一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，其在农村污水处理的厌氧处理阶段投加榴莲外皮。榴莲外皮在农村污水处理的厌氧处理中作为持久性碳源，为农村污水反硝化过程提供稳定的电子供体，促进了农村污水的脱氮处理过程，从根本上解决了农村污水因C/N比值低而造成脱氮效果不佳的问题；同时，榴莲外皮独特的结构使得其在污水中可长期保持形态不发生明显变化，有利于菌体的附着生长，可进一步提高污水的脱氮效率。并且，本发明专利技术针对农村污水易出现金属离子含量超标的问题，在榴莲外皮上修饰功能分子，实现了农村污水中金属离子的深度捕获。可见，本发明专利技术利用廉价易得的榴莲外皮成功实现了农村污水的深度处理。榴莲外皮成功实现了农村污水的深度处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法


[0001]本专利技术属于农村污水处理
；具体涉及一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法。

技术介绍

[0002]目前农村污水处理仍处于较低水平。同时，农村污水具有明显不同于城市污水的特点，直接将城市污水的处理模式和处理技术生套于农村污水处理将产生诸多问题。农村污水中往往含有大量的氮元素，若直接排放将产生严重的环境污染。此外，由于农村地区基础设施建设不够完善，雨、污水混流现象较为普遍，使得最终农村污水C/N值(碳氮比)相对较低。众所周知，采用硝化
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反硝化生物技术处理含氮废水时，因反硝化菌一般为异养菌，需要足够的碳源才能高效工作，而农村污水低C/N值的特点将导致微生物反硝化过程被严重抑制，进而造成整体污水处理效果不理想的问题。此外，部分农村地区因自身环境特点以及工业污染等原因，存在污水中金属离子(如Ca、Mg、Fe、Cu离子)含量超标的情况。因此，如何寻找合适的处理技术，在处理含碳、氮污染物的同时，实现金属离子的高效去除，也是必须予以考虑的问题。
[0003]在低C/N值污水中外加碳源，是提高此类污水处理效率的有效手段之一。其中，甲醇、乙醇等有机小分子是常见的碳源，但因其价格高昂、使用量大等问题，很难将其用在实际农村污水处理工程中。有研究者尝试使用农作物秸秆、蔬菜和木屑等价格低廉的物质作为补充碳源，也取得了一定的效果。但是，这些物质在污水中分解速度很快，对于长效处理农村污水则效果大打折扣；同时，此类材料还存在微生物附着性较差的问题，也在一定程度上影响了最终的污水处理效果。
[0004]基于以上分析可知，针对性地开发新型、经济、高效的农村污水处理技术，解决农村污水C/N值低、同时部分地区金属含量超标等问题，是目前我国农村污水处理的一大关键研究目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有农村污水C/N值低，实际生物处理过程中因碳源不足而造成反硝化效果不佳，同时部分农村地区污水中金属离子含量超标等问题，提供一种基于废弃榴莲外皮的农村污水处理方法，经济、高效、深度地处理农村污水。
[0006]本专利技术提供一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，其包括以下步骤：
[0007]步骤一、将榴莲外皮依次浸入三聚氯氰溶液和单宁酸溶液中进行改性反应，得到改性榴莲外皮。
[0008]步骤二、构建农村污水处理系统；农村污水处理系统包括第一反应器和第二反应器；第一反应器的输出口与第二反应器的输入口连接。第一反应器与第二反应器之间设置有回流管道。在第一反应器中加入步骤一得到的改性榴莲外皮，并接种活性污泥。在第二反应器中填充砾石，并接种活性污泥。第二反应器在使用前通入空气闷曝预设时长。
[0009]步骤三、将被处理的农村污水依次通入第一反应器和第二反应器；第一反应器中对被处理的农村污水进行厌氧生物处理；第二反应器中对被处理的农村污水进行好氧生物处理。第二反应器中的部分农村污水回流至第一反应器中。农村污水处理系统的水力停留时间为12h～36h。
[0010]作为优选，所述的第一反应器中榴莲外皮相对于被处理的农村污水的用量为50g/L～500g/L。
[0011]作为优选，加入第一反应器和第二反应器的活性污泥的污泥质量浓度为2000mg/L～6000mg/L，混合液挥发性悬浮固体浓度为800mL/g～3500mg/L，污泥沉降比为30％～60％，污泥体积指数为45mL/g～90mL/g。
[0012]作为优选，加入第一反应器和第二反应器的活性污泥取自污水处理厂的生物处理厌氧段。
[0013]作为优选，填充在第二反应器中的砾石粒径为2mm～6mm。
[0014]作为优选，第二反应器在使用前通入空气闷曝的时长为24h～72h。
