CN109250883B

CN109250883B - 污泥处理方法

Info

Publication number: CN109250883B
Application number: CN201811425751.2A
Authority: CN
Inventors: 何连生; 杨长明; 段开红; 包智华; 李臻; 张舜媛; 高飞龙; 吴靖
Original assignee: Inner Mongolia Jishiyuan Environmental Protection Biotechnology Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Jishiyuan Environmental Protection Biotechnology Co ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: CN109250883A

Abstract

本发明公开了一种污泥处理方法，包括以下步骤：将第一污泥与水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液；其中，第一污泥与水的体积比为1:3～10；将污泥浆液与含酵素的发酵物接触，并进行发酵培养，从而获得清液和第二污泥；将第二污泥固化。本发明的方法可以对污泥进行无害化、减量化、资源化处理。

Description

污泥处理方法

技术领域

本发明涉及一种污泥处理方法，尤其涉及一种利用复合酵素进行污泥处理的方法。

背景技术

随着城市规模的急剧扩大，污水排放量呈现不断增加的趋势。此外，随着不同化学产品的出现，进水水质通常容易超出污水处理厂的原设计标准，从而需要改扩建污水处理厂。污水处理厂可以将污水处理为再生水，同时会形成大量污泥。这些污泥通过传统的方法极难处理。如果将这些污泥长期存放，则会严重影响周边大气环境。

传统的污泥处理方法包括卫生填埋法、焚烧法、污泥直接制砖法、好氧发酵堆肥法和直接固化法等。卫生填埋法将干化后的污泥和生活垃圾混合运往填埋场处理，因而存在二次污染的风险。焚烧法利用高温氧化燃烧反应，在过量空气的条件下，使污泥的全部有机质、病原体等物质在850～1100℃下氧化、热解并被彻底破坏，但燃烧时会产生二噁英等剧毒物质。污泥直接制砖法是将干化污泥与粘土按照合适比例烧结制砖的过程，整个过程会产生恶臭气体和有毒有害气体。好氧发酵堆肥法是在污泥中加入蓬松剂和调理剂，利用污泥中的微生物对有机物进行好氧发酵分解，最终转化为稳定性较高的类腐殖质，使其成为农田肥料。但是，制成肥料前需对污泥进行高温堆肥处理，需添加后续处理设备如翻堆机等，还需要提供较大的场地。直接固化法是将污泥与固化剂混合，使得污泥固化。整个过程容易形成臭气，造成大气环境污染。因此，仍然需要开发新的污泥处理方法。

复合酵素技术主要利用微生物的触媒作用，促进环境中的有益微生物高效繁殖，抑制有害微生物生长，将好氧、厌氧微生物混合培养，其生长过程中产生的有用物质和分泌物形成微生物间相互依存的基质和原料，通过相互共生增殖形成结构稳定、能源广泛、生物多样性的生物菌群，以促污泥中的有害成分再次发酵分解，并把有害物质变成有用物质。复合酵素菌是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的微生物复合而成的一种微生活菌制剂，目前市场上已经存在多种复合酵素菌。复合酵素技术通常用于污水处理，尚没有将其用于污泥处理的报道。另外，复合酵素处理的周期一般都比较长，如何提高处理效率也是亟需解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种污泥处理方法，其可以对污泥进行处理，从而实现污泥减量化、资源化。本发明进一步的目的在于提供一种污泥处理方法，其可以提高污泥处理效率。

本发明提供一种污泥处理方法，包括以下步骤：

污泥稀释步骤：将第一污泥与水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液；其中，第一污泥与水的体积比为1:3～10；

污泥浆液处理步骤：将污泥浆液与含酵素的发酵物接触，并进行发酵培养，从而获得清液和第二污泥；

污泥固化步骤：将第二污泥固化。

本发明发现，将污泥稀释比例控制在合适范围可以保证复合酵素对污泥发酵成功，从而完成本发明。可以采用污水或地下水对第一污泥进行稀释。第一污泥与水的体积比为1:3～10，优选为3～7，更优选为5～6。当二者的比例大于1:3时，污泥没有被充分稀释，容易导致微生物发酵环境变劣，导致发酵不成功；当二者比例小于1:10 时，污泥浆液中的水量过多，微生物发酵不充分，也容易导致发酵不成功。通常情况下，可以通过观察发酵池上的气泡状况来判断是否发酵成功。根据本发明的方法，优选地，第一污泥与水的体积比为1:3～7，且所述的水选自污水或地下水。

