CN103420545A

CN103420545A - 一种基于微生物复合酶的污泥消解方法

Info

Publication number: CN103420545A
Application number: CN2013103595175A
Authority: CN
Inventors: 杨彩珍; 孙金山; 王卫东
Original assignee: JIASHAN LANTIAN BISHUIBAO CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: JIASHAN LANTIAN BISHUIBAO CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2013-08-17
Filing date: 2013-08-17
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-08-17
Also published as: CN103420545B

Abstract

本发明公开了一种基于微生物复合酶的污泥消解方法，包括如下步骤：a)首先对污水中的污泥通过重力进行沉降浓缩；b)然后在污水中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理；c)接着在污泥中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂进行厌氧消化；d)最后加入微生物絮凝剂对污泥进行调质和脱水。本发明提供的基于微生物复合酶的污泥消解方法，通过培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理和厌氧消化，有效消减消化污泥，利用微生物絮凝剂改善污泥的脱水性能，且成本低廉，易于实施推广。

Description

一种基于微生物复合酶的污泥消解方法

技术领域

本发明涉及一种污泥消解方法，尤其涉及一种基于微生物复合酶的污泥消解方法。

背景技术

随着世界工业生产的发展、城市人口的增加，城市工业废水与生活污水的排放量日益增多，据统计，我国每年的污水排放已达5.11X10亿吨。污水污泥是污水处理过程中产生的固体废物，其产量巨大，数量约占处理水量的0.3％～0.5％(以含水率为97％计)，如进行深度处理，污泥量还可能会增加0.5—1.0倍。美国每年所积累的干污泥达1000万吨以上，日本为240万吨，我国也有近50万吨。污水污泥的成分很复杂，它是由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物、重金属和盐类以及少量的病原微生物和寄生虫卵等。污水污泥的处理处置费用较高，在我国污水处理厂的全部建设费用中，用于处理污泥的约占20％一50％，甚至达70％左右。大量未经处理的污泥任意堆放和排放，不但会对环境造成新的污染，而且还会浪费污泥中的有用能源。因此，如何将产量大、成分复杂的污泥，经过科学处理后使其减量化，无害化，资源化和稳定化，已成为我国乃至全世界环境界广泛关注的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于微生物复合酶的污泥消解方法，能够有效消减消化污泥，改善污泥的脱水性能，且成本低廉，易于实施推广。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于微生物复合酶的污泥消解方法，包括如下步骤：a)首先对污水中的污泥通过重力进行沉降浓缩；b)然后在污水中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理；c)接着在污泥中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂进行厌氧消化；d)最后加入微生物絮凝剂对污泥进行调质和脱水。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述步骤a)包括如下过程：将污泥混合液注入贮液罐，用提升泵泵入到有机玻璃圆锥体竖流式沉淀器进行沉淀固液分离，上面清液放流，底部沉淀污泥由重力压入污泥贮槽，得污泥菌胶团。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述贮液罐预先注入好氧菌、好氧微生物接种罐的培植液，所述污泥贮槽预先注入厌氧菌、厌氧微生物接种罐的培植液，所述微生物复合酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水并实时注入到贮液罐和污泥贮槽。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述贮液罐容积为100升，预先注入的培植液为50升；所述污泥贮槽容积为50升，预先注入的培植液为50升，所述微生物复合酶促催化剂按0.025升/小时注入到贮液罐中，按0.005升/小时注入到污泥贮槽中。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述好氧菌、好氧微生物的培植液通过如下方法制得：将培养剂按1：50稀释蒸馏水成培养液，加入2Kg污泥菌胶团调配成5L接种培养液，最后将微生物复合酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水加入到好氧菌、好氧微生物接种罐中形成20L接种培养液，培植5-7天；所述厌氧菌、厌氧微生物接种罐的培植液通过如下方法制得：将培养剂按1：50稀释蒸馏水成培养液，加入8.5Kg污泥菌胶团调配成160L接种培养液，再加入20L经过滤的稀牛粪，最后将微生物复合酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水加入到厌氧菌、厌氧微生物接种罐中形成20L接种培养液，PH值为6.8，温度为25度，培植时间为30-40天。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述培养剂的制作过程如下：先将肉膏胨培养基加琼脂氯化止钠培养剂制成含有水分、含碳化合物、含氮化合物和无机盐的混合剂，然后采用干热灭菌法放在恒温烘箱，在摄氏160度中维持2小时，然后降温至摄氏50度制得培养剂。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述微生物复合酶促催化剂的制作过程如下：将凤梨素蛋白酶、游离状三价铁及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸混合，再与酵母浸出液在PH值为10的调节范围混合形成微生物复合酶促催化剂。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述步骤c)中的微生物絮凝剂由奇异变形杆菌产生的微生物絮凝剂与氯化钙进行复合而成。

