CN109368960A - 一种适用于污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺 - Google Patents

一种适用于污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种适用于污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺——Mico+C污泥深度脱水技术。通过与一定化学药剂的配合，不仅固化住污泥中的重金属，分解掉难以降解的有机物，达到资源再利用标准，同时该调质后的污泥通过压滤设备后可以将水分降到50％以下，彻底解决长期困扰的污泥无害化与资源化问题。

Description

一种适用于污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方 及其工艺
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种适用于污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺——Mico+C污泥深度脱水技术
背景技术
污泥是污水处理过程中的副产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥具有双面性：一方面污泥中含有氮磷等营养物质和大量有机质，使其具备了制造肥料和作为燃料的基本条件；另一方面污泥中又含有大量病原菌，寄生虫和生物难降解物质以及较多的重金属离子和有毒有害物质。
污泥的成分非常复杂，是由多种微生物形成的菌胶团和被其吸附的有机物、无机物组成的集合体，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机质、重金属、寄生虫(卵)、致病菌和病毒等有毒有害物质，且伴有恶臭。如果污泥处理不当，则会存在以下隐患：污泥中寄生虫(卵)、致病菌可能会导致流行性传染病；污泥中重金属通过食物链富集，污染土地和食物链，造成耕地不可逆退化和食物链高端消费者中毒或死亡；污泥中有机物易腐败，腐败后产生的气体会污染大气环境，渗滤液污染水环境；脱水污泥含水率高达80％左右，体积庞大，从而运输困难、成本高。因此，污泥的无害化和资源化是当前中国环保面临的严重问题，现有的技术出现两个瓶颈，一是高压脱水，含水率难以逾越60％的大关，二是因为重金属污染，污泥无法实现资源化。本发明可以运用功能微生物的特殊作用，通过与一定化学药剂的配合，不仅固化住污泥中的重金属，分解掉难以降解的有机物，达到资源再利用标准，同时该调质后的污泥通过压滤设备后可以将水分降到50％以下，彻底解决长期困扰的污泥无害化与资源化问题。
发明内容
本发明提供一种污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺——Mico+C污泥深度脱水技术，所述药剂配方组成及其实施工艺的具体步骤如下：
(1)食酸戴尔福特菌剂(含菌量：5×1010CFU/mL)占处置污泥千分之1
FeSO4＝干基(g)*5％*4.97
H2O2＝干基重量*1.0mL/g
CaO＝干基(g)*7％
H2SO4：pH调节剂，根据pH值要求添加
(2)在原污泥中，按千分之1投入食酸戴尔福特菌(Delftia acidovorans)QY-C1菌种曝气1小时；
(3)加入H2SO4溶液调节初始pH值到3，快速搅拌30s；
(4)加入FeSO4溶液，快速搅拌60s；
(5)加入H2O2，慢速搅拌0-120min(Fenton反应时间)，投加骨架构建体，慢速搅拌2min。完毕后测pH，pH如果不在5以上；
(6)还要适当加点CaO调pH至5以上，整个调理流程结束；
(7)上板框压滤机，所压滤的泥饼含水率低于50％，重金属被固化，污泥的粪大肠菌群值﹤0.01，蠕虫卵死亡率﹥95％，消灭了传染性病原菌。
所用的食酸戴尔福特菌(Delftia acidovorans)QY-C1,2015年3月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，该中心位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏号为CGMCC No.10634。
所用菌株食酸戴尔福特菌(Delftia acidovorans)QY-C1是由如下方法分离得到的：
