CN109251074A - 一种生物技术发酵处理污泥及其发酵方法 - Google Patents

一种生物技术发酵处理污泥及其发酵方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，特别是一种生物技术发酵处理污泥及其发酵方法。包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂。本发明使用复合生物酶、污泥发酵剂联合对污泥进行发酵处理，相比于传统不发酵或只用菌剂发酵的方法，污泥快速升温至70℃，将蛔虫卵、大肠杆菌等有害物质全部杀死，有机物分解更加彻底，利用复合生物酶和菌剂的联合作用有效降低重金属离子，同时高效保留了污泥中的有效组分，去除或转化无用成分，无异味，不但有机质含量高，而且还在二次发酵中补充了大量的有益菌，大大提高了污泥的肥效。

Description

一种生物技术发酵处理污泥及其发酵方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，特别是一种生物技术发酵处理污泥及其发酵方法。
背景技术
污泥是污水处理厂和污水处理的必然产物。产生的污泥量约占污水总处理量的0.3～0.5％。污泥成分复杂，含有病原微生物、寄生虫卵及重金属等，未经恰当处理的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。
目前，很多污水厂采用浓缩、脱水、干燥等方法对污泥进行处理，但由于污水处理厂处理污水时使用大量的厌氧菌进行分解、沉淀，以及污泥本身富营养化的物理性状，使污泥中的微生物产生大量多糖、蛋白质等物质包裹着泥巴，形成了一层蛋白质糖化粘膜，导致用物理方法处理后的污泥仍封存着大量水份，一般含水量在80％左右，并且用物理方法也没有解决污泥的重金属、病菌等问题，故不能直接利用污泥进行还田或其他使用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足提供一种利用污泥发酵剂、复合生物酶与复合菌剂无害化处理污泥，通过降低污泥含水量、重金属和其他有害物质的生物技术发酵处理污泥及其发酵方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种生物技术发酵处理污泥，包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂，所述复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶按重量比4:2:3:1组成；所述污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌按重量比1:1:1:1:1组成。
还包括分散剂、沸石粉和复合菌剂，所述分散剂由作物秸秆、米糠、麦麸、淀粉、稻壳粉的一种或几种组合；所述复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌按重量比2:3:3:2组成。
所述分散剂的粒径为3-5cm。
一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，包括如下步骤：
A、堆垛处理
在污泥中添加污泥重量30-50％的分散剂和5-8％的沸石粉混合均匀，将污泥混合物堆成高度1-3米、宽度1.5-3米、长度30-80米的条垛；
B、一次发酵准备
污泥混合物中添加重量0.1-0.3‰复合生物酶和0.5-1％污泥发酵剂，污泥混合物翻搅均匀并覆盖防水布；
C、一次发酵
发酵温度升温至55-70℃，条垛超过70℃进行翻混降温，控制pH值在6.5-8.0，发酵7-10天污泥混合物含水量率30-50％；
D、二次发酵准备
一次发酵污泥混合物中添加重量15-20％腐殖酸、5-10％豆饼粉、5-10％凹凸棒、1.5-2.0％硫酸铵、2.2-2.8％过磷酸钙、0.8-1.2％硫酸钾、1-3％复合菌剂和0.1-0.3‰复合生物酶；
E、二次发酵
堆垛进行二次发酵，发酵温度升温至35-50℃，控制pH值在6.5-8.0，发酵30-50天，污泥混合物含水量率≤30％。
所述步骤B中添加5-10％尿素，调节混合物的C/N比为22-30。
本发明的有益效果为：
本发明使用复合生物酶、污泥发酵剂联合对污泥进行发酵处理，相比于传统不发酵或只用菌剂发酵的方法，污泥升温快速，有机物分解更加彻底，高温升至70℃在高温状态下，蛔虫卵、大肠杆菌等有害物质通过发酵全部杀死，同时高效保留了污泥中的有效组分，去除或转化无用成分，无异味，不但有机质含量高，而且还在二次发酵中补充了大量的有益菌，大大提高了污泥的肥效，相比于传统技术处理的污泥，肥效可提高50％以上。
本发明使用的复合生物酶，对蛋白质糖化粘膜和重金属具有特定功能，利用复合生物酶高效的分解特性，可破除污泥表面形成的蛋白质糖化粘膜，加速了污泥内的水分蒸发，同时复合生物酶吸收有机物和重金属时无需借助扩散和渗透等特殊方法，当酶遇到重金属时，重金属与底物竞争，重金属同时进入，与底物结合形成“酶-重金属-底物”的络合物，通过对重金属砷、镉、铅、铬、汞等的淋洗、解吸、去除，提高重金属的去除效果，达到NY525-2012有机肥料或NY 884-2012生物有机肥规定的含量范围内。
本发明通过两次发酵，并采用对重金属具有特殊钝化、吸附的微生物和生物酶，基本上可将重金属控制在安全可排放范围，二次发酵过程中添加腐殖酸、豆饼粉、凹凸棒、硫酸铵、过磷酸钙、硫酸钾等营养成分，通过生物发酵后制得利用污泥作为原料的高品质生物肥料。本发明处理成本较低，利用本发明生产的生物肥料成本为660元/吨，可代替市场上常见的价格在1200-3000元/吨的生物有机肥，可促进农作物增产5-15％，操作简便，可大规模无害化处理污泥，达到就地还田或工厂加工有机肥的目的。
具体实施方式
一种生物技术发酵处理污泥，包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂，所述复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶按重量比4:2:3:1组成；所述污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌按重量比1:1:1:1:1组成。
还包括分散剂、沸石粉和复合菌剂，所述分散剂由作物秸秆、米糠、麦麸、淀粉、稻壳粉的一种或几种组合；所述复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌按重量比2:3:3:2组成。
所述分散剂的粒径为3-5cm。
一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，包括如下步骤：
A、堆垛处理
