(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010953799.1
(22)申请日 2020.09.11
(71)申请人 重庆蓝洁广顺净水材料有限公司
地址 402465 重庆市荣昌工业园区广顺工
业园
申请人 重庆盛清水处理科技有限公司
重庆蓝洁生物技术有限公司
(72)发明人 王明冬 魏小兵 邹鹏 邹宏
谷飞
(74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限
公司 11228
代理人 武君
(51)Int.Cl.
C02F 3/30(2006.01)
C02F 103/32(2006.01)
(54)发明名称
应用
(57)摘要
本发明提供了一种新型复合碳源补充剂及
其制备方法和应用，属于水处理技术领域。新型
复合碳源补充剂，由以下成分组成：多元醇，多
糖，脂肪酸，酿酒黄水，其余为水。制备方法为：在
搅拌条件下，加入水、多元醇和多糖，溶解后，加
入脂肪酸，和酿酒黄水；熟化，过滤，即得。本发明
的新型复合型碳源补充剂，可避免因微生物代谢
途径复杂而延长微生物利用碳源补充剂的适应
期和污泥驯化时间；且投加后，不引起处理水系
统温度的大幅度变化，且可消除或减少在使用过
程中易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨胀的现
象。本发明的新型复合型碳源补充剂，是一种新
型、高效、快速、低耗、无毒的碳源补充剂，在城市
污水和工业废水处理过程中具有推广应用价值。权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 112047473 A 2020.12.08
C N 112047473
A
1.一种新型复合碳源补充剂，其特征在于，按重量百分比计，由以下成分组成：30～40％多元醇，5～15％多糖，10～40％脂肪酸，10～30％酿酒黄水，其余为水；所述新型复合碳源补充剂的pH值为5～10，COD值大于30万mg/L，溶解性良好。
2.根据权利要求1所述新型复合碳源补充剂，其特征在于，所述多元醇为生物柴油副产粗甘油。
3.根据权利要求1所述新型复合碳源补充剂，其特征在于，所述多糖为葡萄糖果糖，阿拉伯糖，木糖，蔗糖或D -葡聚糖。
4.根据权利要求1所述新型复合碳源补充剂，其特征在于，所述脂肪酸为醋酸或其盐类。
5.根据权利要求1所述新型复合碳源补充剂，其特征在于，所述酿酒黄水为浓香型黄水或酱香型黄水。
6.根据权利要求1所述新型复合碳源补充剂，其特征在于，按重量百分比计，由以下成分组成：40％多元醇，10％多糖，40％脂肪酸，10％酿酒黄水。
7.如权利要求1至权利要求6任一所述新型复合碳源补充剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在搅拌条件下，按配方加入水、多元醇和多糖，完全溶解后，缓慢加入脂肪酸，然后再加入酿酒黄水；
在25～45℃的温度下进行熟化1～2h，在孔径为200～600目的条件下进行过滤，即得新型复合型碳源补充剂。
8.根据权利要求7所述新型复合碳源补充剂的制备方法，其特征在于，所述熟化的温度为30～40℃。
9.根据权利要求7所述新型复合碳源补充剂的制备方法，其特征在于，所述熟化的时间为1h。
10.如权利要求1至权利要求6任一所述新型复合碳源补充剂在城市污水和工业废水处理中的应用。
权 利 要 求 书1/1页CN 112047473 A
一种新型复合碳源补充剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种新型复合碳源补充剂及其制备方法和应用。
背景技术
