一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂及其制备方法和应用

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着电镀、化工、金属酸洗、冶金和电子等行业快速发展，在生产时会产生大量含重金属的废水。含重金属废水处理过程需先对重金属离子预处理使其含量达标，然后废水再进入生化系统以对其他污染物进行处理。

2、在众多用于重金属预处理的方法中，通过投加重金属捕捉剂的化学沉淀法具有投资费用低、去除效率高、操作简单和运行稳定可靠的优点而被广泛应用。但在工程应用中，操作人员往往需要投加过量重金属捕捉剂才能保证出水重金属稳定达标。常用的dtc类和tmt类重金属捕捉剂含有的有机硫成分，能够高效捕获并沉淀废水中的重金属离子，但此类有机硫成分具有较好的生物相容性，当进入生化系统后容易渗入微生物胞内，与关键功能酶中心活性点位的金属离子发生鳌合，干扰酶催化反应过程，导致生化处理效果恶化。例如，污水厂遭受残余重金属捕捉剂排入时，生化系统表现为好氧池溶解氧逐渐升高，氨氮硝化效果迅速变差，导致出水总氮面临超标的问题。

3、对于工业园区污水厂或城镇污水厂，通常要求上游接管企业将废水中重金属处理达标后纳管排入污水厂，而上游企业为了保证重金属稳定达标往往会过量投加重金属捕捉剂，但污水厂难以及时发现并采取可行的控制措施，导致生化系统效果恶化，影响污水厂正常运行。当发现由于过量重金属捕捉剂排入造成生化系统恶化的现象后，污水厂只能暂时停止进水，通过微生物的代谢活动逐渐恢复生化处理的能力，严重影响污水厂的效益。目前缺乏应对这一问题的有效对策，以尽量降低污水厂的损失。

4、故本领域亟需研发一种简单、高效的重金属捕捉剂生化抑制快速恢复的方法，从而保障污水厂的稳定运行。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中由于过量重金属捕捉剂排入造成生化系统恶化，进而影响污水厂正常运行的缺陷，从而提供一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂及其制备方法和应用。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺1～5份、羟基磷灰石2～13份、锌盐5～10份、铝盐15～30份、镍盐1～5份、铜盐1～10份、次氯酸钙0.5～3份和生物相容性溶质20～50份。

3、进一步地，所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺2～4份、羟基磷灰石3～13份、锌盐6～8份、铝盐16～28份、镍盐2～4份、铜盐2～8份、次氯酸钙1～2份和生物相容性溶质25～48份。

4、进一步地，所述生物相容性溶质包括海藻糖、甜菜碱、四氢嘧啶、甘露糖醇、甘氨酸和山梨醇中的至少一种。

5、进一步地，所述锌盐包括硫酸锌、氯化锌、硝酸锌中的至少一种；所述铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的至少一种；所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍中的至少一种；所述铜盐包括硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的至少一种。

6、进一步地，所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺3份、羟基磷灰石12份、硫酸锌7份、氯化铝27份、硫酸镍3份、硫酸铜6份、次氯酸钙2份和甜菜碱40份。

7、进一步地，所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，按重量份数计，包括以下原料组分：

8、阴离子聚丙烯酰胺1份、羟基磷灰石2份、硫酸锌5份、氯化铝15份、硫酸镍1份、硫酸铜1份、次氯酸钙0.5份和海藻糖20份；或者

9、阴离子聚丙烯酰胺2份、羟基磷灰石4份、硫酸锌6份、氯化铝20份、硫酸镍2份、硫酸铜3份、次氯酸钙1份和甜菜碱30份；或者

10、阴离子聚丙烯酰胺3份、羟基磷灰石6份、硫酸锌7份、氯化铝25份、硫酸镍3份、硫酸铜4份、次氯酸钙1.5份和甘露糖醇40份；或者

11、阴离子聚丙烯酰胺4份、羟基磷灰石8份、硫酸锌8份、氯化铝13份、硫酸镍4份、硫酸铜8份、次氯酸钙2份和甘氨酸50份；或者

12、阴离子聚丙烯酰胺5份、羟基磷灰石10份、硫酸锌10份、氯化铝30份、硫酸镍5份、硫酸铜10份、次氯酸钙3份和山梨醇28份。

13、第二方面，本发明提供所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂的制备方法，包括：将所述重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂的各原料组分混合均匀即得。

