CN104876420B

CN104876420B - 用于增强cept污泥絮凝和脱水能力的生物絮凝剂组合物

Info

Publication number: CN104876420B
Application number: CN201510087916.XA
Authority: CN
Inventors: 黄焕忠
Original assignee: Hong Kong Baptist University HKBU
Current assignee: Hong Kong Baptist University HKBU
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2018-02-09
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: CN104876420A; US20150239763A1; US20160200614A1; US9738554B2; HK1210764A1; US9328007B2

Abstract

本发明公开了一种用于增强化学强化一级处理(CEPT)污泥的絮凝和脱水能力的复合生物絮凝剂。本发明还公开了使用所述复合生物絮凝剂调节CEPT污泥的方法。

Description

用于增强CEPT污泥絮凝和脱水能力的生物絮凝剂组合物

技术领域

本发明旨在通过一种用于使污水污泥快速絮凝并提高污水污泥的过滤能力和脱水能力的方法解决与废水处理设施相关的问题。更具体地说，本发明涉及一种增强污泥脱水能力的新颖的复合生物絮凝剂，其具有展现多功能活性的不同微生物聚生体的掺混物，还涉及使用所述复合生物絮凝剂使污水污泥快速絮凝并提高污水污泥的过滤能力和脱水能力。

背景技术

生活废水通常在处置或再循环之前通过一级、二级和三级方法进行处理。化学强化一级处理(CEPT)方法已经作为用于生活污水的常规方法的替代性处理方法而实施。由于CEPT方法快速处理大量废水，因此该方法非常适用于快速增长的巨型城市和发展中国家。位于香港昂船洲的CEPT工厂是世界上最大的CEPT工厂之一，它每天处理140万立方米污水。典型地，在CEPT方法中使用无机三价絮凝剂(一般是氯化铁)处理污水，随后使用阴离子聚合物去除废水中的悬浮固体。在聚合物处理后，使絮凝污水的悬浮固体颗粒沉降。沉降过程产生极大量的含水量>95％的污泥。

初沉污泥含有体积庞大的水和悬浮颗粒。CEPT污泥的固体含量以重量计在约2-4％的范围内。为了安全处置初沉污泥或进一步利用初沉污泥，污泥固体必须从水中去除并进行稳定。污泥的脱水是必要的，这可以在对污泥适当预调节之后通过机械脱水方法经由压滤或离心来实现。由于具有高浓度的高负电荷的悬浮颗粒，因此CEPT污泥难以脱水并且其需要用非常有效的絮凝剂调节以提高脱水能力。

一般用无机金属絮凝剂和有机聚合物作为脱水前的调节剂。然而，由于需要大量无机絮凝剂，污泥调节本身是污水处理中的一个昂贵过程。过量的FeCl₃将导致更严重的问题。在污泥脱水过程中，使用的典型剂量为每公吨干污泥固体使用1-10kg聚电解质聚合物，并且因此所述聚合物占经过调节的污泥的总干固体质量的0.1％-1％。对于极大量的昂贵絮凝剂的需求自身构成了污泥处理方法的约50％成本。另外，用于强化增稠和脱水过程的一些阳离子有机聚合物可能产生强烈气味，因为其在经过脱水的污泥的储存期间发生了降解。此外，聚合物絮凝剂和其衍生物造成了许多生态危害，因为一些衍生物是不可生物降解的，并且所述聚合物絮凝剂和其降解的中间产物对人类健康有害，因为其单体具有神经毒性和致癌性。因此，需要针对污泥脱水开发环保且安全的絮凝剂。

为了消除与使用合成絮凝剂有关的担忧，当前，生物絮凝剂由于具有令人满意的絮凝效果和安全的生物可降解性质而越来越受到关注。生物絮凝剂是来源于微生物培养物整体或微生物培养物产物的无机和有机絮凝剂。已经证实了微生物絮凝剂去除几种废水(包括生活废水、酿酒废水和医药废水)中的悬浮固体、化学需氧量(COD)和重金属的潜能。大多数所报道的微生物絮凝剂是多糖，其仅仅通过桥接机制主要参与到凝聚/絮凝方法中。另一方面，由嗜酸性铁氧化细菌产生的生物源三价铁离子也可用作污泥脱水的潜在凝聚剂/絮凝剂。

