CN103058475A

CN103058475A - 利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法

Info

Publication number: CN103058475A
Application number: CN2012105948321A
Authority: CN
Inventors: 魏呐; 何雨青; 张英筠; 许勤虎; 王祥河; 温冰; 张仲信; 刘阳; 程伟; 吴頔; 王珺; 郭伟
Original assignee: TIANJIN INST OF INDUSTRIAL MICROBES
Current assignee: TIANJIN INST OF INDUSTRIAL MICROBES
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明涉及一种利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法，该方法的步骤为：⑴制备优势菌剂；⑵预浓缩处理；⑶自热式高温好氧消化处理；⑷储存。本发明采用现代生物技术筛选、驯化出对污泥有机质降解能力强的嗜热菌，不单依靠污泥本身存有的嗜热菌，利用嗜热菌在高温下分泌的活性胞外酶实现对污泥的短时高效降解的特性，与自热式高温好氧消化工艺相结合，来提高污泥减量化效率和无害化程度，为实现污泥减量化、无害化、资源化的目标提供一条新的技术途径，开辟更为宽广的技术手段和工艺，降低污泥处理与处置的成本。

Description

利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法

技术领域

本发明属于城市污水的治理技术领域，尤其是一种利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法。

背景技术

废水处理过程中截留的相当数量的悬浮物质称为污泥固体，与水的混合物称为污泥。污泥产量通常占污水量的0.3%-0.5%（体积），污泥的组成、性质和数量主要取决于废水的来源和污水处理工艺，污泥成分主要由无机物、有机物组成，同时还含有氮、磷、钾、重金属离子、病原微生物、寄生虫卵等物质，一般可分为初沉池污泥、腐殖污泥与剩余污泥、消化污泥和化学污泥。污泥含水率高，体积庞大，常含有高浓度有机物，很不稳定，易在微生物作用下腐败发臭，并常含有病原微生物、寄生虫卵及重金属等有害物质，必须进行相应的处理。

目前国内外常用的污泥处理工艺包括生化和物化两种处理路线。物化处理法运行费用比生物处理法明显要高，因此应用较少。生物处理由于其运行费用比物化处理明显要低，而得到了更多的应用和关注。

其中生物处理工艺包括厌氧消化和好氧消化。厌氧消化存在厌氧微生物生长繁殖慢，设备启动、处理时间长，出水水质达不到排放标准等不足，而且需进一步好氧处理，操作控制因素比较复杂。好氧消化能耗较高，加之设计不合理、管理不善、运转不良，常导致成本与效益的不协调。

自热式高温好氧消化（ATAD）与传统好氧消化技术相比，具有反应速率快，停留时间短，对病原微生物及杂草种子灭活效果好，运行稳定，操作简单等优点，特别适用于小规模污水处理厂污泥以及养殖场废水等高浓度液态有机废物的稳定化处理。目前，嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥在国外已经得到了一定的工业化应用，但在我国还没有广泛开展，相关的基础研究报道甚少，没有突破性的进展和成果，其核心技术嗜热菌种的选育及筛选、驯化工作还处于起步摸索阶段。如何高效、稳定、经济的降解污泥，解决污水处理厂污泥出路已经成为当下需要高度重视的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种污泥降解率高、成本低、无毒性、无污染、效率高、易实现的利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法，其特征在于：该方法的步骤为：

⑴.制备优势菌剂：

将枯草芽孢杆菌A2、嗜热脂肪芽孢杆菌M1、短小芽孢杆菌T6和地衣芽孢杆菌N2按照复配比例为1-4：2-6：1-5：1-4配制优势菌剂，优势菌剂的菌液浓度为10⁵-10¹²个/g，pH为6.0-9.0；

⑵.预浓缩处理：

将待处理污泥输送至预浓缩池停留3-24小时；

⑶.自热式高温好氧消化处理：

预浓缩后的污泥输送至ATAD反应器，在ATAD反应器投加高效优势菌剂，优势菌剂的首次投加量为ATAD反应器有效容积的0.5-10%，停留72-120小时；每100kg污泥通气量为1.5-5m³/min，污泥循环回流周期1-3h，控制pH为6.0-9.0，控制温度在45-65℃；

⑷.储存

自热式高温好氧消化处理处理后的污泥进入集泥坑，后输送至污泥储存池，备用。

而且，所述的污泥含固率为5%-8%，VSS浓度为26～48g/L。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明中将具有降解作用的优势嗜热菌菌种进行复配形成高效降解菌剂，对含固率为5%-8%(VSS浓度为26～48g/L)的污泥的VSS（活性污泥中可挥发性固体）的去除率50%以上，高效降解菌降解周期≤96小时。高效降解菌剂的完成，对国内嗜热菌种的选育及筛选、驯化工作具有重大意义。

2、本发明在高效优势菌的基础上，引入到自热式高温好氧消化（ATAD）工艺上，构建高效优势菌+自热式高温好氧消化体系处理污泥，此法引进了高效的特异嗜热菌菌种，不单单只依靠污泥本身存有的少量土著嗜热菌，与传统ATAD工艺相比，污泥降解率大大提高。

