CN108558027B - 利用复合酵素减少污泥排放的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用复合酵素减少污泥排放的方法：(1)将36～39℃的水与植物酵素、树叶、水果、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠和糖稀混合，曝气25～200分钟，得到混合物；在混合物中，植物酵素占2～6wt％、树叶占3～8wt％、水果占3～8wt％、松籽占0.5～2wt％、豆腐渣占0.5～2wt％、豆饼占0.5～2wt％、植物油渣占0.5～2wt％、米糠占0.5～2wt％、且糖稀占0.5～2wt％；将混合物发酵30～60天，得到复合酵素；(2)将复合酵素与污水接触30～150小时以减少污泥排放，复合酵素的用量为污水处理量的0.05～5wt％。本发明的方法可以减少污泥排放。

Description

利用复合酵素减少污泥排放的方法
技术领域
本发明涉及一种利用复合酵素减少污泥排放的方法。
背景技术
目前，国内污水处理的方法包括生物方法、物理方法、化学方法等。在这些污水处理过程中，会挥发带有恶臭味的硫化氢、氨等无机组分，对空气造成严重污染，同时会产生大量污泥。将污泥进行浓缩压滤，然后送至垃圾场填埋，不仅占用大量土地，而且容易造成二次污染。
微生物酵素是含有多种活性益生菌的发酵物，具有促进动植物生长生存的功能，它能在常温常压下使有活性生物体发生生化反应或很难发生的生化反应加速进行。常用的微生物酵素多为复合酵素。复合酵素利用厌氧性菌类、好氧性菌类和中性厌氧菌类的所有微生物菌的共存、共生和共荣，杜绝酸化、变质和腐败，提高微生物群的增殖率。现有技术中已经有一些关于微生物酵素处理污水的报道，但是仍然需要进一步开发新的污泥减量方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用复合酵素减少污泥排放的方法，其可以减少污泥排放。本发明进一步的目的在于提供一种污泥减量的方法，其不需要任何化学药剂。
本发明的利用复合酵素减少污泥排放的方法包括如下步骤：
(1)将36～39℃的水与植物酵素、树叶、水果、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠和糖稀混合，曝气25～200分钟，得到混合物；在混合物中，植物酵素占2～6wt％、树叶占3～8wt％、水果占3～8wt％、松籽占0.5～2wt％、豆腐渣占0.5～2wt％、豆饼占0.5～2wt％、植物油渣占0.5～2wt％、米糠占0.5～2wt％、且糖稀占0.5～2wt％；将混合物发酵30～60天，得到复合酵素；
(2)将所述复合酵素与污水接触30～150小时以减少污泥排放，复合酵素的用量为污水处理量的0.05～5wt％。
本发明的原料中含有更加廉价易得的树叶，因而降低了复合酵素成本，从而降低污泥减量成本。植物酵素可以采用本领域已知的那些，例如采用水果酵素、果蔬酵素等。可以采用市售的植物酵素，或者采用现有的方法进行制备。例如，CN103609985A、CN104012896A、CN104473170A公开了一些水果酵素的方法，在此将其全文引入本文。
在本发明中，糖稀也称之为糖蜜，由麦芽中的糖化酶作用于碎米中的淀粉所制成的一种糖；糖稀为浅黄色粘稠透明液体，主要成分为麦芽糖、葡萄糖及糊精。本发明的糖稀可以采用甘蔗、甜菜进行替代，并且这些等同替代也属于本发明的保护范围。在本发明中，植物油渣是植物榨油后剩余的残渣。例如，大豆榨油后得到的残渣，花生榨油后的残渣，胡麻榨油后的残渣等。
在本发明中，步骤(1)的发酵可以在封闭容器中进行。封闭容器包括但不限于封闭的发酵罐。这样有利于发酵过程的顺利进行。在发酵过程中，可以打开封闭容器进行搅拌。每天搅拌时间可以为10～50分钟，优选为10～20分钟。
在本发明的步骤(1)中，前10～15天的发酵温度为30～40℃，随后的发酵温度为10～40℃；前20～25天需要每天搅拌10～50分钟。也就是说，前10～15天在较高的温度下发酵，随后则可以在较低的温度下发酵。这样有利于活性益生菌的繁殖。前10～15天的发酵温度优选为36～39℃，随后的发酵温度为20～30℃。前20～25天每天进行搅拌，这样有利于活性益生菌的繁殖。搅拌的时间可以为10～50分钟，优选为10～20分钟。在本发明的发酵液中，总菌数可以达到3×108～3×109CFU/ml，乳酸菌占总菌数的80％以上；放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌等其他益生菌则占5～20％。总菌数以及各种菌可以采用本领域常规的方法测定，这里不再赘述。
根据本发明的一个实施方式，在混合物中，植物酵素占3～5wt％、树叶占6～7.5wt％、水果占6～7.5wt％、松籽占1～1.5wt％、豆腐渣占1～1.5wt％、豆饼占1～1.5wt％、植物油渣占1～1.5wt％、米糠占1～1.5wt％、且糖稀占1～1.5wt％。上述原料的重量百分比均是基于混合物的总重量。
