公布日：2024.05.03
申請日：2024.02.22
分類號：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/10(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發明公開了一種粉狀復合材料及超高量污泥減排污水處理方法。復合材料由多孔性結構粉體作填料，或由多孔性結構粉體和非孔性粉體組合作填料；與中鏈固體脂肪酸活性組分復配結合而成。本發明的污水處理粉狀復合材料同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體或包括具有協同效應增效劑的覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體混配使用。通過關閉剩余污泥出口閥，加入到運行中的生物處理池中，和原活性污泥共存，進入好氧池、二次沉淀池再返回厭氧池、循環生成新生物生態，內循環達到不排泥或幾乎不排泥的污水生物處理模式。
權利要求書
1.一種污水處理粉狀復合材料，其特征在于，由多孔性結構粉體作填料、或由多孔性結構粉體和非孔性粉體組合作填料；與中鏈固體脂肪酸活性組分復配結合組成，該污水處理粉狀復合材料的密度為1.05*1000～1.35*1000kg/m³，粒徑為10～325目；所述中鏈固體脂肪酸為月桂酸；所述污水處理粉狀復合材料同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體或包括具有協同效應增效劑的覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體混配形成混配物，其混合量為覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體質量的0.1～5％。
2.根據權利要求1所述的污水處理粉狀復合材料，其特征在于，所述多孔性結構粉體為多孔活性炭、木炭粉、焦炭粉、磺化煤粉之一或其任意組合；所述非孔性粉體為煤粉、煤矸石粉中一種或其混合物。
3.根據權利要求2所述的污水處理粉狀復合材料，其特征在于，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸組成；所述污水處理粉狀復合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉質量比為100：（0～10），所述污水處理粉狀復合材料中活性炭、煤粉或煤矸石粉之和組成的填料與月桂酸質量比為（100～500）：100，該污水處理粉狀復合材料密度為1.02*1000～1.25*1000kg/m³，粒徑為50~200目。
4.根據權利要求3所述的污水處理粉狀復合材料，其特征在于，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸組成；所述污水處理粉狀復合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉質量比為100：（0～10），所述污水處理粉狀復合材料中活性炭、煤粉或煤矸石粉之和組成的填料與月桂酸質量比為（100～500）：100，該污水處理粉狀復合材料密度為1.02*1000～1.25*1000kg/m³，粒徑為100目。
5.根據權利要求1所述的污水處理粉狀復合材料，其特征在于，所述中鏈固體脂肪酸活性組分中還添加了抗菌劑松香酸或/和松香酸酰胺，所述松香酸或/和松香酸酰胺的添加質量為中鏈脂肪酸質量的0.01～5％。
6.根據權利要求1所述的污水處理粉狀復合材料，其特征在于，所述中鏈固體脂肪酸活性組分中還添加了聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷，所述聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷添加質量為中鏈脂肪酸質量的0.01～5％。
7.根據權利要求1所述的污水處理粉狀復合材料，其特征在于，所述污水處理粉狀復合材料同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體或包括具有協同效應增效劑的覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體混配，其混合量為覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體質量的0.5～1％。