14、第三方面，本发明提供所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂在促进重金属捕捉剂生化抑制恢复中的应用。

15、进一步地，所述促进重金属捕捉剂生化抑制恢复的方法包括：向由重金属捕捉剂造成生化抑制的活性污泥中投加所述重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂。

16、进一步地，所述重金属捕捉剂包括dtc类和/或tmt类重金属捕捉剂。

17、本发明技术方案，具有如下优点：

18、1、本发明提供了一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，用于促进重金属捕捉剂生化抑制恢复，其原料包括：阴离子聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、锌盐、铝盐、镍盐、铜盐、次氯酸钙和生物相容性溶质。重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂混合溶解过程中，形成微溶态羟基磷灰石和溶解态羟基磷灰石。一方面，发生微生物胞外反应：微溶态羟基磷灰石形成表面带电荷的含金属离子(锌、铝、镍、铜、钙)的活性载体微粒，在聚丙烯酰胺的凝聚作用下吸附活性污泥，使废水中残余的有机硫在该活性载体微粒表面发生鳌合、吸附等物理化学反应而被固定；另一方面，发生胞内反应：溶解态羟基磷灰石作为载体将生物相容性溶质和金属离子运送到微生物细胞内，生物相容性物质补充微生物受胁迫后恢复所需的物质，金属离子提供微生物代谢所需的离子，通过强化微生物胁迫耐受性实现代谢活动的快速恢复。因此，本发明提供的药剂配方可有效消除污水厂因进水含常规重金属捕捉剂而抑制生化系统污泥活性的问题，具有高效、操作方便、生化系统硝化能力恢复快的特点。

19、2、本发明提供的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，可在污水厂与活性污泥接触的不同点位直接投加，操作灵活方便，不需调整原有工艺运行参数。

20、3、本发明提供的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，在出现生化抑制时投加，生化系统恢复后可停止投加，不会引起金属离子超标的问题，同时对活性污泥无毒无害，不会造成其他负面影响。

21、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺1～5份、羟基磷灰石2～13份、锌盐5～10份、铝盐15～30份、镍盐1～5份、铜盐1～10份、次氯酸钙0.5～3份和生物相容性溶质20～50份。

2.根据权利要求1所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺2～4份、羟基磷灰石3～13份、锌盐6～8份、铝盐16～28份、镍盐2～4份、铜盐2～8份、次氯酸钙1～2份和生物相容性溶质25～48份。

3.根据权利要求1或2所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，其特征在于，所述生物相容性溶质包括海藻糖、甜菜碱、四氢嘧啶、甘露糖醇、甘氨酸和山梨醇中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，其特征在于，所述锌盐包括硫酸锌、氯化锌、硝酸锌中的至少一种；所述铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的至少一种；所述镍盐包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍中的至少一种；所述铜盐包括硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺3份、羟基磷灰石12份、硫酸锌7份、氯化铝27份、硫酸镍3份、硫酸铜6份、次氯酸钙2份和甜菜碱40份。

6.根据权利要求1所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：

7.权利要求1～6任一项所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂的制备方法，其特征在于，包括：将所述重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂的各原料组分混合均匀即得。

8.权利要求1～6任一项所述的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂在促进重金属捕捉剂生化抑制恢复中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述促进重金属捕捉剂生化抑制恢复的方法包括：向由重金属捕捉剂造成生化抑制的活性污泥中投加所述重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述重金属捕捉剂包括dtc类和/或tmt类重金属捕捉剂。

技术总结
本发明提供一种重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂及其制备方法和应用，涉及污水处理领域。该重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，按重量份数计，包括以下原料组分：阴离子聚丙烯酰胺1～5份、羟基磷灰石2～13份、锌盐5～10份、铝盐15～30份、镍盐1～5份、铜盐1～10份、次氯酸钙0.5～3份和生物相容性溶质20～50份。本发明提供的药剂配方可有效消除污水厂因进水含常规重金属捕捉剂而抑制生化系统污泥活性的问题，具有高效、操作方便、生化系统硝化能力恢复快的特点。本发明提供的重金属捕捉剂生化抑制恢复药剂，可在污水厂与活性污泥接触的不同点位直接投加，操作灵活方便，不需调整原有工艺运行参数。

技术研发人员：兰华春,苗时雨,安晓强,刘会娟,曲久辉
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16