将污泥浆液与含酵素的发酵物接触，并进行发酵培养，污泥中的大部分物质转化为小分子，溶解或分散于水中。较难处理的部分转化为第二污泥。

根据本发明的方法，优选地，含酵素的发酵物的添加量为污泥浆液重量的0.05～5wt％。根据本发明的一个实施方式，含酵素的发酵物的添加量为污泥浆液重量的0.1～1wt％。采用上述范围的添加量，有利于节约含酵素的发酵物，同时提高污泥浆液处理效果。

污泥浆液处理步骤可以在多级发酵池中进行。多级发酵池包括 2～15个、优选为3～8个依次串联的发酵池。这样可以保证发酵效果，同时提高处理效率。根据本发明的一个实施方式，将含酵素的发酵物分为多个批次，分别加入多个发酵池，然后依次与污泥浆液进行接触。这样可以进一步改善污水处理效果。根据本发明的另一个实施方式，将含酵素的发酵物加入第一发酵池与污泥浆液进行接触。这样有利于简化处理过程。

根据本发明的方法，优选地，将第二污泥与固化剂混合，从而第二污泥固化；其中，所述固化剂包括植杆秸秆粉末、风化煤和粉煤灰。第二污泥与固化剂的重量比例可以为1:0.5～10，优选为0.6～ 8，更优选为0.9～5。通常情况下，采用复合酵素对污泥浆液进行彻底治理需要较长的停留处理时间，存量污泥根据日处理量和存量总数来确定处理完成时间。本发明将发酵工艺与固化工艺完美结合，使得污泥处理效率得到显著提高。根据本发明的一个实施方式，所述固化剂由植物桔杆、风化煤和粉煤灰组成。将第二污泥与固化剂搅拌均匀，经过压实工序获得固化产物。固化产物可以覆土绿化。

根据本发明的方法，优选地，植物桔杆粉末、风化煤和粉煤灰的重量比为1:1.1～3:3.5～6；更优选为1:1.5～3:4～5，例如为1:3:5。将三者比例控制在上述范围，可以提高污泥固化效率，并可以更有效地防止污泥中的臭味扩散，凝固效果更好。充分搅拌，可以发酵为有机肥。

根据本发明的方法，优选地，所述含酵素的发酵物选自如下之一：(1)复合酵素；或者(2)复合酵素与污水的发酵产物。采用复合酵素需要进行适应性培养。采用复合酵素与污水的发酵产物则可以省略适应性培养过程。将污水与复合酵素接触，从而进行污水的处理，获得发酵产物。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。

根据本发明的方法，优选地，还包括复合酵素制备步骤：在含有糖稀的第一发酵原料中利用植物酵素进行第一发酵，得到第一发酵液，然后在含有糖稀和麸皮的第二发酵原料中利用所述第一发酵液进行第二发酵，得到复合酵素，其中所述复合酵素中总菌数为3×10⁵～ 3×10⁹CFU/ml，乳酸菌占总菌数的80％以上，放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽饱杆菌和酵母菌占10～20％。

根据本发明的一个实施方式，所述第一发酵原料包括3～8重量份水果、3～8重量份树叶、0.5～2重量份松籽、0.5～2重量份豆腐渣、0.5～2重量份豆饼、0.5～2重量份植物油渣、0.5～2重量份米糠和0.5～2重量份糖稀；所述第二发酵原料包括2～9重量份糖稀、 1～5重量份米糠、1～5重量份豆饼、1～5重量份豆腐渣和0.5～5重量份麸皮；在第一发酵工序中，植物酵素的添加量为2～6重量份，发酵30～50天；在第二发酵工序，第一发酵液的添加量为5～15重量份，发酵20～50天。

在第一发酵工序中，第一发酵原料可以包括水果3～8重量份、树叶3～8重量份、松籽0.5～2重量份、豆腐渣0.5～2重量份、豆饼 0.5～2重量份、植物油渣0.5～2重量份、米糠0.5～2重量份和糖稀 0.5～2重量份。优选地，第一发酵原料包括水果6～7.5重量份、树叶6～7.5重量份、松籽1～1.5重量份、豆腐渣1～1.5重量份、豆饼 1～1.5重量份、植物油渣1～1.5重量份、米糠1～1.5重量份、糖稀 1～1.5重量份。进一步优选地，第一发酵原料包括树叶和水果各6重量份，松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠、糖稀分别为1重量份。