本发明提供一种使用无害且低成本的市售化学品、天然存在的微生物和可再生废料的新颖的复合生物絮凝剂和其制造方法。本发明的复合生物絮凝剂包括产生强絮凝剂的自养微生物和有机营养微生物。本发明中使用的自养微生物是从含铁底物和含硫要素获取能量的嗜酸性细菌，使用的有机营养微生物是分离自有机废物的有机营养菌聚生体。制造复合生物絮凝剂的本发明方法包括使用自养细菌和有机营养细菌以及比较便宜的二价铁源和快速生产絮凝剂。复合生物絮凝剂快速提高污泥脱水能力。

本专利申请的该部分或任何其它部分中对任何参考文献的引用或认同都不应解释为承认所述参考文献是本专利申请的现有技术。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种用于CEPT污泥调节的复合生物絮凝剂，其包含至少一种絮凝剂组分，其中所述至少一种絮凝剂组分包含：第一絮凝剂组分，所述第一絮凝剂组分包含至少一种嗜酸性自养铁氧化细菌和至少一种耐酸性有机营养微生物，所述细菌和微生物在含有铁(II)盐作为能量底物的培养基中或在作为生长培养基的有机废物水解产物中生长；第二絮凝剂组分，所述第二絮凝剂组分包含在含有硫作为能量底物的矿质培养基或污泥滤液中的硫氧化细菌聚生体(consortium)，其中所述第二絮凝剂组分的浓度为0.1％到1％(v/v)；和第三絮凝剂组分，所述第三絮凝剂组分包含有机营养聚生体，所述有机营养聚生体包含至少三种不同的有机营养微生物，其中所述有机营养微生物使用污泥或食物废物水解产物作为培养基。

在本发明的第一实施方案中，所述第一絮凝剂组分的所述至少一种嗜酸性自养铁氧化细菌包括嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)ANYL-1(5-10％，v/v)。

在本发明的第二实施方案中，所述第一絮凝剂组分的所述至少一种耐酸性有机营养微生物包括浓度为1-3％(v/v)的产气双足囊菌(Dipodascus ingens)、浓度为1-3％(v/v)的产朊假丝酵母(Candida utilis)YE1和浓度为1-3％(v/v)的弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)YE2。

在本发明的第三实施方案中，所述第二絮凝剂组分的所述硫氧化细菌聚生体包含各自细胞浓度为10⁷到10⁸个细胞/mL的嗜酸氧化亚铁硫杆菌ANYL-1和嗜酸氧化硫硫杆菌(A.thiooxidans)ACS2。

在本发明的第四实施方案中，所述第三絮凝剂组分的所述至少三种不同的有机营养微生物包括细胞浓度为10⁸到10⁹个细胞/mL的蜡状短芽孢杆菌(Brevibacillus cereus)BU1、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)BU2和波茨坦短芽孢杆菌(Brevibacillusborstelensis)BU3。

在本发明的第五实施方案中，掺混在一起的所述第一、第二和第三絮凝剂组分的比率是1-5:1-5:1-5以形成所述复合生物絮凝剂。

在本发明的第二方面中，提供一种以下列步骤调节CEPT污泥的方法：(a)混合污泥与调节剂；(b)在振荡培养箱中在约30℃下培养污泥至少1小时以进行絮凝和沉降；和(c)使用机械过滤通过毛细管吸收、真空过滤和压滤方法使经过调节的污泥脱水。

在本发明的第二方面的第一实施方案中，提供所述用于调节CEPT污泥的方法，其中所述调节剂是浓度为3％到7％(v/v)的所述第一絮凝剂组分。

在本发明的第二方面的第二实施方案中，提供一种方法，其中所述调节剂是浓度为0.1％到1.0％(v/v)的所述第二絮凝剂组分。

在本发明的第二方面的第三实施方案中，提供一种方法，其中所述调节剂是浓度为1％到10％(v/v)的所述第三絮凝剂组分。

在本发明的第二方面的第四实施方案中，所述调节剂是复合生物絮凝剂，其包含比例各自相等的所述第一和第二絮凝剂组分、所述第一和第三絮凝剂组分、所述第二和第三絮凝剂组分、或所述第一、第二和第三絮凝剂组分。