3、本发明自热式高温好氧消化（Autothemal Themophilic Aerobic Digestion）技术是一种在高温条件下（45-65℃）而不需要补充热量的好氧处理工艺，主要依靠微生物在代谢过程中释放出来的热量实现工艺所需要的高温条件，是好氧消化技术的一种。本发明采用现代生物技术筛选、驯化出对污泥有机质降解能力强的嗜热菌，不单依靠污泥本身存有的嗜热菌，利用嗜热菌在高温下分泌的活性胞外酶实现对污泥的短时高效降解的特性，与自热式高温好氧消化工艺相结合，来提高污泥减量化效率和无害化程度，为实现污泥减量化、无害化、资源化的目标提供一条新的技术途径，开辟更为宽广的技术手段和工艺，降低污泥处理与处置的成本。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

附图标记说明

1-预浓缩池、2-ATAD反应器、3-集泥坑、4-污泥储存池。

具体实施方式

以下结合实施例做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1：

一种利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法，其该方法的步骤为：

待处理污泥含固率为5%，VSS浓度为30gL，重量为100kg。

⑴制备优势菌剂：

将枯草芽孢杆菌A2、嗜热脂肪芽孢杆菌M1、短小芽孢杆菌T6和地衣芽孢杆菌N2按照复配比例为2：3：4：1配制优势菌剂，优势菌剂的菌液浓度为10⁹个/g，pH为7。

枯草芽孢杆菌A2 0.3Kg、

嗜热脂肪芽孢杆菌M1 0.45Kg、

短小芽孢杆菌T6 0.6Kg、

地衣芽孢杆菌N2 1.5Kg。

⑵、预浓缩处理：

将待处理污泥输送至预浓缩池1停留5小时；

⑶自热式高温好氧消化处理：

预浓缩后的污泥输送至ATAD反应器2，在ATAD反应器投加高效优势菌剂，优势菌剂的首次投加量为1.5kg，为ATAD反应器有效容积的1%，停留84小时；通气量为1.5m³/min，污泥循环回流周期1h，控制pH为7，控制温度在45℃；

⑷储存：

自热式高温好氧消化处理处理后的污泥进入集泥坑3，后输送至污泥储存池4，备用。

本实施例中，处理后的污泥试验数据：

实施例2：

待处理污泥含固率为8%，VSS浓度为40gL，重量为500kg。

制备优势菌剂：

将枯草芽孢杆菌A2、嗜热脂肪芽孢杆菌M1、短小芽孢杆菌T6和地衣芽孢杆菌N2按照复配比例为3：3：2：2配制优势菌剂，优势菌剂的菌液浓度为10¹¹个/g，pH为8。

枯草芽孢杆菌A2 4.8Kg、

嗜热脂肪芽孢杆菌M1 4.8Kg、

短小芽孢杆菌T6 3.2Kg、

地衣芽孢杆菌N2 3.2Kg。

⑵、预浓缩处理：

将待处理污泥输送至预浓缩池停留10小时；

⑶自热式高温好氧消化处理：

预浓缩后的污泥输送至ATAD反应器，在ATAD反应器投加高效优势菌剂，优势菌剂的首次投加量为16kg，为ATAD反应器有效容积的2%，停留96小时；通气量为10m³/min，污泥循环回流周期2h，控制pH为8，控制温度在50℃；

⑷储存：

本实施例中，处理后的污泥试验数据：

实施例3：

待处理污泥含固率为6%，VSS浓度为48gL，重量为2000kg。

⑵制备优势菌剂：

将枯草芽孢杆菌A2、嗜热脂肪芽孢杆菌M1、短小芽孢杆菌T6和地衣芽孢杆菌N2按照复配比例为2：2：3：3配制优势菌剂，优势菌剂的菌液浓度为10¹²个/g，pH为9。

枯草芽孢杆菌A2 20Kg、

嗜热脂肪芽孢杆菌M1 20Kg、

短小芽孢杆菌T6 30Kg、

地衣芽孢杆菌N2 30Kg。

⑵、预浓缩处理：

将待处理污泥输送至预浓缩池停留20小时；

⑶自热式高温好氧消化处理：

预浓缩后的污泥输送至ATAD反应器，在ATAD反应器投加高效优势菌剂，优势菌剂的首次投加量为100kg，为ATAD反应器有效容积的4%，停留110小时；通气量为50m³/min，污泥循环回流周期3h，控制pH为9，控制温度在60℃；

⑷储存：

本实施例中，处理后的污泥试验数据：

上述数据表明，采用优势嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥效果显著，在有效容积为2.5m³的处理装置中试试验中，污泥经过自热式高温好氧消化处理处理后，活性污泥中可挥发性固体（VSS）的去除率50%以上，与传统方法相比提高了一倍，该方法实施安全可靠，效果非常显著，为实现污泥减量化、无害化、资源化的目标提供一条新的技术途径。

尽管为说明目的公开的本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims

1.一种利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法，其特征在于：该方法的步骤为：

⑴.制备优势菌剂：

⑵.预浓缩处理：

将待处理污泥输送至预浓缩池停留3-24小时；

⑶.自热式高温好氧消化处理：

⑷.储存

2.根据权利要求1所述的利用嗜热菌强化自热式高温好氧消化工艺处理污泥的方法，其特征在于所述的污泥含固率为5%-8%，VSS浓度为26～48g/L。