公布日：2023.09.15
申請日：2023.08.16
分類號：C02F3/10(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發明涉及廢水脫氮技術領域，具體提供了一種廢水總氮脫除方法，包括如下步驟：步驟一：將廢水引入預反應池，25℃下將所述廢水ph調至7.5，添加濃度為500ppm的SN-1F快速型氨氨去除劑，反應80min，得預處理廢水；步驟二：將所述預處理廢水引入生物反應池，投入體積為所述預處理廢水0.6~0.8%的懸浮載體，使用曝氣軟管控制氣水比為（10~12）：1，25℃下反應6~8小時完成總氮脫除。本發明特定的懸浮載體比例、氣水比和反應時間，配合本發明的懸浮載體，形成了良好的生物反應環境，提高了脫氮耐力和廢水ph、溫度等環境變化后的脫氮效果。
權利要求書
1.一種廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述廢水總氮脫除方法包括如下步驟：步驟一：將廢水引入預反應池，25℃下將所述廢水pH調至7.5，添加濃度為500ppm的SN-1F快速型氨氮去除劑，反應80min，得預處理廢水；步驟二：將所述預處理廢水引入生物反應池，投入體積為所述預處理廢水0.6~0.8%的懸浮載體，使用曝氣軟管控制氣水比為（10~12）：1，25℃下反應6~8小時完成總氮脫除；所述懸浮載體的制備方法如下：步驟一：取新鮮梭梭草整株共10kg，45℃下將所述梭梭草根莖部浸入解離液中4~7h，所述解離液包括質量分數為16~20%的阿魏酸酯酶、質量分數為10~15%的離析酶R-10和補足余量的純水，得一次解離梭梭草；步驟二：將所述一次解離梭梭草進行蒸汽爆破，蒸汽壓力2.0~2.5MPa，維壓時間90~120s，得二次解離梭梭草；步驟三：將所述二次解離梭梭草放入高溫鼓風干燥機中，70~90℃下回風40~60m3/min加熱70~90min，然后300~350℃下回風130~170m3/min加熱30~50min，得半碳化載體；步驟四：向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量3~5%的海虹提取物，120~140℃下回風60~80m3/min加熱20~30min，再次向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量2~4%的復合液，所述復合液包括質量分數為70~75%的海虹提取物、質量分數為3~5%的乳酸菌、質量分數為6~8%的酵母菌和補足余量的純水，60~80℃下回風70~90m3/min加熱10~20min，得所述懸浮載體；所述海虹提取物的制備方法如下：步驟一：將海虹加入其自身兩倍質量的消化液，所述消化液包括質量分數為5~7%的糜蛋白酶、質量分數為10~12%的枯草桿菌蛋白酶、質量分數為7~9%的木瓜蛋白酶和補足余量的純水，40℃搖勻3h，一起倒入膠體磨中，4~6℃下2000~2500r/min循環研磨2次，得海虹勻漿；步驟二：將所述海虹勻漿在40~50℃下，真空度500~700mbar減壓蒸餾至無液體繼續流出，收集餾出液得海虹提取物。
2.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述阿魏酸酯酶的質量分數為18%，離析酶R-10的質量分數為13%。
3.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述蒸汽爆破的蒸汽壓力為2.2MPa，維壓時間為110s。
4.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述步驟三為將所述二次解離梭梭草放入高溫鼓風干燥機中，84℃下回風50m3/min加熱80min，然后330℃下回風140m3/min加熱40min，得半碳化載體。
5.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述步驟四為向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量4%的海虹提取物，130℃下回風70m3/min加熱26min，再次向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量3%的復合液，所述復合液包括質量分數為73%的海虹提取物、質量分數為4%的乳酸菌、質量分數為7%的酵母菌和補足余量的純水，72℃下回風80m3/min加熱14min，得所述懸浮載體。
6.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述海虹提取物的制備方法中，所述消化液包括質量分數為6%的糜蛋白酶、質量分數為11%的枯草桿菌蛋白酶、質量分數為8%的木瓜蛋白酶和補足余量的純水。
7.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述海虹提取物的制備方法中，所述膠體磨操作為5℃下2400r/min循環研磨2次。
8.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除方法，其特征在于，所述海虹提取物的制備方法中，所述減壓蒸餾為將所述海虹勻漿在47℃下，真空度650mbar減壓蒸餾至無液體繼續流出。
發明內容
為了解決上述問題，本發明目的是提供一種廢水總氮脫除方法，包括如下步驟：
