CN105859081B - 一种用于污泥生物处理的专用营养剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于污泥生物处理的专用营养剂及其生产方法，该营养剂的生产原料含有硫粉，五水硫代硫酸钠，七水硫酸亚铁，维生素，微量元素，碳源物质，四水磷酸氢铵钠，磷酸氢二钾，氯化钙，七水硫酸镁，表面活性剂吐温，生物质辅料。它利于微生物吸收且有助于微生物快速定殖和发挥作用，有效提高污泥生物处理微生物活性，改善污泥的脱水性能和重金属去除率。在污泥处理中的应用是将营养剂用泵定量投放到污泥处理设施中，处理后污泥经压滤后，泥饼含水率可降至60%以下；重金属Cu、Zn、Pb、Cr的溶出率为：51.46%～83.55%、40.99%~78.92%、9.03%~31.68%、10.97%~37.95%。

Description

一种用于污泥生物处理的专用营养剂及其生产方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种用于污泥生物处理的专用营养剂及其生产方法。

背景技术

污水处理厂的剩余污泥一直是一个难以解决但又必须解决的棘手问题，国内外均是如此。污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵与病原微生物等特点，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染；而同时污泥又是一种有效的生物资源，含有促进农作物生长的氮、磷、钾等营养物质，且污泥中含量高达40%以上的有机质是良好的土壤改良剂。

污泥生物处理技术是指通过在城市污水处理厂的浓缩污泥(含水率95-98%)中接种复合微生物，主要包括氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌等自养菌以及乳酸杆菌、黑曲霉菌、根瘤菌和红酵母菌等一些耐酸性异养菌，并投加一定比例的营养物质，再经曝气处理后实现污泥脱水性能的提高，该过程污泥中重金属被溶出进入液相通过脱水去除，恶臭消除，病原物被杀灭，压滤脱水后污泥含水率可降至60%以下，且污泥的肥效和热值没有发生明显的损失。污泥生物处理技术反应温和，无二次污染，且运行成本低，实用性强，肥效和热值损失少，处理后污泥可以制作成土壤改良剂使用，创造经济价值，具有诸多优点。

在污泥生物处理中，微生物生存环境必须保证合适的营养比例，但在实际的污泥处理过程中，往往会发生污泥中营养物质比例严重失调的情况，造成污泥生物处理效果差的问题。为了提高污泥处理微生物的活性，一般采用投加营养剂来改善微生物的生存环境，提高污泥的处理效果，这些营养剂主要包括淀粉、葡萄糖、甲醇、氮肥、磷肥等。

如中国专利文献CN101913743A（申请号201010221264.1）公开了一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂及其生产工艺，其组分如下：硫酸铵，2000-4000mg/kg；氯化钾，100-200mg/kg；磷酸氢二钾，1000-3000mg/kg；硝酸钙，200-500mg/kg；七水硫酸镁，300-600mg/kg；维生素（1份维生素B和1份维生素C组成的混合物），2000-3000mg/kg；微量元素（1份七水硫酸锰，5份七水硫酸锌，1份硼酸，和1份钼酸钠组成的混合物），3000-3500mg/kg；碳源物质（3份淀粉和2份甲酸组成的混合物），5000-8000mg/kg；五水硫代硫酸钠，200g/kg；改性硫粉，200g/kg；100目精黄铁矿（FeS₂）或七水硫酸亚铁，100g/kg；生物表面活性剂鼠李糖酯，500-1000mg/kg；敷料加至100份。其生产工艺为：1.分别称取硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维生素、微量元素、碳源物质、五水硫代硫酸钠、改性硫粉、精黄铁矿或七水硫酸亚铁、生物表面活性剂鼠李糖酯；2.甲酸吸附在敷料上，硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维生素、微量元素、淀粉、五水硫代硫酸钠、改性硫粉、目精黄铁矿或七水硫酸亚铁、生物表面活性剂鼠李糖酯分别用敷料拌混；3.将各类物质加入混合器后，加敷料份充分混合、搅拌均匀；4.分装。