[0015]作为优选，步骤一中所述的改性反应的过程为：将榴莲外皮浸入三聚氯氰溶液中，0℃下反应时间0.5～3h；再将所得榴莲外皮浸入单宁酸溶液中，25℃下反应1～4h。
[0016]作为优选，所述的三聚氯氰溶液为三聚氯氰的饱和水溶液；所述的单宁酸溶液的浓度为50g/L～200g/L。
[0017]作为优选，被处理的农村污水初始COD值为40mg/L～600mg/L，总氮(TN)质量浓度为10mg/L～200mg/L，金属离子浓度为0～60ppm。
[0018]作为优选，步骤三中，硝化液回流比为100％～180％；第二反应器内溶解氧浓度控制在2mg/L～4mg/L。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1、本专利技术针对农村污水C/N值低，因碳源不足而造成除N困难的问题，选择废弃榴莲外皮作为廉价的持久性碳源，利用其可分解产生葡萄糖、戊糖的特点，为污水反硝化过程提供充足的电子供体，达到高效、经济、稳定地除氮的目的；同时，榴莲外皮独特的结构有利于菌体的附着生长，可进一步提高生物处理过程的除氮效率。由于榴莲外皮的自身特性，其在反应器中不会快速降解，从而能够长期、稳定地提供农村污水的厌氧生物处理提供碳源。
[0021]2、本专利技术使用单宁酸对榴莲外皮进行改性，使得榴莲外皮在作为持久性碳源的同时，还能够捕获水体中的金属离子形成络合物，达到降低农村污水金属离子浓度的作用；榴莲外皮的外形具有比表面积大的特点，有助于增加单宁酸的负载量，提高其对金属离子的去除能力。同时，在第一反应器中持久存在的榴莲外皮能够使得用于捕获金属离子的单宁酸能够在反应器中长期存在，有助于提高农村污水深度处理的持续性。
[0022]3、本专利技术利用榴莲外皮上丰富的官能团，巧妙地将功能性分子接到榴莲外皮上，改性过程中无需用到任何有机溶剂和特殊材料，改性方法科学简便，改性条件温和，所获得的改性榴莲外皮具有高效的金属离子处理效果。该材料可重复循环使用，且具有长效性，在实际农村污水处理过程中优势显著。
具体实施方式
[0023]下面将对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是
本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1
[0025]一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，通过在生物处理过程中加入榴莲外皮实现农村污水的高效除N，通过加入改性榴莲外皮实现污水中金属离子的去除。所述的改性榴莲外皮通过在榴莲外皮上接入单宁酸的方式获得。
[0026]一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，包括以下步骤：
[0027](1)取废弃榴莲外皮，去除残余果肉，用清水洗净，备用。将所得榴莲外皮，浸入三聚氯氰饱和溶液中，0℃下反应0.5h；再将所得榴莲外皮浸入浓度为150g/L的单宁酸溶液中，25℃下反应2h，使得单宁酸负载到榴莲外皮的表面上。
[0028](2)构建农村污水处理系统；农村污水处理系统包括第一反应器和第二反应器；第一反应器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将榴莲外皮依次浸入三聚氯氰溶液和单宁酸溶液中进行改性反应，得到改性榴莲外皮；步骤二、构建农村污水处理系统；农村污水处理系统包括第一反应器和第二反应器；第一反应器的输出口与第二反应器的输入口连接；第一反应器与第二反应器之间设置有回流管道；在第一反应器中加入步骤一得到的改性榴莲外皮，并接种活性污泥；在第二反应器中填充砾石，并接种活性污泥；第二反应器在使用前通入空气闷曝预设时长；步骤三、将被处理的农村污水依次通入第一反应器和第二反应器；第一反应器中对被处理的农村污水进行厌氧生物处理；第二反应器中对被处理的农村污水进行好氧生物处理；第二反应器中的部分农村污水回流至第一反应器中；农村污水处理系统的水力停留时间为12h～36h。2.根据权利要求1所述的一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，其特征在于：所述的第一反应器中榴莲外皮相对于被处理的农村污水的用量为50g/L～500g/L。3.根据权利要求1所述的一种基于改性榴莲外皮的农村污水深度处理方法，其特征在于：加入第一反应器和第二反应器的活性污泥的污泥质量浓度为2000mg/L～6000mg/L，混合液挥发性悬浮固体浓度为800mL/g～3500mg/L，污泥沉降比为30％～60％，污泥体积指数为45mL/g～90mL/g。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世良，李方程，
申请(专利权)人：杭州师范大学钱江学院，
类型：发明
国别省市：