一种复合碳源及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及污水处理材料技术领域，具体公开一种复合碳源及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的复合碳源的制备方法，通过回收含油生活污水中分离的粗油料，并利用粗油料作为原料进行物理分离和高温化学反应，最终得到的第一馏出液、第二馏出液和下层反应液，将第一馏出液、第二馏出液和下层反应液混合并调节pH至酸性或中性，得到的混合物料中具有小分子有机酸、小分子醇和小分子酯等有机物；进一步，通过在混合物料中添加促生剂、生长因子和微量元素，混合均匀后得到复合碳源。本发明专利技术提供的复合碳源，除氮效率高，反硝化效果好，在较低的使用量下还能极大地提高反硝化效率，具有经济性佳，绿色环保的特性。绿色环保的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种复合碳源及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及于污水处理材料
，尤其涉及一种复合碳源及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们生活水平不断的提升，我国城市垃圾的产生量也逐年提升，其中，废弃油料和餐厨垃圾作为主要生活垃圾，具有产出数量大、种类多、来源分散和收集困难等特点，已成为严重污染源，造成土层涵养降低和水体污染问题。因此，积极推进含油生活污水的无害化处理和资源化利用的工作势在必行。
[0003]目前，针对含有生活污水中的油料杂质的处理一般采用物理分离，如浮选法或吸附法，但是该传统的处理方法只是将污水中的油料成分以物理方法分离，从一介质中引入到另一介质中，并不能真正实现无害处理或资源化回收利用。对于含油生活污水中油料杂质的处理，现有技术也有一些文献记载，比如通过设计特定结构的含油生活污水处理池对生活污水中的油和污水初步分离后排放或使用膨胀石墨
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酚醛树脂基活性炭复合材料处理含油生活污水，但是以上方法仅能推进含油生活污水的无害化处理，并不能实现资源化利用。因此，开发一种针对含油生活污水进行有效处理并能回收利用有利能源的方法具有重要意义。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种复合碳源及其制备方法和应用，通过回收含油生活污水中分离的粗油料，并利用粗油料作为原料进行物理分离和高温化学反应后的产物作为原料，然后添加促生剂、生长因子和微量元素最终制备得到污水脱氮处理用促生型复合碳源，实现了含油生活污水领域油料废物的资源化回收再利用；本专利技术提供的复合碳源除氮效率快，具有优异的反硝化速率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种复合碳源的制备方法，至少包括如下步骤：步骤a、将含油生活污水进行气浮，离心，得粗油料；步骤b、向所述粗油料中加入强碱和丙三醇，得混合粗油料；真空条件下，将所述混合粗油料于170℃
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190℃反应，收集馏出液，得第一馏出液和第一底液；步骤c、真空条件下，将所述第一底液于230℃
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250℃下反应，收集馏出液，得第二馏出液和第二底液；步骤d、向所述第二底液中加入无水乙醇和乙醇钠，于60℃
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80℃下反应，静置分液，得上层反应液和下层反应液；步骤e、将所述第一馏出液、第二馏出液和下层反应液混合均匀，调节pH至弱酸性或中性，得混合物料；向所述混合物料中加入促生剂、生长因子和微量元素，搅拌均匀，得复合碳源。
[0006]含油生活污水中油料的含量巨大，其有机组分主要以醇类、脂肪酸类、酯类等低分子有机物为主，可以为微生物提供生长所需的营养物质，但是含油污水中成分复杂、可生化性差、色度高，并不能直接作为污水处理中的碳源使用。因此，专利技术人通过付出大量的劳动力并经过研究探索，提供一种复合碳源的制备方法，实现了对含油污水的资源化利用。
[0007]相对于现有技术，本专利技术提供的复合碳源的制备方法，对含油生活污水进行气浮并离心，可最大限度地去除污水中的粗油料，剩余水体可进行达标排放；将所得粗油料与强碱和丙三醇在特定温度下进行反应，其中，强碱起到催化作用，丙三醇可与粗油料中脂肪酸进行酯化反应，形成脂肪酸酯，降低混合粗油料的酸度，特定的反应温度还促使脂肪酸酯和易挥发的小分子醇类物质馏出，得到第一馏出液和第一底液；将第一底液于特定温度下反应，能够使第一底液中过量的丙三醇馏出，收集得到第二馏出液和第二底液；然后，在特定的温度下，以乙醇钠为催化剂，催化乙醇和第二底液中羧酸酯类物质发生酯交换反应，生成羧酸乙酯和脂肪杂醇类物质，静置分液后，下层反应液为羧酸乙酯。
[0008]本专利技术通过对粗油料进行物理分离和高温化学反应，最终得到的第一馏出液、第二馏出液和下层反应液，将第一馏出液、第二馏出液和下层反应液混合并调节pH至酸性或中性，得到的混合物料中具有小分子有机酸、小分子醇和小分子酯等有机物；进一步地，通过添加促生剂、生长因子和微量元素，其与混合物料相互配合，能进一步为反硝化细菌提供全面的营养成分，克服现有技术中采用单一碳源造成的菌群多样性弱化的问题，强化菌群多样性和生物活性，本专利技术提供的复合碳源，除氮效率高，反硝化效果好，在较低的使用量下还能极大地提高反硝化效率，具有经济性佳，绿色环保的特性。
[0009]优选的，所述含油生活污水为生活区日常排放污水。
[0010]优选的，步骤a中，所述粗油料的含油量≥98%。
[0011]优选的，步骤b中，所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠中至少一种。