[0002]随着国家环保力度加大和污水排放标准的逐渐提高，总氮指标要求越来越高，普遍要求达到城市污水排放一级A标准，即TN<15mg/L，而在一些环保要求高的地区排放标准为即 TN<10mg/L。这对污水处理的反硝化处理提出了更高的要求，而现有的反硝化处理中往往存在碳源不足的问题，必须外加碳源，如乙酸钠、乙酸、甲醇、乙醇、葡萄糖等。乙酸、甲醇、乙醇属危化品，由于安全原因，很少被采用；葡萄糖由于反硝化速率慢而少应用。醋酸钠由于反硝化速率快，来源广泛，使用安全而被普遍使用，存在的主要问题是使用成本高，不经济。
[0003]近年来，国内研究人员正在开发各种复合碳源，旨在提高碳源COD值，以降低碳源投加量，提高性价比。李光益等研制了一种由醋酸钠、冰醋酸、碳酸钠、乙醇、葡萄糖、去离子水制成的复合碳源，具有对人体无害，成本低，易被微生物吸收利用等优点，但原材料种类多，复配工艺复杂，且有乙醇等危化品，不易推广使用。曹锐等发明了一种用于废水处理的复合碳源药剂。该复合碳源由下列组分制成：甲酸钠0.5％～1.0％，乙酸钠4.5％～5.5％，丙酸钠5％～6％，糖类物质40％～50％，水40％～45％：其中，糖类物质为COD＞3000mg/L 的糖类混合物。具有优质、高效的特点，环保型水处理药剂，但性价比不高，难以在实际生产中使用。石泰山用氢氧化钙和醋酸反应生成的醋酸钙加醋酸钠、葡
萄糖和乙醇，经静置澄清得复合碳源，生产工艺复杂，成本也不低，还有危化品乙醇做原材料，存在安全隐患，不易推广使用。总之，这些复合碳源存在工艺相对复杂，性价比不高等缺点。
[0004]酿酒企业每年产生大量的黄水、丢糟、酒尾等酿酒副产物。据测定，这类废的pH＝3.0～ 3.5，COD＝20000～40000mg/L，如未得到高效回收利用就直接排放，不仅对环境带来污染且治理困难，还造成极大的资源浪费，严重制约了酿酒行业的可持续循环经济的实现。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型复合碳源补充剂及其制备方法和应用。
[0006]经研究，本发明采用以下技术方案：
[0007]1、一种新型复合碳源补充剂，按重量百分比计，由以下成分组成：30～40％多元醇，5～15％多糖，10～40％脂肪酸，10～30％酿酒黄水，其余为水；所述新型复合碳源补充剂的pH值为 5～10，COD值为30～80万mg/L，溶解性良好。
[0008]其中，酿酒黄水为重庆某酒厂产生的酿酒黄水。
[0009]优选的，所述多元醇为生物柴油副产粗甘油。
[0010]优选的，所述多糖为葡萄糖，果糖，阿拉伯糖，木糖，蔗糖或D-葡聚糖。
[0011]优选的，所述脂肪酸为醋酸或其盐类。
[0012]优选的，所述酿酒黄水为浓香型黄水或酱香型黄水。
[0013]优选的，按重量百分比计，由以下成分组成：40％多元醇，10％多糖，40％脂肪酸，10％酿酒黄水。
[0014]2、上述新型复合碳源补充剂的制备方法，包括以下步骤：
[0015]在搅拌条件下，按配方加入水、多元醇和多糖，完全溶解后，缓慢加入脂肪酸，然后再加入酿酒黄水；
[0016]在25～45℃的温度下进行熟化1～2h，在孔径为200～600目的条件下进行过滤，即得新型复合型碳源补充剂。
[0017]其中，搅拌熟化反应结束后，需进行采样质检，合格之后再进行过滤。
[0018]优选的，所述熟化的温度为30～40℃。熟化温度过低达不到熟化要求，反应不充分，温度过高则
有其他副反应发生，容易影响产品的性能，且增加了反应容器的负荷，缩短反应容器的寿命，因此，熟化的温度需严格控制。
[0019]更优选的，所述熟化的温度为30℃。
[0020]优选的，所述熟化的时间为1h。
[0021]3、上述新型复合碳源补充剂在城市污水和工业废水处理中的应用。
[0022]以泸州某酒厂为例，日均产生的酒类废水100吨，处置费用为75元/t (COD8000～15000mg/L)，一年酒类废水的处理费用就达225万元，实施本项目不但节约了酒类废水的处置费用，还可以资源化再利用，变废为宝，同时具有良好的环境效益。
[0023]本发明的有益效果在于：
[0024]1)本发明的新型复合型碳源补充剂，因含碳物质分子结构单元化，可快速投入使用，避免因微生物代谢途径复杂而延长微生物利用碳源补充剂的适应期和污泥驯化时间；[0025]2)本发明的新型复合型碳源补充剂，因pH值在9～10之间，使得在处理城市污水或工业废水过程中，不会引起处理水系统温度的大幅度变化，对原水pH值影响小，保持硝化菌硝化作用的最佳环境条件；