8.一種具有抑制浮沫、穩定性好的污泥超高量減排污水處理方法，其特征在于，采用如權利要求1-7任一項所述的混配物，通過關閉剩余污泥出口閥，加入到運行中的生物處理池中，和原活性污泥共存，進入好氧池、二次沉淀池再返回厭氧池、循環生成新生物生態，內循環達到不排泥或幾乎不排泥的污水生物處理模式。
發明內容
基于上述問題，本發明提出了一個新的技術方案，一種粉狀復合材料及超高量污泥減排污水處理方法。可實現兩周內生態系統達到平衡的效果。
本發明具體公開的內容如下：
一種污水處理粉狀復合材料，由多孔性結構粉體作填料、或由多孔性結構粉體和非孔性粉體組合作填料；與中鏈固體脂肪酸活性組分復配結合組成，該污水處理粉狀復合材料的密度為1.05*1000～1.35*1000kg/m3，粒徑為10～325目。本發明中粉狀復合材料粒徑設置：在10～325目，投放到污水中可上浮到可沉降的范圍，10目為粗粒粉(可以上浮，沉降快)，100目為一般大小的粉(容易上浮，容易沉降)，200目比較細粉(沉降一般，上浮一般)，325目為細粉(上浮容易，沉降慢)，400目為微細粉(難沉降)，粒徑更細的就不再贅述。
優選地，所述多孔性結構粉體為多孔活性炭、木炭粉、焦炭粉、磺化煤粉之一或及其任意組合；所述非孔性粉體具體為煤粉、煤矸石粉中一種或其混合物；所述中鏈固體脂肪酸活性組分為葵酸、月桂酸、肉蔻酸、棕櫚酸之一或及其任意組合。
本發明中提及的中鏈脂肪酸包括：葵酸又稱十碳脂肪酸，癸酸為月桂油、椰子油或山蒼子油水解制取月桂酸時的副產物；月桂酸，又稱為十二烷酸，是一種飽和脂肪酸；肉蔻酸，又稱為十四烷酸，是一種飽和脂肪酸；棕櫚酸又稱軟脂酸，又名十六烷酸，在許多油和脂肪中以甘油酯的形式存在，不溶于水。
本發明的技術方案經過多次試驗后，中鏈脂肪酸活性組分優選具有一定抗菌作用的月桂酸。其月桂酸可以是含量30％以上的固體粗品，如來自棕櫚油的粗品月桂酸、來自椰子油的粗品月桂酸。在復合材料制備時，只要將月桂酸融熔或加溶劑溶解，加入載體攪拌均勻，蒸發掉溶劑，冷卻粉碎分散即得到粉狀復合材料。多數中鏈脂肪酸密度小于水，如月桂酸密度為0.869*1000kg/m3，也是浮于水。
月桂酸屬于中鏈脂肪酸中的一種，本身很少具有消泡作用(如果把月桂酸當作消泡表面活性成分，也要復配乳化處理)。意外地，把月桂酸固體粉末加到“解泥王”生物載體運行的污水中，驚奇地發現月桂酸在這個體系中具有很強的消泡、除沫效果。如果不與“解泥王”混合一起使用，單獨使用不會有這種效果。月桂酸其降低表面張力的表面活性作用不強，比酰胺差遠了，一般技術人員是不會考慮，因為如果要添加月桂酸不僅需要添加很多量，且效果又不好(月桂酸密度較小，浮在水上，難以與水中或者角落處污泥結合)，價格又很貴。當月桂酸固體粉末，單獨直接使用，密度比水小不能沉降，在二次沉淀池中要隨處理后的水一起走了，這樣利用率就低，使得污泥處理成本增加。
本發明的技術方案由多孔性結構粉體作填料，或由多孔性結構粉體和非孔性粉體組合作填料，與月桂酸混配使用，復配物的密度略比水大，即密度控制在1.05*1000～1.35*1000kg/m3，正好使復配物能處于沉降污泥的中下端，輕了在沉池中會損失一點；重了，出一點泥也會有損失，這取決于具體污水處理的要求。所以，本發明的技術方案中，在活性炭外加了一個比重大的煤粉，具體實驗時，要先做個大概的小試，看比重，不夠加點煤粉略調試即可。
優選地，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸組成；所述污水處理粉狀復合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉質量比為100：(0～10)，所述污水處理粉狀復合材料中活性炭，煤粉或煤矸石粉之和組成的填料與月桂酸質量比為(100～500)：100，該污水處理粉狀復合材料密度為1.02*1000～1.25*1000kg/m3，粒徑為50～200目。
優選地，由活性炭，煤粉或煤矸石粉，月桂酸組成；所述污水處理粉狀復合材料中，所述活性炭和煤粉或煤矸石粉質量比為100：(0～10)，所述污水處理粉狀復合材料中活性炭、煤粉或煤矸石粉之和組成的填料與月桂酸質量比為(100～500)：100，該污水處理粉狀復合材料密度為1.02*1000～1.25*1000kg/m3，粒徑為100目。
優選地，所述中鏈脂肪酸活性組分中還添加了抗菌劑松香酸或/和松香酸酰胺，所述松香酸或/和松香酸酰胺的添加質量為中鏈脂肪酸質量的0.01～5％。
優選地，所述中鏈脂肪酸活性組分中還添加了聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷，所述聚硅氧烷或/和聚醚硅氧烷添加質量為中鏈脂肪酸質量的0.01～5％。