在本发明中，所述树叶包括杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶；优选地，树叶由杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶组成。上述树叶均具备本领域已知的含义，这里不再赘述。本发明的水果包括梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝；优选地，水果由梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝组成。上述水果均具备本领域已知的含义，这里不再赘述。优选地，上述树叶和水果的农药残留量均不超标为好。采用上述树叶和水果，可以提高活性益生菌的数量。
根据本发明的一个实施方式，在步骤(1)中，所述树叶包括杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶；所述水果包括梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝。杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比可以为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；优选为1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3。梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；优选为1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3。采用上述重量配比，可以改善发酵效果，从而提高活性益生菌的数量。作为优选，杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5。作为更优选，杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比为1:1:1:1:1:1；梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1:1:1:1:1:1:1。
根据本发明的另一个实施方式，在步骤(1)中，所述树叶由杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶组成；所述水果由梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝组成。杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比可以为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；优选为1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3。梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；优选为1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3。采用上述重量配比，可以改善发酵效果，从而提高活性益生菌的数量。作为优选，杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5。作为更优选，杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比为1:1:1:1:1:1；梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1:1:1:1:1:1:1。
在本发明的步骤(2)中，将所述复合酵素与污水接触30～150小时以减少污泥排放，复合酵素的用量为污水处理量的0.05～5wt％。接触时间超过150小时，将增加处理成本；接触时间低于30小时，无法充分发挥复合酵素的作用。复合酵素用量低于0.05wt％，无法有效激活环境中的有益微生物、抑制有害微生物，从而使得污泥减量化效果变劣；复合酵素用量高于5wt％，将显著增加处理成本，且污泥减量效果增加不明显。复合酵素加污水通过曝气，经过发酵和分解过程处理污泥。时间优选为60～100小时，更优选为75～90小时。复合酵素的用量优选为污水处理量的0.1～1wt％，更优选为0.5～1wt％。根据本发明的一个实施方式，步骤(2)中，接触时间为60～100小时，复合酵素的用量为污水处理量的0.1～1wt％。根据本发明的一个实施方式，将复合酵素分为多个批次。例如，污水依次经原水池、第一发酵池和第二发酵池进行发酵和分解，通过污泥沉淀后返送污泥发酵槽再次发酵。这样可以使污水净化，污泥减少。复合酵素加入第一发酵槽和污泥发酵槽，污泥发酵槽曝气发酵产生的上清液回流至第一发酵槽。如此循环持续，实现了污泥减少减量。例如，将复合酵素按照重量配比为1:1～5分为两个批次。优选地，所述复合酵素直接与污水接触。也就是说，所述复合酵素可以直接与污水接触，从而对污水进行发酵分解。