如中国专利文献CN101891359A（申请号201010221259.0）公开了一种用于制革污泥生物沥浸处理的药剂，其包括以下组分：硫酸氨，2000-3000mg/kg；磷酸氢二钾，3000-5000mg/kg；硝酸钙，500-1000mg/kg；七水硫酸镁300-600mg/kg；维生素(1份维生素C和1份烟酞胺组成的混合物)，3000-4000mg/kg；微量元素（1份七水硫酸锰，2份七水硫酸锌，1份硼酸和1份钼酸钠组成的混合物），3000-3500mg/kg；碳源物质（1份淀粉和3份乙酸或甲酸组成的混合物），5000-8000mg/kg；改性硫粉，100g/kg；100目精黄铁矿（FeS₂）或七水硫酸亚铁，400g/kg；生物表面活性剂鼠李糖酯，500-1000mg/kg；敷料加至100份。

上述产品在提高污泥生物处理效果方面起到了积极的促进作用，但仍旧存在许多问题，例如有研究表明不宜采用甲酸、乙酸等小分子酸类作为碳源物质制作营养剂，因为其会对污泥处理微生物活性起到一定抑制作用。另外，现有的污泥生物处理营养剂提供的营养组分不够全面、微生物活性受限制、投加量大、营养剂制作成本高、污泥处理运行费用高，限制了污泥生物处理技术的推广应用。

发明内容

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供一种用于污泥生物处理的专用营养剂及其生产方法，它是一种营养配比均衡全面、利于微生物吸收、运行费用低且有助于微生物快速定殖和发挥作用，有效提高污泥生物处理微生物活性，改善污泥的脱水性能和重金属去除率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于污泥生物处理的专用营养剂，该营养剂的生产原料按重量计含有硫粉40～200g/kg、五水硫代硫酸钠40～200g/kg、七水硫酸亚铁100～300g/kg、维生素10～50g/kg、微量元素3～10g/kg、碳源物质20～80g/kg、四水磷酸氢铵钠20～80g/kg、磷酸氢二钾10～50g/kg、氯化钙0.1～1g/kg、七水硫酸镁0.1～1g/kg、表面活性剂吐温-20为5～30g/kg和生物质辅料50～350g/kg。

进一步，所述维生素是按照以下原料的质量百分比混合而成：40%维生素C、20%烟酰胺、20%维生素B1、10%维生素B6和10%维生素B12组成的混合物。

进一步，所述微量元素是按照以下原料的质量百分比混合而成：15%氯化锌,15%氯化铝,15%一水硫酸锰、10%氯化镍、15%二水氯化铜、10%硼酸、10%四水钼酸铵和10%六水氯化钴组成的混合物。

进一步，所述碳源物质是按照以下原料的质量百分比混合而成：40%淀粉、30%蔗糖和30%蛋白胨组成的混合物。

进一步，所述生物质辅料是按照以下原料的质量百分比混合而成：99%麸皮和1%纤维素酶组成的混合物。

本发明的生产方法是：

一种用于污泥生物处理的专用营养剂的生产方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：一种用于污泥生物处理的专用营养剂，该营养剂的制备原料包括：硫粉40～200g/kg、五水硫代硫酸钠40～200g/kg、七水硫酸亚铁100～300g/kg、维生素10～50g/kg、微量元素3～10g/kg、碳源物质20～80g/kg、四水磷酸氢铵钠20～80g/kg、磷酸氢二钾10～50g/kg、氯化钙0.1～1g/kg、七水硫酸镁0.1～1g/kg、表面活性剂吐温-20为5～30g/kg和生物质辅料50～350g/kg；

步骤二：按比例将步骤一中的原料加入混合器，然后在常温下进行充分混合并搅拌均匀；

步骤三：将步骤二中搅拌均匀的原料分装即可。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明表面活性剂采用效果好、价格低廉的吐温-20用来提高硫粉的溶解性和利用率，降低硫粉用量；搭配采用麸皮和纤维素酶混合成的生物质辅料提供碳源，有助于降低药剂成本，同时很好满足乳酸杆菌、黑曲霉菌、根瘤菌和红酵母菌等一些耐酸性异养微生物生长需要。

2、本发明的维生素采用维生素C、烟酰胺、维生素B1、维生素B6和维生素B12，全面提供微生物生长所需的重要生长因子，补充微生物生长所需，利于微生物生长增殖。

3、本发明的微量元素采用氯化锌，氯化铝，一水硫酸锰，氯化镍，二水氯化铜，硼酸，四水钼酸铵和六水氯化钴，全面提供微生物生长所需的各种微量元素，促进微生物生长。

4、本发明采用该营养剂可同时满足污泥生物处理复合微生物中各类微生物生长需要。有助于微生物快速定殖和发挥作用，有效提高污泥生物处理微生物活性，改善污泥的脱水性能和重金属去除率。