在第一发酵工序中，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制备方法，在此将其全文引入本文。

在第一发酵工序中，树叶可以包括杨树叶、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。在本发明中，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；优选为 1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3:1～1.3。在本发明中，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。

在第一发酵工序中，植物酵素的添加量为2～6重量份，优选3～5重量份，例如4重量份。在第一发酵工序中，曝气20～150分钟，发酵时间为30～50天。根据本发明的方法，优选地，在第一发酵工序前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。优选地，在第一发酵工序前10～15天的发酵温度为30～40℃，随后的发酵温度为20～30 ℃，前20～25天需要每天搅拌10～50分钟。根据本发明的一个实施方式，在第一发酵工序前10～15天的发酵温度为35～38℃，随后的发酵温度为20～28℃，前20～25天需要每天搅拌20～30分钟。采用上述步骤，有利于发酵过程产生更多的有益菌。

在第二发酵工序中，第二发酵原料可以包括糖稀2～9重量份、米糠1～5重量份、豆饼1～5重量份、豆腐渣1～5重量份和麸皮 0.5～5重量份。优选地，第二发酵原料包括糖稀5～8重量份、米糠 2～3重量份、豆饼2～3重量份、豆腐渣2～3重量份、麸皮0.8～2 重量份。进一步优选地，糖稀为5重量份，米糠为2重量份，豆饼、豆腐渣、麸皮分别为1重量份。

在第二发酵工序中，第一发酵液的添加量为5～15重量份，优选 6～10重量份，更优选7～8重量份。第二发酵工序的发酵时间可以为 20～50天，例如30～40天。根据本发明的方法，优选地，在第二发酵工序前10～15天的发酵温度为35～40℃，随后的发酵温度为20～ 30℃；前15～20天需要每天搅拌20～50分钟。在第二发酵工序前 10～15天的发酵温度为35～40℃，随后的发酵温度为10～40℃；前 15～20天需要每天搅拌10～50分钟。根据本发明的一个实施方式，在第二发酵工序前10～15天的发酵温度为35～38℃，随后的发酵温度为15～30℃；前15～20天需要每天搅拌20～30分钟。采用上述步骤，有利于发酵过程产生更多的有益菌。

本发明采用水将污泥稀释至合适范围，从而可以保证复合酵素对污泥发酵成功，进而使得复合酵素处理污泥，实现污泥的无害化、资源化处理。本发明将部分污泥进行固化处理，从而提高了污泥处理效率。

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CN103609985A公开的实施例1的方法制备水果酵素。

制备例1-复合酵素

(1)将各种树叶及水果、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠净选，糖稀用38℃温水稀释。按照表1配方称取原料进行配料。将38℃的水与水果酵素、树叶(杨树叶、松树叶、柳树叶、桃树叶、苹果叶、枇杷叶)、水果(梨、苹果、山楂、蓝莓、桔子、杏和荔枝)、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，得到第一发酵原料。将第一发酵原料在封闭的发酵罐中发酵30天左右，得到第一发酵液。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天需要每天打开发酵罐，搅拌30分钟左右，然后盖紧发酵罐。第一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。采用GB/T 13093-2006测定总菌数。第一发酵液中的总菌数为 3×10⁸～3×10⁹CFU/ml。采用GB4789.35-2016测定乳酸菌。采用 GB/T26428测定枯草芽孢杆菌等其他细菌数。第一发酵液中的乳酸菌为80％以上，放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽饱杆菌、酵母菌等其他益生菌占5～20％。

表1、发酵配方

(2)将米糠、豆饼、豆腐渣和麸皮净选，糖稀用38℃温水稀释。按照表2配方称取原料进行配料。将38℃的水与第一发酵液、糖稀、米糠、豆饼、豆腐渣和麸皮混合，曝气60分钟左右，得到第二发酵原料在封闭的发酵罐中发酵30天左右，得到第二发酵液。前 15天的发酵温度为38℃左右，随后的发酵温度为25℃左右；前20 天需要每天打开发酵罐，搅拌30分钟左右，然后盖紧发酵罐。经检测，第二发酵液中的总菌数为3×10⁵～3×10⁹CFU/ml，乳酸菌为 80wt％以上，放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽饱杆菌、酵母菌等其他益生菌占10～20％。