上述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中，所述步骤c)中的微生物絮凝剂由酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂与聚丙烯酰胺进行复合而成。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于微生物复合酶的污泥消解方法，通过培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理和厌氧消化，有效消减消化污泥，利用微生物絮凝剂改善污泥的脱水性能，且成本低廉，易于实施推广。

附图说明

图1为本发明基于微生物复合酶的污泥消解流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明基于微生物复合酶的污泥消解流程示意图。

请参见图1，本发明提供的基于微生物复合酶的污泥消解方法包括如下步骤：

步骤S1：首先对污水中的污泥通过重力进行沉降浓缩；重力浓缩是污泥在重力场的作用下自然沉降的分离方式，是一个物理过程，不需要外加能量，是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩沉降可以分为四种形态：自由沉降、干涉沉降、区域沉降和压缩沉降。

步骤S2：然后在污水中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理；

步骤S3：接着在污泥中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂进行厌氧消化；

步骤S4：最后加入微生物絮凝剂对污泥进行调质和脱水。有机污泥(包括初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥及消化污泥)中的固体物主要由亲水性带负电的胶体颗粒组成，含水率很高(一般为96％～99％)、颗粒细小而不均匀、挥发性固体含量高、比阻值较大、脱水性能较差。为了改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果与机械脱水设备的生产能力，需要调质来改变污泥的理化性质，减小胶体颗粒与水的亲和力。微生物絮凝剂复配优选奇异变形杆菌产生的微生物絮凝剂与CaC1复配，或者酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂与聚丙烯酰胺（PAM）进行复配。研究表明，微生物絮凝剂分子链较短，活性基团种类较多，可与分子链较长、活性基团种类单一的聚丙烯酰胺互补，有效地改善污泥的脱水性能，可使污泥的脱水率高于80％。微生物絮凝剂调理效果较好且不产生二次污染，有利于污泥的卫生填埋与农业利用。

下面提供具体试验，试验设备：2台圆型曝气贮罐（直径0.4mxH0.6m）、5台N：0.06KW单相220VPVC塑料提升泵、管径20毫米厚壁塑料软管100m、2支DN15不锈钢转子流量计、2套有机玻璃80L有效容积的圆锥体竖流式沉淀器、2台300L污泥贮存方槽；

1台200L好氧菌、好氧微生物接种罐（附60W潜水型充氧泵2台、砂石型曝气头8枚）、1台50L厌氧菌、厌氧微生物接种罐、1台目镜20X物镜40X的高倍光学显微镜以及配套的载玻片、染色染料、若干玻璃培养皿、试管、移液管、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、蒸馏水、变阻电炉、1台蒸汽灭菌锅、1台500W可调烘箱。

外购2公斤糜蛋白酶、酵毋粉、若干三价铁、粉末活性碳等试验材料。

小试过程-分制剂、分离培植菌株和应用酶促催化剂消解减量生物污泥两个阶段；

制剂-前后在40天时段分5次将2公斤糜蛋白酶（凤梨素蛋白酶）与游离状三价铁及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸按适度比例（5次配比中进行过5次微调），再与酵母浸出液在PH10调节范围的培养液改良复配成酶促催化剂待用；

