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2019

固態(tài)緩釋碳源的研究與應(yīng)用

作者：

固態(tài)緩釋碳源的研究與應(yīng)用

隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格與監(jiān)控指標(biāo)的日益增多，污水總氮的去除成為困擾污水處理廠的一大難題。由于原水中可生化性碳源濃度低，C/N比較小，因此削弱了反硝化反應(yīng)，導(dǎo)致脫氮（NO3--N轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓┧俾式档?，總氮時有超標(biāo)情況發(fā)生。為確保反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行，需外加碳源為反硝化菌提供充足的電子供體，當(dāng)前常見的碳源為乙酸、乙酸鈉、甲醇、葡萄糖等，一般可保證反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，降低出水總氮。但產(chǎn)品價格較高，長期運(yùn)行過程中，給污水處理廠帶來較大的成本壓力。
緩釋碳源作為一種新型碳源材料，近年來受到國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，其作用機(jī)理是對天然材料進(jìn)行改性或采用人工合成材料，通過含碳物質(zhì)溶出及微生物降解作用，從而達(dá)到持續(xù)釋碳的目的。但當(dāng)前所研究的固態(tài)緩釋碳源普遍存在釋碳速率過緩或過快、易破碎、二次污染等問題，難以進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。
基于上述研究現(xiàn)狀，我司研發(fā)人員通過大量的現(xiàn)場調(diào)研和實(shí)驗(yàn)，對不同材料進(jìn)行成分分析及溶出物檢測。材料共選取了天然材料和人工合成材料兩種。天然材料方面，選取了玉米芯、紙漿、木屑等，采用堿、超聲波、高溫高壓等方式分別對其進(jìn)行預(yù)處理，破壞其表層交聯(lián)的木質(zhì)素及半纖維素，以探究實(shí)現(xiàn)內(nèi)部纖維素最大釋放的最佳改性方式；人工合成材料方面，將含碳豐富的淀粉作為包埋體，針對其水溶性大、不易成型等特點(diǎn)，采用聚乙烯醇（PVA）、聚乳酸（PLA）為骨架，通過調(diào)整其添加比例和包裹方式，自主研發(fā)制備了新型固態(tài)緩釋碳源。上述材料的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)碳源的穩(wěn)定釋放，同時其表面為微生物提供附著載體，易形成生物膜，從而大幅度提高脫氮效率、節(jié)約碳源投加量，減少了脫氮成本。
目前，我司通過大量批次試驗(yàn)，已經(jīng)完成了多種固態(tài)緩釋碳源材料的制備和脫氮性能對比試驗(yàn)，篩選出了農(nóng)作物廢料等多種材料作為目標(biāo)緩釋碳源，下一階段將中試驗(yàn)證及其工程推廣與應(yīng)用。

無