在本发明的第二方面的第五实施方案中，所述调节剂是复合生物絮凝剂，其包含比例不同的所述第一、第二或第三絮凝剂组分中的两种或更多种，其中所述第一、第二和第三絮凝剂组分的比例在1份到5份的范围。在一个实施方案中，所述复合生物絮凝剂包含5份所述第一絮凝剂组分、1份所述第二絮凝剂组分和1份所述第三絮凝剂组分。

在本发明的第二方面的第六实施方案中，所述调节剂占污泥与调节剂的混合物的总体积的1％到10％，或不少于3％到7％(v/v)。

在本发明的第二方面的第七实施方案中，使用压滤机评估经过调节的CEPT污泥的脱水能力。

所属领域技术人员将意识到，除了具体描述的变化和改动以外，本文描述的发明容易作出其它变化和改动。

本发明包括所有这些变化和改动。本发明还包括本说明书中个别地或共同地提到或指出的所有步骤和特征，和这些步骤或特征的任何和所有组合或任何两种或更多种。

在整个本说明书中，除非上下文另外要求，否则单词“包含(comprise)”或诸如如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”等变体将被理解为暗示包括所叙述的整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。还应注意，在本公开书中且尤其在权利要求书和/或段落中，诸如“包含(comprises)”、“包含(comprised)”、“包含(comprising)”等术语可以具有美国专利法赋予其的意义，例如它们可以意味“包括(includes)”、“包括(included)”、“包括(including)”等；并且诸如“基本上由…组成(consisting essentially of)”和“基本上由…组成(consists essentially of)”等术语具有美国专利法赋予其的意义，例如它们涵盖未明确叙述的要素，但排除在现有技术中存在的或影响本发明的基本特征或新颖特征的要素。

此外，在整个本说明书和权利要求书中，除非上下文另外要求，否则单词“包括(include)”或诸如“包括(includes)”或“包括(including)”等变体将被理解为暗示包括所叙述的整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。

对于本文使用的所选术语的其它定义可以在本发明的具体实施方式中找到并且全文适用。除非另外定义，否则本文所用的所有其它技术术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解的含义相同。

所属领域技术人员通过审阅以下描述将了解本发明的其它方面和优点。

附图说明

当结合附图时，根据以下具体对发明的描述，本发明的以上和其它目标和特征将变得显而易见，其中：

图1展示本发明中使用的CEPT污泥的物理化学性质。

图2展示使用生物絮凝剂的污泥调节方法的示意图。

图3展示经过本发明的第一、第二和第三絮凝剂组分调节的CEPT污泥的脱水能力的物理化学性质。

图4展示经过本发明的包含等比例的絮凝剂组分的复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥的脱水能力的物理化学性质。

图5展示经过本发明的含有不同比率的第一、第二和第三絮凝剂组分的复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥的脱水能力的物理化学性质。

图6展示经过不同浓度的本发明的复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥的脱水能力的物理化学性质。

图7展示用于评估本发明的污泥脱水能力的压滤机的特征。

图8展示经过本发明的复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥的脱水能力的物理化学性质；使用压滤机测定脱水能力。

图9展示在加压过滤CEPT污泥之后获得的滤饼的图像。对照污泥(图9a)，和用复合生物絮凝剂预调节(图9b)。

图10展示从对照污泥和本发明的经过复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥获得的污泥滤液的性质。

图11展示从对照污泥和本发明的经过复合生物絮凝剂调节的污泥获得的脱水CEPT污泥饼的热值。

具体实施方式

本发明在范围上不受本文所述的任何具体实施方案限制。以下实施方案仅用于示例性目的。

实施例1：污泥收集和表征

从中国香港特别行政区的昂船洲污水处理厂收集CEPT污泥。将污泥样品快速送到实验室并分析其物理化学性质并在4℃储存。图1展现CEPT污泥的物理化学性质，显示CEPT污泥具有高的负ORP(氧化还原电位)值、高CST(毛细管吸收时间)值和SRF(过滤比阻)值。这些性质表明CEPT污泥不能容易地沉降，且需要非常有效的絮凝剂和调节方法以分离污泥中的水和固体部分。不同实验中使用的污泥均是冷藏污泥。因此，初始性质在不同实验中可能不同。