在污泥中添加污泥重量30-50％的分散剂和5-8％的沸石粉混合均匀，将污泥混合物堆成高度1-3米、宽度1.5-3米、长度30-80米的条垛；
B、一次发酵准备
污泥混合物中添加重量0.1-0.3‰复合生物酶和0.5-1％污泥发酵剂，污泥混合物翻搅均匀并覆盖防水布；
C、一次发酵
发酵温度升温至55-70℃，条垛超过70℃进行翻混降温，控制pH值在6.5-8.0，发酵7-10天污泥混合物含水量率30-50％；
D、二次发酵准备
一次发酵污泥混合物中添加重量15-20％腐殖酸、5-10％豆饼粉、5-10％凹凸棒、1.5-2.0％硫酸铵、2.2-2.8％过磷酸钙、0.8-1.2％硫酸钾、1-3％复合菌剂和0.1-0.3‰复合生物酶；
E、二次发酵
堆垛进行二次发酵，发酵温度升温至35-50℃，控制pH值在6.5-8.0，发酵30-50天，污泥混合物含水量率≤30％。
所述步骤B中添加5-10％尿素，调节混合物的C/N比为22-30。
实施例1
一种生物技术发酵处理污泥，包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂，所述复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶按重量比4:2:3:1组成；所述污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌按重量比1:1:1:1:1组成。还包括分散剂、沸石粉和复合菌剂，所述分散剂为作物秸秆；所述复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌按重量比2:3:3:2组成。所述分散剂的粒径3-5cm。
一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，包括如下步骤：
A、堆垛处理
在污泥中添加污泥重量30％的分散剂和5％的沸石粉混合均匀，将污泥混合物堆成高度1米、宽度1.5米、长度30米条垛；
B、一次发酵准备
污泥混合物中添加重量0.1‰复合生物酶和5％污泥发酵剂，污泥混合物翻搅均匀并覆盖防水布；
C、一次发酵
发酵温度升温至55-70℃，条垛超过70℃进行翻混降温，控制pH值在6.5-8.0，发酵7-10天污泥混合物含水量率30-50％；
D、二次发酵准备
一次发酵污泥混合物中添加重量15％腐殖酸、5％豆饼粉、5％凹凸棒、1.5％硫酸铵、2.2％过磷酸钙、0.8％硫酸钾、1％复合菌剂和0.1‰复合生物酶；
E、二次发酵
堆垛进行二次发酵，发酵温度升温至35-50℃，控制pH值在6.5-8.0，发酵30-50天污泥混合物含水量率≤30％。
实施例2
一种生物技术发酵处理污泥，包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂，所述复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶按重量比4:2:3:1组成；所述污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌按重量比1:1:1:1:1组成。还包括分散剂、沸石粉和复合菌剂，所述分散剂由作物秸秆、米糠、麦麸、淀粉、稻壳粉组合；所述复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌按重量比2:3:3:2组成。所述分散剂的粒径3-5cm。
一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，包括如下步骤：
A、堆垛处理
在污泥中添加污泥重量50％的分散剂和8％的沸石粉混合均匀，将污泥混合物堆成高度3米、宽度3米、长度80米条垛；
B、一次发酵准备
污泥混合物中添加重量0.3‰复合生物酶和10％污泥发酵剂，污泥混合物翻搅均匀并覆盖防水布；
C、一次发酵
发酵温度升温至55-70℃，条垛超过70℃进行翻混降温，控制pH值在6.5-8.0，发酵7-10天污泥混合物含水量率30-50％；
D、二次发酵准备
一次发酵污泥混合物中添加重量20％腐殖酸、10％豆饼粉、10％凹凸棒、2.0％硫酸铵、2.8％过磷酸钙、1.2％硫酸钾、3％复合菌剂和0.3‰复合生物酶；
E、二次发酵
堆垛进行二次发酵，发酵温度升温至35-50℃，控制pH值在6.5-8.0，发酵30-50天污泥混合物含水量率≤30％。
实施例3
一种生物技术发酵处理污泥，包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂，所述复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶按重量比4:2:3:1组成；所述污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌按重量比1:1:1:1:1组成。还包括分散剂、沸石粉和复合菌剂，所述分散剂由作物秸秆、麦麸、淀粉组合；所述复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌按重量比2:3:3:2组成。所述分散剂的粒径3-5cm。
一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，包括如下步骤：
A、堆垛处理
在污泥中添加污泥重量40％的分散剂和6％的沸石粉混合均匀，将污泥混合物堆成高度2米、宽度2米、长度50米条垛；
B、一次发酵准备
污泥混合物中添加重量0.2‰复合生物酶和8％污泥发酵剂，污泥混合物翻搅均匀并覆盖防水布，所述步骤B中添加5-10％尿素，调节混合物的C/N比为22-30；
C、一次发酵
发酵温度升温至55-70℃，条垛超过70℃进行翻混降温，控制pH值在6.5-8.0，发酵7-10天污泥混合物含水量率30-50％；
D、二次发酵准备
一次发酵污泥混合物中添加重量18％腐殖酸、8％豆饼粉、8％凹凸棒、1.8％硫酸铵、2.5％过磷酸钙、1％硫酸钾、2％复合菌剂和0.2‰复合生物酶；
E、二次发酵
堆垛进行二次发酵，发酵温度升温至35-50℃，控制pH值在6.5-8.0，发酵30-50天污泥混合物含水量率≤30％。
复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶组成，四种酶均为市场采购。污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌组成，其中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌均为市场采购。酵母融合菌取自中国普通微生物菌种保持中心，保藏编号为CGMCC——NO.10263。复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌组成，皆由市场采购。