5、本发明在污泥处理中的应用是将所述营养剂用泵定量投放到污泥处理设施中，营养剂投放量为5～15kg/m³污泥；处理后污泥经压滤后，泥饼含水率可降至60%以下，脱水效果良好，Cu、Zn、Pb、Cr等重金属的溶出率分别为：51.46%～83.55%、40.99%~78.92%、9.03%~31.68%、10.97%~37.95%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详述，但本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明。

实施例1

生产1吨用于污泥生物处理的专用营养剂，一种用于污泥生物处理的专用营养剂，该营养剂的生产原料包括：

硫粉150g/kg，五水硫代硫酸钠100g/kg、七水硫酸亚铁250g/kg、四水磷酸氢铵钠50g/kg、磷酸氢二钾30g/kg、氯化钙1g/kg、七水硫酸镁1g/kg、表面活性剂吐温-20：18g/kg；

维生素30g/kg，维生素是由40%维生素C、20%烟酰胺、20%维生素B1、10%维生素B6和10%维生素B12组成；

微量元素5g/kg，微量元素是由15%氯化锌、15%氯化铝、15%一水硫酸锰、10%氯化镍、15%二水氯化铜、10%硼酸、10%四水钼酸铵和10%六水氯化钴组成；

碳源物质65g/kg，碳源物质是由40%淀粉、30%蔗糖和30%蛋白胨组成；

生物质辅料300g/kg，生物质辅料由99%麸皮和1%纤维素酶组成。

一种用于污泥生物处理的专用营养剂的生产方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：分别称取相应质量的制备原料：150kg硫粉、100kg五水硫代硫酸钠、250kg七水硫酸亚铁、维生素30kg，维生素包括12kg维生素C、6kg烟酰胺、6kg维生素B1、3kg维生素B6和3kg维生素B12，微量元素5kg，微量元素包括0.75kg氯化锌、0.75kg氯化铝、0.75kg一水硫酸锰、0.5kg氯化镍、0.75kg二水氯化铜、0.5kg硼酸、0.5kg四水钼酸铵和0.5kg六水氯化钴，碳源物质65kg，碳源物质包括26kg淀粉、19.5kg蔗糖和19.5kg蛋白胨，50kg四水磷酸氢铵钠，30kg磷酸氢二钾，1kg氯化钙，1kg七水硫酸镁，18kg表面活性剂吐温-20，生物质辅料300kg，生物质辅料包括297kg麸皮和3kg纤维素酶；

步骤二：将步骤一中称取的制备原料加入混合器后，在常温下充分混合、搅拌均匀；

步骤三：将步骤二中搅拌均匀的原料分装即可。

一种用于污泥生物处理的专用营养剂在污泥处理中的应用，具体为：将所述营养剂用泵定量投放到污泥处理设施中，营养剂投放量为5～15kg/m³污泥。处理后污泥经压滤后，泥饼含水率可降至60%以下，脱水效果良好，Cu、Zn、Pb、Cr等重金属的溶出率高。

上述污泥生物处理专用营养剂在污泥处理中的应用，具体为：将所述营养剂用泵定量投放到污泥处理设施中，营养剂投放量为10kg/m³污泥。处理后污泥经压滤后，泥饼含水率可降至60%以下，脱水效果良好，Cu、Zn、Pb、Cr等重金属的溶出率分别为：82.18%、74.33%、28.14%、32.06%。

泥饼有机质含量下降不超过5%；处理后污泥中重金属Cu、Zn、Pb、Cr含量远低于《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284-1984) (pH ≤ 6.5)施用污泥相关标准的限值。因此，生物沥浸后的污泥适合进行园林绿化、堆肥等资源化利用。

实施例2

生产1吨用于污泥生物处理的专用营养剂，一种用于污泥生物处理的专用营养剂，该营养剂的生产原料包括：

硫粉130g/kg、五水硫代硫酸钠130g/kg、七水硫酸亚铁200g/kg、四水磷酸氢铵钠40g/kg、磷酸氢二钾40g/kg、氯化钙0.5g/kg、七水硫酸镁0.5g/kg、表面活性剂吐温-20：14g/kg；

维生素50g/kg，维生素是由40%维生素C、20%烟酰胺、20%维生素B1、10%维生素B6和10%维生素B12组成；

微量元素10g/kg，微量元素是由15%氯化锌、15%氯化铝、15%一水硫酸锰、10%氯化镍、15%二水氯化铜、10%硼酸、10%四水钼酸铵和10%六水氯化钴组成；