实施例2：生物絮凝剂的生产

本发明提供三种不同的微生物絮凝剂组分I、II和III，用于制备复合生物絮凝剂以供污泥脱水之用。嗜酸性铁氧化细菌嗜酸氧化亚铁硫杆菌ANYL-1在改良M9矿质培养基中生长。耐酸性酵母是产气双足囊菌、产朊假丝酵母和弯曲隐球菌。用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(5-10％)和各自为1-2％(％，v/v)的耐酸性酵母的种菌培养物接种装有200mL培养基和能量底物FeSO₄.7H₂O(22.1g/L到44.2g/L)的锥形瓶(500mL)。锥形瓶在180rpm和30℃下培养直到培养物pH达到2.0-2.2。然后使用聚生体制备复合生物絮凝剂。嗜酸性微生物聚生体由二价铁、三价铁、次生铁矿、细菌细胞、酵母细胞以及其生物聚合型化合物构成。

由硫氧化细菌嗜酸氧化硫硫杆菌ACS2和嗜酸硫杆菌(A.thiobacillus)ANAL-1组成的产生物矿物酸的聚生体以0.1％到1％(v/v)的浓度在补充有元素硫作为能量底物的矿物盐培养基或污泥滤液中培养。聚生体生长3-4天以达到pH水平<2。经过滤的培养物用作污泥调节的絮凝剂并用于配制复合生物絮凝剂。

使用有机废物(活性污泥和食物废物)的水解产物制备有机营养细菌聚生体。所述聚生体含有三种不同的细菌菌株(蜡状短芽孢杆菌BU1、地衣芽孢杆菌BU2和波茨坦短芽孢杆菌BU3)，它们是从不同的有机废物中分离的。所有这些菌株都能够在来源于有机废物水解产物的培养基中生长成聚生体并在生长培养基中分泌聚合物质。有机营养聚生体在肉汤培养物中在30℃到37℃的温度下生长3-4天，然后使用全部培养物或培养物上清液制备复合絮凝剂。

实施例3：制备多功能复合生物絮凝剂

CEPT污泥是高度复杂的基质，其含有具有细胞外聚合物质和阴离子聚合物的微生物絮凝物。CEPT污泥较高的氧化-还原负电位指示污泥的脱水能力较差。为了进行有效絮凝，污泥絮凝物和水含量的降低需要具有多功能的絮凝剂。本发明提供一种用展现不同功能的微生物絮凝剂的组合配制的复合生物絮凝剂。在复合生物絮凝剂中，第一絮凝剂组分(絮凝剂组分I)是产生生物三价铁絮凝剂的微生物培养物，第二絮凝剂组分(絮凝剂组分II)是产生生物矿物酸的微生物聚生体，且第三絮凝剂组分(絮凝剂组分III)是释放聚合物质的有机营养微生物聚生体。这些微生物组分的预生长培养物在污泥处理期间或之前掺混。每种絮凝剂组分的掺混比是1到5。以下实施例描述用单独生物絮凝剂和复合生物絮凝剂进行污泥调节以提高脱水能力。

实施例4：使用单独生物絮凝剂调节CEPT污泥

由于CEPT污泥是在先用氯化铁(FeCl₃)和后用阴离子聚合物处理污水之后产生的，因此CEPT污泥的性质不同于在常规污水处理方法期间产生的初沉污泥、活性污泥和厌氧消化污泥。从昂船洲废水厂收集CEPT污泥，其物理化学性质在图1中概述。图2展示污泥调节和脱水的工艺流程。通过将剂量分别为0到10％(v/v)的生物絮凝剂I、II和III混合到锥形瓶中的污泥中，在180rpm下快速混合1小时来调节CEPT污泥。为了评估实施例2中所描述的生物絮凝剂对于CEPT污泥的脱水能力、毛细管吸收时间(CST)和过滤比阻(SRF)的影响，测量标准实验室参数以测定污泥脱水能力。用毛细管吸收计时器(型号304M CST,Triton,Britain)测定污泥样品的CST，通过布氏漏斗试验测量污泥的SRF。CETP污泥还具有较高的pH、CST和SRF值，导致其难以脱水。