Claims (5)

1.一种生物技术发酵处理污泥，其特征在于包括污泥和添加剂，添加剂包括复合生物酶和污泥发酵剂，所述复合生物酶由α淀粉酶、脲酶、酸性蛋白酶和过氧化物酶按重量比4:2:3:1组成；所述污泥发酵剂由枯草芽孢杆菌、酵母融合菌、黑曲霉、鱼腥藻和高温放线菌按重量比1:1:1:1:1组成。
2.根据权利要求1所述的一种生物技术发酵处理污泥，其特征在于还包括分散剂、沸石粉和复合菌剂，所述分散剂由作物秸秆、米糠、麦麸、淀粉、稻壳粉的一种或几种组合；所述复合菌剂由原褐固氮菌、多粘类芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、胶冻样芽孢杆菌按重量比2:3:3:2组成。
3.根据权利要求2所述的一种生物技术发酵处理污泥，其特征在于所述分散剂的粒径为3-5cm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，其特征在于包括如下步骤：
A、堆垛处理
在污泥中添加污泥重量30-50％的分散剂和5-8％的沸石粉混合均匀，将污泥混合物堆成高度1-3米、宽度1.5-3米、长度30-80米的条垛；
B、一次发酵准备
污泥混合物中添加重量0.1-0.3‰复合生物酶和0.5-1％污泥发酵剂，污泥混合物翻搅均匀并覆盖防水布；
C、一次发酵
发酵温度升温至55-70℃，条垛超过70℃进行翻混降温，控制pH值在6.5-8.0，发酵7-10天污泥混合物含水量率30-50％；
D、二次发酵准备
一次发酵污泥混合物中添加重量15-20％腐殖酸、5-10％豆饼粉、5-10％凹凸棒、1.5-2.0％硫酸铵、2.2-2.8％过磷酸钙、0.8-1.2％硫酸钾、1-3％复合菌剂和0.1-0.3‰复合生物酶；
E、二次发酵
堆垛进行二次发酵，发酵温度升温至35-50℃，控制pH值在6.5-8.0，发酵30-50天，污泥混合物含水量率≤30％。
5.根据权利要求4所述的一种生物技术发酵处理污泥的发酵方法，其特征在于所述步骤B中添加5-10％尿素，调节混合物的C/N比为22-30。
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