步驟一：將廢水引入預反應池，25℃下將所述廢水ph調至7.5，添加濃度為500ppm的SN-1F快速型氨氨去除劑，反應80min，得預處理廢水；
步驟二：將所述預處理廢水引入生物反應池，投入體積為所述預處理廢水0.6~0.8%的懸浮載體，使用曝氣軟管控制氣水比為（10~12）：1，25℃下反應6~8小時完成總氮脫除；
所述懸浮載體的制備方法如下：
步驟一：取葉高20~30cm且塊莖較粗大的新鮮梭梭草整株共10kg，45℃下將所述梭梭草根莖部浸入解離液中4~7h，所述解離液包括質量分數為16~20%的阿魏酸酯酶、質量分數為10~15%的離析酶R-10和補足余量的純水，得一次解離梭梭草；
步驟二：將所述一次解離梭梭草進行蒸汽爆破，蒸汽壓力2.0~2.5MPa，維壓時間90~120s，得二次解離梭梭草；
步驟三：將所述二次解離梭梭草放入高溫鼓風干燥機中，70~90℃下回風40~60m3/min加熱70~90min，然后300~350℃下回風130~170m3/min加熱30~50min，得半碳化載體；
步驟四：向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量3~5%的海虹提取物，120~140℃下回風60~80m3/min加熱20~30min，再次向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量2~4%的復合液，所述復合液包括質量分數為70~75%的海虹提取物、質量分數為3~5%的乳酸菌、質量分數為6~8%的酵母菌和補足余量的純水，60~80℃下回風70~90m3/min加熱10~20min，得所述懸浮載體；
所述海虹提取物的制備方法如下：
步驟一：將海虹加入其自身兩倍質量的消化液，所述消化液包括質量分數為5~7%的糜蛋白酶、質量分數為10~12%的枯草桿菌蛋白酶、質量分數為7~9%的木瓜蛋白酶和補足余量的純水，40℃搖勻3h，一起倒入膠體磨中，4~6℃下2000~2500r/min循環研磨2次，得海虹勻漿；
步驟二：將所述海虹勻漿在40~50℃下，真空度500~700mbar減壓蒸餾至無液體繼續流出，收集餾出液得海虹提取物。
進一步地，所述阿魏酸酯酶的質量分數為18%，離析酶R-10的質量分數為13%。
進一步地，所述蒸汽爆破的蒸汽壓力為2.2MPa，維壓時間為110s。
進一步地，所述步驟三為將所述二次解離梭梭草放入高溫鼓風干燥機中，84℃下回風50m3/min加熱80min，然后330℃下回風140m3/min加熱40min，得半碳化載體。
進一步地，所述步驟四為向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量4%的海虹提取物，130℃下回風70m3/min加熱26min，再次向所述半碳化載體表面噴涂其自身質量3%的復合液，所述復合液包括質量分數為73%的海虹提取物、質量分數為4%的乳酸菌、質量分數為7%的酵母菌和補足余量的純水，72℃下回風80m3/min加熱14min，得所述懸浮載體。
進一步地，所述海虹提取物的制備方法中，所述消化液包括質量分數為6%的糜蛋白酶、質量分數為11%的枯草桿菌蛋白酶、質量分數為8%的木瓜蛋白酶和補足余量的純水。
進一步地，所述海虹提取物的制備方法中，所述膠體磨操作為5℃下2400r/min循環研磨2次。
進一步地，所述海虹提取物的制備方法中，所述減壓蒸餾為將所述海虹勻漿在47℃下，真空度650mbar減壓蒸餾至無液體繼續流出。
莎草屬的梭梭草，匍匐根狀莖長，具橢圓形塊莖，稈稍細弱，高15-95厘米，銳三棱形，平滑，基部呈塊莖狀，它具有驚人的繁殖能力且常用于人工濕地的構建。
通過本發明能夠帶來如下有益效果：
1、本發明特定的懸浮載體比例、氣水比和反應時間，配合本發明的懸浮載體，形成了良好的生物反應環境，提高了脫氮耐力和廢水ph、溫度等環境變化后的脫氮效果；
2、本發明特有的解離液及其組分比例，配合解離的溫度和時間，在松散化梭梭草根莖部組織的同時，為下一步蒸汽爆破時，協助蒸汽水分沁入根莖部組織從而提高蒸汽爆破對梭梭草的根莖部組織的效果做鋪墊；
3、本發明特有條件的蒸汽爆破，在松散化梭梭草尤其是梭梭草的根莖部組織的同時，避免梭梭草尤其是梭梭草的葉部的破碎脫離，從而得到完整的、松散的和多縫隙的二次解離梭梭草；
4、本發明特有條件的高溫鼓風干燥，設置了四次不同作用的加熱過程，第一次主要是干燥二次解離梭梭草，進一步加大二次解離梭梭草的縫隙，第二次主要是對梭梭草的表面進行部分碳化，在提高吸附效果的同時保留其韌性，第三次主要是將海虹提取物固定在梭梭草的表面，為后續固定菌種做粘附和營養基質，第四次主要是將乳酸菌和酵母菌固定在梭梭草的表面，配合具有本發明特定的懸浮載體比例、氣水比和反應時間的廢水處理環境，來消滅對硝化菌有害的菌種并拓展硝化菌的生長空間，并且經過多輪質量改變，使最終得到的載體能夠懸浮在廢水中，每個載體同時具備有氧和厭氧環境，使硝化細菌和反硝化細菌同時生長；
5、本發明特有的方法提取的海虹提取物，在多菌種配合分解海虹組織的基礎上，配合膠體磨的研磨條件，盡可能分離出海虹的營養成分的同時，配合減壓蒸餾，減少對其活性的破壞；
6、本發明各組分和各步驟相互配合，物理上取得了高比表面積的懸浮載體且梭梭草的天然多分支結構的葉和根加工后在具有本發明特定的懸浮載體比例、氣水比和反應時間的廢水處理環境中能夠更充分的攪動水流運動來提高脫氮效果，化學上梭梭草的植物骨架配合海虹提取物發展了梭梭草的生物親和性，相較其他材料更適合微生物的附著生長，提高了脫氮耐力和廢水ph、溫度等環境變化后的脫氮效果。
（發明人：黃章濱;王興昌;王光蘭;孔令杰;牛強強）