在调节之前和之后测量pH、ORP和脱水能力参数，结果在图3中给出。在振荡下曝气时，对照污泥中的ORP增加，且CST和SRF值降低。然而，这些水平指示CEPT污泥在不经过调节的情况下非常难以脱水。在经过生物絮凝剂调节的污泥中，污泥的初始pH在用絮凝剂I或絮凝剂II调节1小时后从6.6下降到5.7，而在用絮凝剂组分III调节则不显示降低。絮凝剂I处理使所述高的负ORP值快速增加。ORP的快速增加有助于良好的脱水能力。在不同的絮凝剂处理下，絮凝剂I使CEPT污泥的CST从170.7秒快速减少到31.2秒，而絮凝剂II和絮凝剂III分别实现53.6％和47％的减少。絮凝剂I、II和III分别使经过调节的污泥的SRF值实现97％、87.9％和90％的降低。1小时处理后的经过调节的CEPT污泥的脱水能力的显著改善指示了本发明的生物絮凝剂的明显优势。然而，对于CEPT污泥的快速脱水能力而言小于20秒的CST值是理想的。

实施例5：复合生物絮凝剂对于CEPT污泥的脱水能力的影响

实施例4的结果清楚地指示生物絮凝剂有效地增强CEPT污泥的脱水能力。然而，过滤速率也应当进一步增强。实施例4指示不同生物絮凝剂由于活性组分和污泥絮凝机制不同，它们的脱水能力的程度也不同。本发明提供一种用于使CEPT污泥脱水的多功能的、功能协同的复合絮凝剂，所述复合絮凝剂通过根据污泥性质的本质按适当比例掺混这些生物絮凝剂来配制。等比率掺混的絮凝剂I、II和III的组合用于污泥调节。补充有3％到7％(v/v)的复合生物絮凝剂的总体积为300mL的污泥在振荡培养箱中在30℃和180rpm下培养1小时。然后测定pH、ORP、CST和SRF。

与单独絮凝剂相比，由絮凝剂I、II和III的组合构成的复合生物絮凝剂显示非常有效地降低了CST和SRF，如图4所示。含有所有三种生物絮凝剂的组合的复合絮凝剂大幅度降低了CST值。类似地，使用含有生物絮凝剂I+II、I+III、II+III、或I+II+III的组合的复合絮凝剂调节的污泥中，污泥的初始SRF值也分别显著降低了高达98.2％、99.65％、90.5％和99.61％。絮凝剂组分I+II、I+III、或I+II+III的复合絮凝剂调节的污泥显示与絮凝剂II+III调节的污泥的类似的脱水效力。本发明的结果清楚地指示了本发明的复合絮凝剂在CEPT污泥脱水的用途，和这三种不同生物絮凝剂组分的协同作用。

实施例6：复合絮凝剂中不同的絮凝剂组分比率对于CEPT脱水能力的影响

实施例5证实了等比率的絮凝剂组分的脱水效力。絮凝剂组分I含有由铁氧化细菌产生的基于三价铁的生物絮凝剂。絮凝剂组分II含有由硫氧化微生物产生的生物矿物酸。絮凝剂组分III是分泌絮凝剂的有机营养微生物。实施例6说明了这三种生物絮凝剂的最佳比率。使用各自的比率在1和5之间变化的絮凝剂I、II和III如实施例3所示进行污泥调节。如图5中所示，增加絮凝剂I的比例显示了增强的脱水水平。CST和SRF值低于实施例5中所观察到的使用等比率的絮凝剂的组合生物絮凝剂的CST和SRF值。这清楚地展示了将絮凝剂组合成复合物所带来的协同作用。来源于有机营养微生物聚生体的絮凝剂组分III在与其它絮凝剂的组合中也显示了有效的脱水能力。这是归因于这三种不同絮凝剂的协同作用。絮凝剂组分II用于酸化污泥絮凝物和破坏其完整性，从而有助于从污泥絮凝物中释放水。

实施例7：不同剂量的复合絮凝剂对于CEPT污泥的脱水能力的影响

絮凝剂的剂量是有效调节絮凝物的重要标准。在实施例6中，公开了不同微生物絮凝剂的有效组合。本实施例公开了对CEPT污泥的调节和脱水能力来说，由2份絮凝剂I、1份絮凝剂II和1份絮凝剂III组成的复合生物絮凝剂的最佳剂量。复合生物絮凝剂(1％到10％(v/v))和CEPT污泥在500mL锥形瓶中在振荡培养箱中在30℃和180rpm下培养1小时。然后测量脱水能力参数CST和SRF。如图6所示，增加复合生物絮凝剂的剂量导致了调节后污泥的CST和SRF值的更大降低。当复合生物絮凝剂的剂量为3％到7％(v/v)时，CST值降到低于20秒。这表明3％到7％(v/v)的剂量是用于实现期望的污泥脱水能力的最低需求。当用剂量为1到10％(v/v)的复合生物絮凝剂调节时，CEPT污泥的SRF值(1.21×10¹⁴m/kg)下降54.8％到99.8％。