[0026]3)本发明的新型复合型碳源补充剂，采用多种低分子物质复合，在城市污水和工业废水处理中加入适量的碳源补充剂，调节了污水中的碳氮比，促进污水处理系统中的反硝化作用，提高了反硝化速率，加强了污水处理的脱氮效果，保证出水总氮得到有效降低，同时还解决了用量大、成本高、丝状菌大量繁殖引起污泥膨胀的弊端，从而消除了对污水处理系统正常运行的严重影响；
[0027]4)本发明的新型复合型碳源补充剂，是一种新型、高效、快速、低耗、无毒的碳源补充剂，在城市污水和工业废水处理过程中具有推广应用价值。
附图说明
[0028]图1为本发明的新型复合碳源补充剂的制备工艺流程图；
[0029]图2为不同试验时间段的污泥絮体结构。
具体实施方式
[0030]下面结合本发明实施例，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]本实施例中新型复合碳源补充剂的制备方法，包括以下步骤：
[0033]向反应器中加入自来水0kg，启动搅拌，加入生物柴油副产粗甘油8000kg，保持搅拌的持续运行，将蔗糖2000kg加入反应器中，搅拌直至溶解完全，然后将醋酸8000kg缓慢投加入反应器的混合物料溶液中，最后加入浓香型黄水2000kg，保持搅拌的持续运行，进行熟化反应1小时后，在30℃的温度下进行熟化，通过孔径为200～600目的压滤机进行过滤，得到新型复合碳源补充剂。
[0034]实施例2
[0035]本实施例中新型复合碳源补充剂的制备方法，包括以下步骤：
[0036]向反应器中加入自来水2000kg，启动搅拌，加入生物柴油副产粗甘油6000kg，搅拌直至溶解完全，将蔗糖2000kg加入反应器中，搅拌直至溶解完全，然后将醋酸4000kg缓慢投加入反应器的混合物料溶液中，最后加入浓香型黄水6000kg，保持搅拌的持续运行，进行熟化反应1小时后，在30℃的温度下进行熟化，通过孔径为200～600目的压滤机进行过滤，得到新型复合碳源补充剂。
[0037]实施例3
[0038]本实施例中新型复合碳源补充剂的制备方法，包括以下步骤：
[0039]向反应器中加入自来水4000kg，启动搅拌，加入生物柴油副产粗甘油6000kg，搅拌直至溶解完全，将葡萄糖2000kg加入反应器中，搅拌直至溶解完全，然后将醋酸2000kg缓慢投加入反应器的混合物料溶液中，最后加入酱香型黄水6000kg，保持搅拌的持续运行，进行熟化反应1小时后，在25℃的温度下进行熟化，通过孔径为200～600目的压滤机进行过滤，得到新型复合碳源补充剂。
[0040]将实施例1至实施例3制得的新型复合碳源补充剂分别进行密度，pH值和COD检测，结果如表1所示。
[0041]表1新型复合碳源补充剂检测结果
[0042] pH值COD(mg/L)密度(g/cm3)实施例1 5.680.2万 1.18
实施例27.153.68万 1.1
实施例3 6.842.5万 1.06
[0043]从表1中分析可知，制得的新型复合碳源补充剂的COD值都在40万以上，可作为碳源补充剂使用；pH值与大多污水厂进水pH值相吻合，可以满足污水处理厂生物脱氮使用。[0044]将实施例1至实施例3制得的新型复合碳源补充剂与常规碳源(醋酸钠)分别进行脱氮处理。具体为：将取自污水处理厂缺氧池的污水搅拌均匀后分别装入3个1L的锥形瓶中，加硝酸钙调节初始总氮浓度，在各个锥形瓶加不同碳
源，检测初始总氮浓度和反硝化不同时间的总氮浓度；通过测定母液混合液中起始的TN、NO3--N浓度与MLSS，并间隔一定时间段测定系统中TN及NO3--N的浓度，根据测定结果即可得到TN和NO3--N浓度随时间的去除率，利用投加C/ΔN(投加碳源的COD与扣除空白后TN消减量的比)与反硝化速率(反应进行一段
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