一种高效复合碳源及其制备方法、应用

本申请涉及污水处理，尤其是涉及一种高效复合碳源及其制备方法、应用。

背景技术：

1、污水处理厂不仅需要遵循严格的排放标准，还要实现低碳运营。《城镇污水处理厂污染物排放标准(征求意见稿)》规定，自2016年7月1日起，新建污水处理厂的总氮(tn)排放应达到一级a标准的15mg/l，而在水体富营养化问题突出的地区，这一标准则为10mg/l。这为污水处理厂的脱氮工作带来了新的挑战。同时，中国环保产业协会在2022年6月推出的《污水处理厂低碳运行评价技术规范》，将碳源消耗和总氮去除率(tn)纳入评估指标，并对ch4和n2o的排放进行了评估，这进一步推动了新型高效、低成本碳源的开发。tn是影响出水水质的主要污染因子。

2、我国的城市生活污水通常存在碳氮比偏低的问题，这导致在生物反硝化过程中碳源不足，从而限制了tn的去除效率。因此，污水处理厂往往需要大量添加碳源以满足脱氮需求。目前主要采用aao及其变型工艺，其中氮的去除主要发生在缺氧池的反硝化阶段。《室外排水设计规范》(gb50014-2021)要求缺氧池的水力停留时间(hrt)在2-10小时，但实际情况往往小于4小时。随着tn排放标准的提高，在有限的hrt条件下，寻找更快速高效的反硝化碳源已成为污水处理厂提标改造的关键。

3、常见的碳源有甲醇、乙酸钠和葡萄糖等。甲醇作为碳源时，反硝化速率较快、运行成本低且污泥产生量小，但存在响应时间长、一定毒性和运输储存风险；乙酸钠则反硝化速率最快、响应时间短，但其运行成本较高，污泥产生量也较大；而葡萄糖则相对便宜，但反硝化速率较慢，易引发污泥膨胀和亚硝氮积累。此外，单一碳源的使用会导致活性污泥群落结构单一，过度依赖外加碳源，一旦停止或更换碳源，反硝化效率会迅速下降。因此，研发高效、经济且稳定的复合碳源显得尤为重要。

技术实现思路

1、为了改善目前的外加碳源反硝化效率不高、运行成本高的问题，本申请提供一种高效复合碳源及其制备方法、应用。

2、第一方面，本申请提供一种高效复合碳源，采用如下的技术方案：

3、一种高效复合碳源，按重量百分数计，包括如下组分：脂肪酸盐类35％-45％，醇类35％-45％，余量水。

4、可选地，按重量百分数计，包括如下组分：脂肪酸盐类40％，醇类40％，水20％。

5、可选地，所述脂肪酸盐类包括乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠中的任一种。

6、可选地，所述醇类包括甲醇、乙醇、甘油中的任一种。

7、可选地，所述脂肪酸盐类为丙酸钠，所述醇类为乙醇。

8、可选地，所述高效复合碳源的比反硝化速率为29.85-31.05mg-n/(gmlvss·h)。

9、第二方面，本申请提供一种高效复合碳源的制备方法，采用如下的技术方案：

10、准备上述各原料，将所述脂肪酸盐类溶于水中，常温下搅拌使其全部溶解，再将醇类加入，搅拌均匀，即得。

11、第三方面，本申请提供高效复合碳源在污水处理中进行脱氮除磷的应用。

12、综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

13、1、本申请所提供的高效复合碳源，比反硝化速率快，响应时间短，确保所投加的碳源尽量在厌、缺氧功能区内耗尽，避免增加后续曝气系统的负担和运行成本。

14、2、与传统单一碳源相比，本申请的高效复合碳源具有较高的反硝化速率，不存在亚硝氮积累现象，实际污水处理中脱氮和除磷效果很好，出水较为稳定，运行成本低、运输储存风险小。

15、3、本申请所提供的高效复合碳源，易被微生物降解，易被反硝化菌利用；绿色环保，对人和环境无任何危害；活性污泥的群落结构复杂稳定，对外加碳源具有没有较强的依赖性。

技术特征：

1.一种高效复合碳源，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：脂肪酸盐类35%-45%，醇类35%-45%，余量水。

2.根据权利要求1所述的高效复合碳源，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：脂肪酸盐类40%，醇类40%，水20%。

3.根据权利要求1所述的高效复合碳源，其特征在于，所述脂肪酸盐类包括乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠中的任一种。

4.根据权利要求1所述的高效复合碳源，其特征在于，所述醇类包括甲醇、乙醇、甘油中的任一种。

5.根据权利要求1所述的高效复合碳源，其特征在于，所述脂肪酸盐类为丙酸钠，所述醇类为乙醇。

6.根据权利要求1所述的高效复合碳源，其特征在于，所述高效复合碳源的比反硝化速率为29.85-31.05 mg-n/(gmlvss·h)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的高效复合碳源的制备方法，其特征在于，准备上述各原料，将所述脂肪酸盐类溶于水中，常温下搅拌使其全部溶解，再将醇类加入，搅拌均匀，即得。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的高效复合碳源在污水处理中进行脱氮除磷的应用。

技术总结
本申请提供了一种高效复合碳源及其制备方法、应用，涉及污水处理技术领域。高效复合碳源按重量百分数计，包括如下组分：脂肪酸盐类35%‑45%，醇类35%‑45%，余量水。制备方法是将所述脂肪酸盐类溶于水中，常温下搅拌使其全部溶解，再将醇类加入，搅拌均匀，即得。本申请的高效复合碳源具有较高的反硝化速率，不存在亚硝氮积累现象，实际污水处理中脱氮和除磷效果很好，出水较为稳定，运行成本低、运输储存风险小。

技术研发人员：王洪臣,夏智恒,张锦森,张钦圣,齐鲁
受保护的技术使用者：中国人民大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14