[0012]优选的，步骤b中，所述强碱的加入量为粗油料质量的50%
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80%。
[0013]优选的，步骤b中，所述丙三醇的加入量为粗油料质量的0.05%
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0.1%。
[0014]优选的，步骤b中，所述真空条件的真空度为0.06MPa
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0.08MPa。
[0015]优选的，步骤b中，所述反应结束的条件为：无馏出液流出。
[0016]进一步地，步骤b中，所述反应时还需要进行搅拌，所述搅拌的转速为90r/min
‑
120r/min。
[0017]优选的，步骤c中，所述真空条件的真空度为0.01MPa
‑
0.03MPa。
[0018]优选的，步骤c中，所述反应结束的条件为：无馏出液流出。
[0019]需要进一步说明的是，步骤c中，对第一底液升温至230℃
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250℃时，需要控制升温速率低于10℃/min。
[0020]优选的，步骤d中，所述无水乙醇的加入量为第二底液质量的20%
‑
50%。
[0021]优选的，步骤d中，所述乙醇钠的加入量为第二底液质量的0.5%
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1%。
[0022]优选的，步骤d中，所述反应的时间为3.5h
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4.5h。
[0023]进一步的，步骤d中，所述反应时还需要进行搅拌，所述搅拌的转速为90r/min
‑
120r/min。
[0024]进一步地，步骤d中，上层反应液可作为燃料使用。
[0025]优选的，步骤e中，所述促生剂为甲硫氨酸、精氨酸、苏氨酸、烟氨酸或丙氨酸中至
少一种。
[0026]进一步优选的，步骤e中，所述促生剂为质量比为1.5
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2:1.5
‑
2:1.5
‑
2:1.5
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2:1.5
‑
2的甲硫氨酸、精氨酸、苏氨酸、烟氨酸和丙氨酸的混合物。
[0027]优选的促生剂有利于提高菌群多样性，从而提高反硝化效率。
[0028]优选的，步骤e中，所述促生剂在复合碳源中的浓度为1mg/L
‑
5mg/L。
[0029]优选的，步骤e中，所述生长因子为胰蛋白胨、酵母粉、牛肉浸粉或玉米浆干粉中至少一种。
[0030]优选的，步骤e本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合碳源的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：步骤a、将含油生活污水进行气浮，离心，得粗油料；步骤b、向所述粗油料中加入强碱和丙三醇，得混合粗油料；真空条件下，将所述混合粗油料于170℃
‑
190℃反应，收集馏出液，得第一馏出液和第一底液；步骤c、真空条件下，将所述第一底液于230℃
‑
250℃下反应，收集馏出液，得第二馏出液和第二底液；步骤d、向所述第二底液中加入无水乙醇和乙醇钠，于60℃
‑
80℃下反应，静置分液，得上层反应液和下层反应液；步骤e、将所述第一馏出液、第二馏出液和下层反应液混合均匀，调节pH至弱酸性或中性，得混合物料；向所述混合物料中加入促生剂、生长因子和微量元素，搅拌均匀，得复合碳源。2. 如权利要求1所述的复合碳源的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述粗油料的含油量≥98%；和/或步骤b中，所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠中至少一种；和/或步骤b中，所述强碱的加入量为粗油料质量的50%
‑
80%；和/或步骤b中，所述丙三醇的加入量为粗油料质量的0.05%
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0.1%；和/或步骤b中，所述真空条件的真空度为0.06MPa
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0.08MPa。3. 如权利要求1所述的复合碳源的制备方法，其特征在于，步骤c中，所述真空条件的真空度为0.01MPa
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0.03MPa。4. 如权利要求1所述的复合碳源的制备方法，其特征在于，步骤d中，所述无水乙醇的加入量为第二底液质量的20%
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50%；和/或步骤d中，所述乙醇钠的加入量为第二底液质量的0.5%
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1%；和/或步骤d中，所述反应的时间为3.5h
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4.5h。5. 如权利要求1所述的复合碳源的制备方法，其特征在于，步骤e...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏雁，路青，郑搏英，丁鹏佳，田玉珠，王静霞，董燕飞，
申请(专利权)人：河北海鹰环境安全科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：