实施例8：用压滤机评估脱水能力

先前的实施例在锥形瓶中使用小体积的污泥以批量实验证实了复合生物絮凝剂对CEPT污泥的调节和CEPT污泥的脱水能力。脱水能力主要通过经过调节的污泥的CST和SRF来评估。本实施例使用迷你型压滤机证实了复合生物絮凝剂的脱水能力。图7显示了用于评估污泥脱水能力的压滤机的特征。在过滤前，在使用电动机驱动的螺旋桨在100rpm下持续混合的情况下，用剂量为3％到7％(v/v)的复合生物絮凝剂的适当组合物将80L的CEPT污泥预调节1小时。使用压缩泵将经过调节的污泥泵入压滤机中。在80L污泥完全泵入之后，释放滤室压力以打开滤室。从滤室获得的污泥饼用于分析水分含量、热值和有机物。从压滤机出口收集的滤液用于测定总悬浮物(TSS)、总溶解固体物(TDS)和化学需氧量(COD)。

对照CEPT污泥显示极差的脱水能力，且即使在24小时过滤后，全部体积的污泥依然不能完全通过(图8)。没有形成压实的固体污泥滤饼，如图9a所示。对照污泥的过滤出的固体保持粘稠浆液/半固体形式，其中水分含量以重量计超过88％。这清楚地说明未经调节的CEPT污泥的脱水能力较差。然而，在用根据本发明的复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥的情况下，CST和SRF值快速降低。经过调节的污泥在比对照污泥短的时间段内通过压滤机快速过滤，且快速脱水能力得到非常粘稠的压实固体滤饼，如图9b所示。滤饼的水分含量以重量计是68.5％，指示了复合生物絮凝剂具有提高CEPT污泥的脱水能力的作用。经过调节的污泥的滤液中的污染负荷也降低。对照污泥的滤液是浑浊的且颜色发黑。另一方面，来自用复合生物絮凝剂调节的污泥的滤液由于TSS和TDS减少而是清澈的且具有低得多的浑浊度，如图10所描绘。因此，在经过调节的污泥滤液中，滤液的COD也显著降低到约60.6％。经过调节的污泥的气味降到可容忍的程度，而在对照CEPT污泥中，污泥饼和滤液中的气味非常刺鼻。这显然表明根据本发明的复合生物絮凝剂具有很强的减少臭味的作用。通过压滤机的机械脱水能力清楚地证实了本发明所提供的复合生物絮凝剂的积极作用。

实施例9：测定污泥饼的总热值

从污水污泥饼回收能量是可持续的废物管理做法。实施例9显示了从对照污泥和本发明的经过复合生物絮凝剂调节的CEPT污泥获得的脱水污泥饼的热值。将从实施例8获得的污泥饼在105℃干燥以测量水分含量，然后用于测定热值。结果显示经过复合生物絮凝剂调节的污泥饼的热值比对照污泥饼增加了37.8％(图11)。这表明经过复合生物絮凝剂调节的污泥饼非常适用于热能生产，因为复合生物絮凝剂处理保留了污泥饼中的有机化合物。此外，其还从污泥水中去除溶解的有机内容物，这将降低流出物中的污染负荷。这也是本发明的复合生物絮凝剂的一个额外优势。

以上展示的不同实施例清楚地证实了本发明关于以下内容的权利要求：使用本源微生物(indigenous microbe)生产复合生物絮凝剂的新颖方法，和应用所述新颖方法提高CEPT污泥的脱水能力。本发明可作为替代方案用于解决污水污泥处理问题。

工业适用性

本发明为废水处理设施提供解决方案，涉及一种用于使污水污泥快速絮凝并提高污水污泥的过滤能力和脱水能力的方法。更具体地说，本发明涉及一种增强污泥脱水能力的新颖的复合生物絮凝剂，其包含展现多功能活性的不同微生物聚生体的掺混物。