表2、发酵配方

名称	一次发酵液	糖稀	米糠	豆饼	豆腐渣	麸皮	水
								用量(kg)	10	8	2	2	2	1	75

制备例2-污水发酵产物

上述制备例1得到的第二发酵液直接作为复合酵素用于污水处理，经过沉淀得到清液和污泥浆。

实施例1

将体积比为1:6的第一污泥与地下水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液。将污泥浆液与制备例1得到的第二发酵液接触，第二发酵液的添加量为污泥浆液重量的1wt％。发酵培养获得清液和第二污泥。将第二污泥与固化剂(植物桔杆粉末、风化煤和粉煤灰的重量比为1:3:5)混合，第二污泥与固化剂的重量比例为1:1，从而将其固化。整个处理周期为3个月。

实施例2

将体积比为1:6的第一污泥与地下水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液。将污泥浆液与制备例2得到的污泥浆接触，污泥浆的添加量为污泥浆液重量的1wt％。发酵培养获得清液和第二污泥。将第二污泥与固化剂(植物秸秆粉末、风化煤和粉煤灰的重量比为1:3:5)混合，第二污泥与固化剂的重量比例为1:0.9，从而将其固化。整个处理周期为2个月。

对比例1

将体积比为1:2的第一污泥与地下水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液。将污泥浆液与制备例1得到的第二发酵液接触，第二发酵液的添加量为污泥浆液重量的1wt％。将混合物发酵，发现无法发酵成功。

对比例2

将体积比为1:15的第一污泥与地下水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液。将污泥浆液与制备例1得到的第二发酵液接触，第二发酵液的添加量为污泥浆液重量的1wt％。将混合物发酵，发现无法发酵成功。

对比例3

将体积比为1:2的第一污泥与地下水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液。将污泥浆液与制备例2得到的污泥浆接触，污泥浆的添加量为污泥浆液重量的1wt％。将混合物发酵，发现无法发酵成功。

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

1.一种污泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

污泥稀释步骤：将第一污泥与水混合，从而将第一污泥稀释为污泥浆液；其中，第一污泥与水的体积比为1:3～7；且所述的水选自污水或地下水；

污泥浆液处理步骤：将污泥浆液与含酵素的发酵物接触，并进行发酵培养，从而获得清液和第二污泥；所述含酵素的发酵物为复合酵素与污水的发酵产物中的污泥浆；

污泥固化步骤：将第二污泥固化；在污泥固化步骤中，将第二污泥与固化剂混合，从而使第二污泥固化；其中，所述固化剂包括植物秸秆粉末、风化煤和粉煤灰；植物秸秆粉末、风化煤和粉煤灰的重量比为1:1.1～3:3.5～6；第二污泥与固化剂的重量比为1:0.5～10。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含酵素的发酵物的添加量为污泥浆液重量的0.05～5wt％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括复合酵素制备步骤：在含有糖稀的第一发酵原料中利用植物酵素进行第一发酵工序，得到第一发酵液，然后在含有糖稀和麸皮的第二发酵原料中利用所述第一发酵液进行第二发酵工序，得到复合酵素，其中所述复合酵素中总菌数为3×10⁵～3×10⁹CFU/ml，乳酸菌占总菌数的80％以上，放线菌、光合菌、固氮菌、枯草芽饱杆菌和酵母菌占10～20％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在复合酵素制备步骤中，所述第一发酵原料包括3～8重量份水果、3～8重量份树叶、0.5～2重量份松籽、0.5～2重量份豆腐渣、0.5～2重量份豆饼、0.5～2重量份植物油渣、0.5～2重量份米糠和0.5～2重量份糖稀；所述第二发酵原料包括2～9重量份糖稀、1～5重量份米糠、1～5重量份豆饼、1～5重量份豆腐渣和0.5～5重量份麸皮；在第一发酵工序中，植物酵素的添加量为2～6重量份，发酵30～50天；在第二发酵工序中，第一发酵液的添加量为5～15重量份，发酵20～50天。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在第一发酵工序前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。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在第二发酵工序前10～15天的发酵温度为35～40℃，随后的发酵温度为20～30℃；前15～20天需要每天搅拌20～50分钟。