和一种污水处理装置。所述缓释型固态碳源包括体积比为(4～50):1的玉米芯固态碳源和高分子改性聚氨酯固态碳源；所述玉米芯固态碳源是由玉米芯依次经过酸处理、碱处理和紫外线处理得到；所述高分子改性聚氨酯固态碳源的制备方法包括以下步骤：S1：热塑性聚氨酯和改性剂经过熔体共混法反应，得到热塑性聚氨酯熔体；S2：所述热塑性聚氨酯熔体和碳源经过熔体共混法反应，得到共混物；S3：所述共混物经过浇注成型，得到所述高分子改性聚氨酯固态碳源；所述热塑性聚氨酯、改性剂和碳源的重量比为1:(0.5～2):(5～20)。本申请提高了污水处理的脱氮效果。申请提高了污水处理的脱氮效果。申请提高了污水处理的脱氮效果。
【技术实现步骤摘要】
一种缓释型固态碳源及其应用和一种污水处理装置
[0001]本申请涉及污水处理
，具体涉及一种缓释型固态碳源及其应用和一种污水处理装置。
技术介绍
[0002]传统的生物脱氮处理工艺主要是利用微生物在缺氧条件下进行反硝化脱氮，反硝化细菌利用碳源作为电子供体，将水中的硝态氮和亚硝态氮还原成氮气，达到脱氮的效果。水中的碳氮比(C/N)应该保持在5以上，方可达到显著的脱氮效率。但是在污水处理工程实际运行中，传统生物脱氮工艺存在诸多不足，如污水在C/N较低时，微生物因碳源不足而无法进行反硝化作用，为提高脱氮效果需要外加碳源等。
[0003]外加碳源包括液态碳源和固态碳源。
[0004]其中，液态碳源包括甲醇、葡萄糖、乙酸、乙酸钠等，具有易溶解、反应速度快等特点，但是投加溶解性碳源容易造成投加不足或者过量的问题，不仅增加了反硝化的成本，而且导致系统运行复杂及二次污染等比较突出的问题。
[0005]固态碳源可以分为三类：一类是由人工合成的可生物降解的高分子聚合物，如人工合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等材料，该材料的主要特点是价格相对较高、营养过于单一，应用受到限制；二类是以纤维素为主的天然材料，如甘草、芦苇、玉米芯、麦秆等，其机械强度较低，使用寿命短；三类是对天然材料进行添加合成的新型复合材料。固态碳源在物理、生物等协同作用下，可以缓慢释放碳源，解决了投加量不易控制或者初期释放量过高等诸多不利问题。
[0006]因此，选择高效稳定的缓释碳源材料以提高污水处理的脱氮效果具有重要的意义。
技术实现思路
[0007]为了提高污水处理的脱氮效果，本申请提供一种缓释型固态碳源及其应用和一种污水处理装置。
[0008]第一方面，本申请提供的一种缓释型固态碳源，采用如下技术方案：
[0009]一种缓释型固态碳源，包括体积比为(4～50):1(例如：4:1、20:1、50:1)的玉米芯固态碳源和高分子改性聚氨酯固态碳源，所述玉米芯固态碳源的体积为40～80cm3，所述高分子改性聚氨酯固态碳源的体积为40～80cm3；
[0010]所述玉米芯固态碳源是由玉米芯依次经过酸处理、碱处理和紫外线处理得到；
[0011]所述高分子改性聚氨酯固态碳源的制备方法包括以下步骤：
[0012]S1：热塑性聚氨酯和改性剂经过熔体共混法反应，得到热塑性聚氨酯熔体；
[0013]S2：所述热塑性聚氨酯熔体和碳源经过熔体共混法反应，得到共混物；
[0014]S3：所述共混物经过浇注成型，得到所述高分子改性聚氨酯固态碳源；
[0015]所述热塑性聚氨酯、改性剂和碳源的重量比为1:(0.5～2):(5～20)(优选为1:
(0.5～2):10，例如：1:0.5:10、1:1:10、1:2:10)；
[0016]所述改性剂选自二异氰酸酯基聚乙二醇、含有二异氰酸酯基聚乙二醇的预聚物中的至少一种。可选的，所述碳源选自淀粉基塑料、聚丙交酯中的至少一种。
[0017]可选的，步骤S1中，所述熔体共混法反应的反应温度为120～200℃(例如：160℃)、反应时间为1～2h(例如：1.5h)。
[0018]可选的，步骤S2中，所述熔体共混法反应的反应温度为180～210℃(例如：200℃)、反应时间为0.5～1h(例如：0.75h)。
[0019]可选的，所述高分子改性聚氨酯固态碳源的尺寸为(4～5)cm
×
(1～4)cm
×
(3～5)cm。
[0020]可选的，所述酸处理是所述玉米芯在酸处理液中浸泡10～20h(例如：12h)后沥干；所述酸处理液的溶质包括硫酸，所述酸处理液中所述硫酸的质量百分比浓度为0.5～10％(例如：5％)。