優選地，所述污水處理粉狀復合材料同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體或包括具有協同效應增效劑的覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體混配，其混合量為覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體質量的0.1～5％。本發明中所述覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體在專利名稱：一種粉狀生物載體及其污泥超高量減排的污水處理方法，專利號：ZL201610199977.X中已詳細公開。
優選地，所述污水處理粉狀復合材料同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體或包括具有協同效應增效劑的覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體混配，其混合量為覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體質量的0.5～1％。
本發明公開了具有抑制浮沫、穩定性好的污泥超高量減排污水處理方法，通過關閉剩余污泥出口閥，將本發明制備的混配物加入到運行中的生物處理池中，和原活性污泥共存，進入好氧池、二次沉淀池再返回厭氧池、循環生成新生物生態，內循環達到不排泥或幾乎不排泥的污水生物處理模式。
本發明的中污水處理粉狀復合材料，特征是比重大于水，由兩部分或三部分組分，其一為含有多孔性的固體粉末，具體為活性炭、焦炭、木炭、磺化煤等多孔物質(或由多孔性結構粉體和非孔性粉體組合作填料)；其二為固體中鏈脂肪酸活性組分，如需要控制比例，或制備時加入少量重質的煤粉或煤矸石粉就可以調節得到合適比重便于和“解泥王”在污水中能沉降循環的粉狀復合材料。具體混配使用時，其投入量是同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體(如“解泥王”)質量的0.1～5％，優選為0.5～1％，可以和“解泥王”分次投入生化池隨污泥循環，或混合后一起投入。
注意，再次強調解釋“解泥王”中有效成份是長鏈脂肪酸酰胺，在水中本身是一種表面活性劑，分子結構中的長鏈脂肪酸具有親油性，能夠吸附在氣泡形成核心區域，這種吸附本身可以降低氣泡核心表面張力使氣泡難以形成，具有消泡作用，但在污水中的長鏈脂肪酸覆接在載體上，親水的酰胺占據了臨水的前位，減少了親油端的脂肪酸作用，難以消除調試時期局部死泥產生的較多CO2氣泡，造成浮渣現象。
有益效果
本發明的污水處理粉狀復合材料同覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體或包括具有協同效應增效劑的覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體混配使用。覆接長鏈脂肪酸酰胺的粉狀生物載體中有效成份長鏈脂肪酸酰胺，在水中本身是一種表面活性劑，分子結構中的鏈脂肪酸具有親油性，能夠吸附在氣泡形成核心區域，這種吸附本身可以降低氣泡核心表面張力使氣泡難以形成，具有消泡作用，但在污水中的長鏈脂肪酸覆接在載體上，親水的酰胺占據了臨水的前位，減少了親油端的脂肪酸作用，難以消除調試時期局部死泥產生的較多CO2氣泡，造成浮渣現象。而當加入本發明的復合材料的中鏈脂肪酸活性組分，局部親油性得到提高，阻礙了氣泡形成，共同組成了抑泡作用，使死泥不上升，達到了抑沫于萌芽之中。
另外，死泥上出現的CO2氣泡在脂肪酸酰胺下作用下表面張力會降低，當遇脂肪酸時，氣泡表面的分子排列還會發生變化，變得不規則，從而引起氣泡薄膜破裂，氣泡被消除，使上升的死泥得以沉降。實現了用少量固體材料就可實現消除或減少浮渣的目的。
以生化池不出現浮渣為穩定標志，比較了單純“解泥王”粉狀生物載體循環不排泥達到穩定期的時間，和配合加本發明污水處理粉狀復合材料循環不排泥達到穩定的時間，從從2～6月縮短為1～2周。同時加了本發明的污水處理粉狀復合材料進一步強化了污泥沉降的效果，相對地，降低了COD的值，提高了總去除率，裝置運行更穩定，管理更方便，運行成本進一步降低。
本發明的復合材料可隨活性污泥循環，對于需要排放剩余污泥的開放體系，每次循環大部分仍保留下來，殘存活性量仍優于液態處理劑，特別是本發明的復合材料比重是可以調節，比重適當高一點，在污泥沉降時復合材料優先沉降，而做到在開放體系中應用損失很少。所以對于排泥較少、或者特殊水質的體系，本發明的復合材料也可以在開放體系中單獨作為抑泡、改善污泥沉降性能使用，以提高污水處理整體效率和運行穩定性。
（發明人：李元尨;張曉敏;郝振文;李大忠;李葰;王天海）