分离培植菌株-先将肉膏胨培养基加琼脂氯化止钠培养剂制成含有一定比例的水分、含碳化合物、含氮化合物、无机盐等，然后将培养剂采用干热灭菌法放在恒温烘箱在摄氏160度中维持2小时，然后调节降温至摄氏50度才能取出培养剂。待用；取来嘉兴某印染有限公司废水处理站在生化处理接触氧化池出水通过镜捡观察到有大量轮虫出现的污泥混合液100L好氧菌胶团，注入直径0.4mxH0.6m圆形贮液罐，用提升泵泵入50L有机玻璃圆锥体竖流式沉淀器、按每小时5L流量泵送、经3小时沉淀固液分离，上清液放流、底部沉淀污泥由重力压入100L方形污泥贮槽、得约1.5Kg污泥菌胶团。然后将培养剂按1：50稀释蒸馏水成培养液注入100L好氧菌、好氧微生物接种罐，再投入2Kg污泥菌胶团配制成50L接种培养液，再注入复配的酶促催化剂1：100稀释蒸馏水的溶液20L，在好氧接种罐培养5-7天后可以投入小试实验运行。

同样，在50L厌氧菌、厌氧微生物接种罐中，将培养剂按1：50稀释蒸馏水成培养液加入8.5Kg污泥菌胶团调配成160L接种培养液、再加入20L经严格过滤的稀牛粪，最后注入酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水20L，在厌氧菌、厌氧微生物接种罐中培植厌氧菌株（最优秀的是厌氧八叠氏球菌）和厌氧微生物，厌氧培植环境中掌控PH值6.8为最适宜状态、温度适宜在摄氏25度左右，将在30-40天培植完成可投入小试实验运行。

酶促催化剂消解减量污泥小试过程步骤-自2012年7月18日正式开始进行第一阶段制剂、菌株与微生物嫁接培植，先对厌氧菌、厌氧微生物接种罐进行上述介绍的接种培植、每天注入百分之一的酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水添加，至2012年10月18日告一段落准备启用。2012年7月18日始对好氧菌、好氧微生物接种培植按上述介绍方法培植至8月18日，与厌氧同步启用。

从2012年10月18日开始；进行酶促催化剂消解减量污泥小试实验：第一天启动小试实验流程运行，按每天处理嘉兴某印染有限公司印染废水处理站生化处理接触氧化池出水污泥混合液50L/天的规模。由0.06KW塑料提升泵（安装出水旁路三通）按每小时流量5L泵入圆形贮液罐，预先在圆形贮液罐内将50L好氧菌、好氧微生物接种罐的培植液先行注入（贮罐容积100L），由0.06KW塑料提升泵将混合液泵入50L有机玻璃圆锥体竖流式沉淀器、按每小时5L流量泵入，经3小时沉淀分离，上清液放流。进入圆锥体竖流式沉淀器前由DN15不锈钢转子流量计计量控制，同时每小时在进混合液圆形贮液罐和圆锥体竖流式沉淀器上方用滴定塑料吊袋（医用盐水袋形式）投入0.025L/h酶促催化剂1：100稀释蒸馏水的溶液。而沉淀分离的污泥百分之五十回流至圆形进混合液曝气贮罐、另外50％污泥由重力压入100L方形污泥贮槽中，预先将50L厌氧菌、厌氧微生物接种培养液注入50L方形污泥贮槽。并在方形污泥贮槽上方挂塑料吊袋每小时滴定酶促催化剂1：100溶液0.005L/h。

而另一组对比小试实验装置不投加嫁接培植菌种和不投加酶促催化剂。

二组对比试验的第二天（2012年10月18日），对不投加培植菌种和不投加酶促催化剂的一组；监测100L方形污泥贮槽中的污泥量为：3.8L（含水率百分之九十九）；

投加培植菌种和投加酶促催化剂的一组；监测100L方形污泥贮槽中的污泥量为：20L（预先注入20L嫁接培植菌种液），对比效果不明显。再对比连续小试运行10天后，再行对二组对比试验进行监测方形污泥贮槽的污泥量；2012年10月28日，监测不投加一培植菌种和酶促催化剂的这组，方形污泥贮槽中每天污泥量为3.86L，投加培植菌种和酶促催化剂的这组，方形污泥贮槽中的污泥量为152L。初步判断，开始起作用，但不显著。