碳源物质50g/kg，碳源物质是由40%淀粉、30%蔗糖和30%蛋白胨组成；

生物质辅料335g/kg，生物质辅料由99%麸皮和1%纤维素酶组成。

一种用于污泥生物处理的专用营养剂的生产方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：分别称取相应质量的制备原料：130kg硫粉，130kg五水硫代硫酸钠，200kg七水硫酸亚铁，维生素50kg，维生素包括20kg维生素C、10kg烟酰胺、10kg维生素B1、5kg维生素B6和5kg维生素B12，微量元素5kg，微量元素10g/kg，包括1.5kg氯化锌、1.5kg氯化铝、1.5kg一水硫酸锰、1.0kg氯化镍、1.5kg二水氯化铜、1.0kg硼酸、1.0kg四水钼酸铵和1.0kg六水氯化钴，碳源物质50kg，碳源物质包括20kg淀粉、15kg蔗糖和15kg蛋白胨，40kg四水磷酸氢铵钠，40kg磷酸氢二钾，0.5kg氯化钙，0.5kg七水硫酸镁，14kg表面活性剂吐温-20，生物质辅料335kg，生物质辅料包括331.65kg麸皮和3.35kg纤维素酶；

步骤二：将步骤一中的称取的制备原料加入混合器后，在常温下充分混合、搅拌均匀；

步骤三：将步骤二中搅拌均匀的原料分装即可。

上述污泥生物处理专用营养剂在污泥处理中的应用，具体为：将所述营养剂用泵定量投放到污泥处理设施中，营养剂投放量为15kg/m³污泥。处理后污泥经压滤后，泥饼含水率可降至60%以下，脱水效果良好，Cu、Zn、Pb、Cr等重金属的溶出率分别为： 83.28%、77.81%、29.27%、35.70%

泥饼有机质含量下降不超过5%；处理后污泥中重金属（Cu、Zn、Pb、Cr）含量远低于《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284-1984) (pH ≤ 6.5)施用污泥相关标准的限值。因此，生物沥浸后的污泥适合进行园林绿化、堆肥等资源化利用。

要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (4)

1.一种用于污泥生物处理的专用营养剂，其特征在于，每立方米污泥投放5kg～15kg的专用营养剂，该营养剂的生产原料按重量计含有硫粉40～200g/kg、五水硫代硫酸钠40～200g/kg、七水硫酸亚铁100～300g/kg、维生素10～50g/kg、微量元素3～10g/kg、碳源物质20～80g/kg、四水磷酸氢铵钠20～80g/kg、磷酸氢二钾10～50g/kg、氯化钙0.1～1g/kg、七水硫酸镁0 .1～1g/kg、表面活性剂吐温-20为5～30g/kg和生物质辅料50～350g/kg；

所述碳源物质是按照以下原料的质量百分比混合而成：40%淀粉、30%蔗糖和30%蛋白胨组成的混合物，所述生物质辅料是按照以下原料的质量百分比混合而成：99%麸皮和1%纤维素酶组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种用于污泥生物处理的专用营养剂，其特征在于，所述维生素是按照以下原料的质量百分比混合而成：40%维生素C、20%烟酰胺、20%维生素B1、10%维生素B6和10%维生素B12组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种用于污泥生物处理的专用营养剂，其特征在于： 所述微量元素是按照以下原料的质量百分比混合而成：15%氯化锌、15%氯化铝、15%一水硫酸锰、10%氯化镍、15%二水氯化铜、10%硼酸、10%四水钼酸铵和10%六水氯化钴组成的混合物。

4.一种权利要求1～3任一项用于污泥生物处理的专用营养剂的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：一种用于污泥生物处理的专用营养剂，该营养剂的制备原料包括：硫粉40～200g/kg、五水硫代硫酸钠40～200g/kg、七水硫酸亚铁100～300g/kg、维生素10～50g/kg、微量元素3～10g/kg、碳源物质20～80g/kg、四水磷酸氢铵钠20～80g/kg、磷酸氢二钾10～50g/kg、氯化钙0 .1～1g/kg、七水硫酸镁0 .1～1g/kg、表面活性剂吐温-20为5～30g/kg和生物质辅料50～350g/kg；

步骤二：按比例将步骤一中的原料加入混合器，然后在常温下进行充分混合并搅拌均匀；

步骤三：将步骤二中搅拌均匀的原料分装即可。