在本发明的步骤(2)中，优选地，所述复合酵素与发酵后的污水接触。例如，首先将所述复合酵素直接加入污水使污泥减少，污水净化。
本发明的污水并没有特别限制，可以是工业污水或者生活污水。但是，从污水处理效果而言，生活污水是优选的。根据本发明的一个实施方式，所述污水为生活污水。
在本发明的步骤(2)中，不添加任何化学药剂。化学药剂(chemical agent)指对细菌有抑制作用的药剂，例如絮凝剂。对细菌生长有利的药剂被归于营养物。根据本发明优选的技术方案，本发明的复合酵素含有光合细菌、双歧杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌(地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌等)、放线菌、酵母菌、醋酸杆菌及发酵系列的丝状菌等5科10属100多种好氧性或厌氧性正常微生物，因而不需要添加化学药剂。
本发明通过复合酵素的触媒作用激活污水中的有益微生物，抑制有害微生物，达到污水净化、污泥减量化的目的。此外，本发明还可以抑制避免恶臭气体的产生，避免二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
采用GB/T 13093-2006测定总菌数。采用GB4789.35-2016测定乳酸菌。采用GB/T26428-2010测定枯草芽孢杆菌等其他细菌数。
采用CN103609985A公开的实施例1的方法制备水果酵素。
实施例1
(1)将发酵所需的各种树叶及水果、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠净选，糖稀用38℃温水稀释，备用。按照表1的配方称取原料进行配料。
表1、发酵配方
名称 水果酵素 杨树叶 松树叶 柳树叶 桃树叶 苹果叶 枇杷叶
用量(kg) 5 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
名称 梨 苹果 山楂 蓝莓 桔子 杏 荔枝
用量(kg) 1 1 1 1 1 1 1
名称 松籽 豆腐渣 豆饼 植物油渣 米糠 糖稀 水
用量(kg) 1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 72.3
将38℃的水与水果酵素、杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶、枇杷叶、梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏、荔枝、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠和糖稀(加水稀释，但水的总量不变)混合，曝气60分钟左右，得到混合物。将混合物在封闭的发酵罐中发酵30天左右，得到发酵液。前15天的发酵温度为35℃左右，随后15天的发酵温度为25℃左右。前25天每天打开发酵罐，搅拌30分钟左右，然后盖紧发酵罐。发酵成功主要标志为：发酵液体醋酸味道，发酵液表面丝状分布。经检测，发酵液中的总菌数为3×108～3×109CFU/ml，乳酸菌为80wt％以上，放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌等其他活性益生菌占5～20wt％。
(2)将上述发酵液直接作为复合酵素用于污水处理，污水日处理量为500吨/天。生活污水(参见表2)依次经原水池、第一发酵池和第二发酵池进行发酵和分解，通过污泥沉淀后返送污泥发酵槽再次发酵，使污水净化，污泥减少，得到出水，接触时间为90小时。复合酵素的用量参见表3。污水处理结果参见表4。经过上述处理，污泥排放量减少80％以上。
表2、进水指标
pH 总磷含量TP(mg/L) NH<sub>3</sub>-N(mg/L) COD(mg/L) BOD(mg/L)
6～9 15～4 100～55 400～200 200～100
表3、复合酵素投料情况
Figure BDA0001644916590000071
表4、污水处理后的出水指标
pH 总磷含量TP(mg/L) NH<sub>3</sub>-N(mg/L) COD(mg/L) BOD(mg/L)
7～8 <0.1 <0.05 <40 <10
实施例2
将发酵的配方替换为表5所示的配方，其余条件与实施例1相同，得到复合酵素。
表5、发酵配方
名称 水果酵素 杨树叶 松树叶 柳树叶 桃树叶 苹果叶 枇杷叶
用量(kg) 5 1 1 1 1 1 1
名称 梨 苹果 山楂 蓝莓 桔子 杏 荔枝
用量(kg) 1 1 1 1 1 1 1
名称 松籽 豆腐渣 豆饼 植物油渣 米糠 糖稀 水
用量(kg) 1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 73.5