分析原因，酶促催化剂促进了对污泥的消解减量，尤其是厌氧菌株在助增甲烷产气率，在方形污泥贮槽上方可以闻到沼气的气味。再对比连续运行20天后，于2012年11月18日再进行20天每天不出清方形污泥贮槽的污泥，把对比试验20天累积剩余污泥量进行监测，利用酶促催化剂消解污泥减量效果逐渐显著。

（1）菌种、微生物嫁接培植计：40天；

（2）对比试验计：30天；培菌耗用酶促催化剂共：1.4Kg，（原液基料）对比试验耗用酶促俏化剂共：13.464Kg（原液基料）；原液基料分5次复配加工制取，共制取得酶促催化剂18Kg、原辅料采购成本价计：2400元。折算为：133.3元/Kg，培菌、对比试验耗用掉17.464Kg、折算试验过程酶促催化剂运行费用为：2328.5元。折算对比试验共30天，每天酶促催化剂耗用费为：80元/天。

由上可见，本发明提供的基于微生物复合酶的污泥消解方法，通过培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理和厌氧消化，有效消减消化污泥，利用微生物絮凝剂改善污泥的脱水性能，且成本低廉，易于实施推广。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)首先对污水中的污泥通过重力进行沉降浓缩；

b)然后在污水中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂对污泥进行好氧处理；

c)接着在污泥中加入培养剂和微生物复合酶促催化剂进行厌氧消化；

d)最后加入微生物絮凝剂对污泥进行调质和脱水。

2.如权利要求1所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述步骤a)包括如下过程：将污泥混合液注入贮液罐，用提升泵泵入到有机玻璃圆锥体竖流式沉淀器进行沉淀固液分离，上面清液放流，底部沉淀污泥由重力压入污泥贮槽，得污泥菌胶团。

3.如权利要求2所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述贮液罐预先注入好氧菌、好氧微生物接种罐的培植液，所述污泥贮槽预先注入厌氧菌、厌氧微生物接种罐的培植液，所述微生物复合酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水并实时注入到贮液罐和污泥贮槽。

4.如权利要求3所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述贮液罐容积为100升，预先注入的培植液为50升；所述污泥贮槽容积为50升，预先注入的培植液为50升，所述微生物复合酶促催化剂按0.025升/小时注入到贮液罐中，按0.005升/小时注入到污泥贮槽中。

5.如权利要求3所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述好氧菌、好氧微生物的培植液通过如下方法制得：将培养剂按1：50稀释蒸馏水成培养液，加入2Kg污泥菌胶团调配成5L接种培养液，最后将微生物复合酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水加入到好氧菌、好氧微生物接种罐中形成20L接种培养液，培植5-7天；

所述厌氧菌、厌氧微生物接种罐的培植液通过如下方法制得：将培养剂按1：50稀释蒸馏水成培养液，加入8.5Kg污泥菌胶团调配成160L接种培养液，再加入20L经过滤的稀牛粪，最后将微生物复合酶促催化剂按1：100稀释蒸馏水加入到厌氧菌、厌氧微生物接种罐中形成20L接种培养液，PH值为6.8，温度为25度，培植时间为30-40天。

6.如权利要求1所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述培养剂的制作过程如下：

先将肉膏胨培养基加琼脂氯化止钠培养剂制成含有水分、含碳化合物、含氮化合物和无机盐的混合剂，然后采用干热灭菌法放在恒温烘箱，在摄氏160度中维持2小时，然后降温至摄氏50度制得培养剂。

7.如权利要求1所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述微生物复合酶促催化剂的制作过程如下：将凤梨素蛋白酶、游离状三价铁及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸混合，再与酵母浸出液在PH值为10的调节范围混合形成微生物复合酶促催化剂。

8.如权利要求1所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述步骤c)中的微生物絮凝剂由奇异变形杆菌产生的微生物絮凝剂与氯化钙进行复合而成。

9.如权利要求1所述的基于微生物复合酶的污泥消解方法，其特征在于，所述步骤c)中的微生物絮凝剂由酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂与聚丙烯酰胺进行复合而成。