[0021]可选的，所述碱处理是所述玉米芯在碱处理液中浸泡10～20h(例如：12h)后沥干；所述碱处理液的溶质包括氢氧化钠和纤维素降解酶，所述碱处理液中所述氢氧化钠的质量百分比浓度为0.5～10％(例如：5％)、所述纤维素降解酶的质量百分比浓度为5～10％(例如：8％)。可选的，所述紫外线处理是所述玉米芯经紫外线照射1～5h(例如：2h)后，静置20～30h(例如：24h)。
[0022]可选的，所述紫外线的波长为180～270nm，例如：200nm。
[0023]可选的，所述玉米芯固态碳源的尺寸为(4～5)cm
×
(1～4)cm
×
(3～5)cm。
[0024]可选的，所述玉米芯在依次经过酸处理、碱处理和紫外线处理之前，依次经过洗净处理、切割处理和干燥处理。
[0025]可选的，所述干燥处理的温度为80～100℃，例如：90℃。
[0026]可选的，所述干燥处理的时间为20～30h，例如：24h。
[0027]第二方面，本申请提供的一种缓释型固态碳源在污水处理中的应用。
[0028]可选的，所述缓释型固态碳源应用在污水处理中的缺氧区。所述缓释型固态碳源在所述缺氧区中的填充率为45％～70％，例如：60％。
[0029]可选的，所述型固态碳源还可以应用在污水处理中的选择区。所述缓释型固态碳源在所述选择区中的填充率为45％～70％，例如：60％。
[0030]第三方面，本申请提供的一种污水处理装置，采用如下技术方案：
[0031]一种污水处理装置，包括所述缓释型固态碳源。
[0032]可选的，所述缓释型固态碳源应用在所述污水处理装置中的缺氧区。所述缓释型固态碳源在所述缺氧区中的填充率为45％～70％，例如：60％。
[0033]可选的，所述型固态碳源还可以应用在污水处理装置中的选择区。所述缓释型固态碳源在所述选择区中的填充率为45％～70％，例如：60％。
[0034]综上所述，本申请具有以下有益效果：
[0035]第一、本申请通过采用玉米芯固态碳源和高分子改性聚氨酯填料，协同提高了污水处理的脱氮效果；其中，TN去除率可达60.42％～83.56％、NH3‑
N去除率可达95.42％～96.87％。
[0036]第二、本申请中高分子改性聚氨酯固态碳源通过采用改性剂，可以显著提高缓释
型固态碳源的污水处理的脱氮效果。
[0037]第三、为保障缓释型固态碳源的污水处理的脱氮效果，本申请中玉米芯固态碳源的酸处理步骤、碱处理步骤、紫外线处理，三者缺一不可。
附图说明
[0038]图1是本申请在性能检测试验中的污水处理装置的俯视图；
[0039]图2是本申请在性能检测试验中的污水处理装置的侧视图。
具体实施方式
[0040]以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
[0041]玉米芯固态碳源的制备
[0042]玉米芯固态碳源的制备例1
[0043]玉米芯固态碳源的制备方法，具体包括以下步骤：
[0044]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种缓释型固态碳源，其特征在于，包括体积比为(4～50):1的玉米芯固态碳源和高分子改性聚氨酯固态碳源，所述玉米芯固态碳源的体积为40～80cm3，所述高分子改性聚氨酯固态碳源的体积为40～80cm3；所述玉米芯固态碳源是由玉米芯依次经过酸处理、碱处理和紫外线处理得到；所述高分子改性聚氨酯固态碳源的制备方法包括以下步骤：S1：热塑性聚氨酯和改性剂经过熔体共混法反应，得到热塑性聚氨酯熔体；S2：所述热塑性聚氨酯熔体和碳源经过熔体共混法反应，得到共混物；S3：所述共混物经过浇注成型，得到所述高分子改性聚氨酯固态碳源；所述热塑性聚氨酯、改性剂和碳源的重量比为1:(0.5～2):(5～20)；所述改性剂选自二异氰酸酯基聚乙二醇、含有二异氰酸酯基聚乙二醇的预聚物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的缓释型固态碳源，其特征在于，所述碳源选自淀粉基塑料、聚丙交酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的缓释型固态碳源，其特征在于，步骤S1中，所述熔体共混法反应的反应温度为120～200℃、反应时间为1～2h。4.根据权利要求1所述的缓释型固态...
【专利技术属性】
技术研发人员：董浩，袁境，
申请(专利权)人：中创宏远北京环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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