必要时，本文所讨论的不同功能可以不同顺序执行，和/或彼此同时执行。此外，必要时，一种或更多种的上述功能可以任选使用，或者可以组合使用。

虽然已经参考各种实施方案和实施例描述了以上发明，但应了解如同以下权利要求书和其等效物中所表达，其它实施方案也属于本发明的范围内。此外，以上具体实施例应被理解为仅仅是说明性的，且无论如何都不对本公开书的其余部分构成限制。无需进一步详细阐述，相信所属领域技术人员基于本文的描述可以最大限度地利用本发明。本文引用的所有出版物都以全文引用的方式并入本文中。

Claims

1.一种用于化学强化一级处理污泥调节的生物絮凝剂组合物，其包含以下组分：

a)第一絮凝剂组分，其包含至少一种嗜酸性自养铁氧化细菌和至少一种耐酸性有机营养微生物，所述细菌和微生物生长在含有铁II盐作为能量底物的培养基中或在作为生长培养基的有机废物水解产物中；

其中所述至少一种嗜酸性自养铁氧化细菌包括嗜酸氧化亚铁硫杆菌ANYL-1以v/v计为5-10％；

所述至少一种耐酸性有机营养微生物包括产气双足囊菌以v/v计为1-3％、产朊假丝酵母YE1以v/v计为1-3％和弯曲隐球菌YE2以v/v计为1-3％；

b)第二絮凝剂组分，其包含在含有硫作为能量底物的矿质培养基或污泥滤液中的硫氧化细菌聚生体，所述第二絮凝剂组分的浓度以v/v计为0.1％到1％；其中所述硫氧化细菌聚生体包含嗜酸氧化亚铁硫杆菌ANYL-1和嗜酸氧化硫硫杆菌ACS2；和

c)第三絮凝剂组分，其包含有机营养聚生体，所述有机营养聚生体包含使用污泥或食物废物水解产物作为培养基的至少三种不同的有机营养微生物，其中所述至少三种不同的有机营养微生物包含蜡状短芽孢杆菌BU1、地衣芽孢杆菌BU2和波茨坦短芽孢杆菌BU3；

其中，所述第一絮凝剂组分、第二絮凝剂组分和第三絮凝剂组分以1-5:1-5:1-5的比率掺混。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一絮凝剂组分、第二絮凝剂组分和第三絮凝剂组分的比率为5:1:1。

3.一种用于调节CEPT污泥的方法，其包括：

a.混合污泥与调节剂以形成污泥混合物；

b.在30℃下培养所述污泥混合物至少1小时以进行絮凝和沉降，从而形成经过调节的污泥；和

使用机械过滤通过毛细管吸收、真空过滤和压滤方法使所述经过调节的污泥脱水，

其中所述调节剂包含以下组分：

a)第一絮凝剂组分，其包含至少一种嗜酸性自养铁氧化细菌和至少一种耐酸性有机营养微生物，所述细菌和微生物生长在含有铁II盐作为能量底物的培养基中或作为生长培养基的有机废物水解产物中，所述第一絮凝剂组分的浓度以v/v计为3到7％；

b)第二絮凝剂组分，其包含在含有硫作为能量底物的矿质培养基或污泥滤液中的硫氧化细菌聚生体，所述第二絮凝剂组分的浓度以v/v计为0.1到1.0％；和

c)第三絮凝剂组分，其包含有机营养聚生体，所述有机营养聚生体包含使用污泥或食物废物水解产物作为培养基的至少三种不同的有机营养微生物，所述第三絮凝剂组分的浓度以v/v计为1到10％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述调节剂是复合生物絮凝剂，所述复合生物絮凝剂包含所述第一絮凝剂组分、第二絮凝剂组分或第三絮凝剂组分中的两种或更多种的组合，其中所述第一絮凝剂组分、第二絮凝剂组分或第三絮凝剂组分中的每一种的比例都相等，或者其中每种絮凝剂组分的比率为1到5。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述复合生物絮凝剂包含5份所述第一絮凝剂组分、1份所述第二絮凝剂组分和1份所述第三絮凝剂组分。

6.根据权利要求3所述的方法，其中相对于所述污泥混合物，所述调节剂的浓度以v/v计为1％到10％。

7.根据权利要求3所述的方法，其中相对于所述污泥混合物，所述调节剂的浓度以v/v计不少于3％到7％。

8.根据权利要求3所述的方法，其中使用压滤机评估所述经过调节的CEPT污泥的脱水能力。