实施例3
将发酵的配方替换为表6所示的配方，其余条件与实施例1相同，得到复合酵素。
表6、发酵配方
名称 水果酵素 杨树叶 松树叶 柳树叶 桃树叶 苹果叶 枇杷叶
用量(kg) 3 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
名称 梨 苹果 山楂 蓝莓 桔子 杏 荔枝
用量(kg) 1 1 1 1 1 1 1
名称 松籽 豆腐渣 豆饼 植物油渣 米糠 糖稀 水
用量(kg) 1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 74.3
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (2)

1.一种利用复合酵素减少污泥排放的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将36～39℃的水与植物酵素、树叶、水果、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠和糖稀混合，曝气25～200分钟，得到混合物；在混合物中，植物酵素占3～5wt％、树叶占6～7.5wt％、水果占6～7.5wt％、松籽占1～1.5wt％、豆腐渣占1～1.5wt％、豆饼占1～1.5wt％、植物油渣占1～1.5wt％、米糠占1～1.5wt％、且糖稀占1～1.5wt％；将混合物发酵30～60天，得到复合酵素；其中，前10～15天的发酵温度为36～39℃，随后的发酵温度为20～30℃；前20～25天每天搅拌10～20分钟；
其中，所述树叶由杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶组成；所述水果由梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝组成；杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶和枇杷叶的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝的重量比为1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5；
(2)将所述复合酵素与生活污水接触75～90小时以减少污泥排放，复合酵素的用量为污水处理量的0.1～1wt％；污水依次经原水池、第一发酵池和第二发酵池进行发酵和分解，通过污泥沉淀后返送污泥发酵槽再次发酵；复合酵素加入第一发酵池和污泥发酵槽，污泥发酵槽曝气发酵产生的上清液回流至第一发酵池；如此循环持续，实现了污泥减量；污泥的排放量减少80％以上；在步骤(2)中，不添加任何化学药剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(1) 将发酵所需的杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶、枇杷叶及梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏、荔枝、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠净选，糖稀1.5kg用38℃温水稀释，备用；
将38℃的水与水果酵素5kg、以及净选后的杨树叶1.2kg、松树叶1.2kg、柳树叶1.2kg、桃树叶1.2kg、苹果叶1.2kg、枇杷叶1.2kg、梨1kg、苹果1kg、山楂1kg、蓝莓1kg、桔子1kg、杏1kg、荔枝1kg、松籽1kg、豆腐渣1.5kg、豆饼1.5kg、植物油渣1.5kg和米糠1.5kg以及稀释后的糖稀混合，再加水稀释，但水的总量不变，水的用量为72.3kg，曝气60分钟左右，得到混合物；将混合物在封闭的发酵罐中发酵30天左右，得到发酵液；前15天的发酵温度为35℃左右，随后15天的发酵温度为25℃左右；前25天每天打开发酵罐，搅拌30分钟左右，然后盖紧发酵罐；经检测，发酵液中的总菌数为3×108～3×109CFU/ml，乳酸菌为80wt％以上，放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌等其他活性益生菌占5～20wt％；
(2)将上述发酵液直接作为复合酵素用于污水处理，污水日处理量为500吨/天；生活污水依次经原水池、第一发酵池和第二发酵池进行发酵和分解，通过污泥沉淀后返送污泥发酵槽再次发酵，使污水净化，污泥减少，得到出水，接触时间为90小时；其中，原水池和第二发酵池不添加复合酵素，将复合酵素加入第一发酵池和污泥发酵槽，第一发酵池中加入的复合酵素的量为50kg，污泥发酵槽中加入的复合酵素的量为150kg；经过上述处理，污泥排放量减少80％以上。
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