(1)选取糖厂废水池底泥1000g放置于4℃冰箱中保存备用；
(2)向开口玻璃瓶中加入500～600mL基础培养基，在转速为100r/min的条件下搅拌40～50min后加入步骤(1)中的底泥250g；
(3)然后置于温度为25～30℃的环境中在转速为100r/min的条件下搅拌富集驯化培养10d，在培养期间定期向玻璃瓶中加入基础培养基以维持玻璃瓶中泥浆系统的水土比例保持不变；其中基础培养基的组成为：NH4Cl:1.9g·L-1，KH2PO4:1.9g·L-1，MgCl2:0.27g·L-1， CaCl2·2H2O:0.13g·L-1；
(4)向体积为100～200mL的锥形瓶中加入20mL浓度为5g/L的麦芽糖溶液；
(5)向步骤(4)中的锥形瓶中入50mL基础培养基、0.5mL微量金属液和0.1mL 维生素c溶液；其中微量金属液的组成为：CoCl2·6H2O:33mg·L-1，CuCl2:0.26mg·L-1，H3BO3:4.0mg·L-1，MnCl2·4H2O:22mg·L-1，Na2MoO4·2H2O:2.0mg·L-1，NiCl2·2H2O:3.0mg·L-1，ZnCl2: 2.7mg·L-1；
(6)向步骤(5)中的锥形瓶内接入步骤(3)驯化的底泥0.35g，然后置于温度为25～30℃转速为100r/min的振荡器中培养2～3天，每天打开瓶口一次以恢复锥形瓶内的溶解氧；按接种体积比为200～250:1的比例转入另一按步骤(4)至(5)处理后的锥形瓶内，当转接次数大于4之后即可获得菌群溶液；
(7)向体积为500mL的锥形瓶内加入400mL基础培养基、1.0mL微量金属液、 0.1mL质量浓度为1g/L的维生素c溶液，摇匀后作为液体培养基备用；
(8)向体积为150mL的锥形瓶内加入50mL按步骤(7)配制的液体培养基和 0.60g琼脂，然后在温度为121℃的高压锅中灭菌20分钟，在室温下冷却至65～70℃时，在超净工作台中将其倒入体积为160mL的培养皿中，为除去培养基表面多余的水分将该培养皿在超净工作台中放置2天；
(9)在超净工作台中向步骤(8)中的培养皿中加入0.5mL浓度为5g/L的麦芽糖溶液，来回倾斜转动培养皿使麦芽糖溶液均匀分布；
(10)向体积为25mL的锥形瓶内加入10mL按步骤(7)配制的液体培养基和 0.25g琼脂，在温度为121℃的高压锅中灭菌20分钟，在超净工作台中冷却至38～40℃；
(11)在超净工作台中向步骤(10)的锥形瓶中加入1mL步骤(6)得到的菌群溶液，摇匀后吸取1mL慢慢加入步骤(9)中的培养皿中，来回倾斜转动培养皿使接种有混合菌群的培养基溶液均匀分布；将培养皿放入温度为25℃的培养箱中培养观察，10～15天后便可发现有明显的菌落出现；
(12)在超净工作台中挑取步骤(11)培养皿中的菌落，进行重复分离，分离纯化3个周期以上即可得到纯菌种。
本发明的有益效果是，经过调质后污泥所压滤的泥饼含水率低于50％(我们推荐板框压滤机，带式压滤机效果稍差)，重金属被固化，污泥的粪大肠菌群值﹤0.01，蠕虫卵死亡率﹥95％，消灭了传染性病原菌。脱水后的污泥不仅实现无害化并且可以进行资源化，可以省去传统的PAM药剂费用，投资少且占地面积小，能耗低、综合运营费用低，填补了这一领域国内空白。
附图说明
附图1是一种污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的工艺示意图。
具体实施方式
下面结合实例进一步说明本发明。
实验仪器：玻璃棒、玻璃皿、pH剂、水分快速测定仪、搅拌装置、电子天平、真空抽滤装置、滤纸
从污水厂污泥浓缩池取得污泥后，进行沉淀(使其含水率在95％左右)，用干燥的玻璃皿取沉淀后均匀的污泥约2g，在水分快速测定仪上测其含水率；
加入千分之1食酸戴尔福特菌剂(含菌量：5×1010CFU/mL)微曝气1小时
根据含水率，计算所需要的Fe FeSO4、H2O2、CaO的量，这里的计算公式如下：一般按照5％、3％、7％干基重的比例来计算
FeSO4＝干基(g)*5％*4.97
H2O2＝干基重量*1.0mL/g
CaO＝干基(g)*7％
H2SO4：ph调节剂，根据ph值要求添加
取300ml与500mL烧杯中，用浓硫酸调节pH为3左右，记录硫酸的量，然后用搅拌器进行快速搅拌，大概60s后，加入用电子天平称好的Fe2+，搅拌5min(待亚铁完全溶解)，加入双氧水，慢速搅拌反应30min后，加入CaO，搅拌5min，反应结束。
用100ml的量筒取100mL反应后的液体，用抽滤装置进行抽滤，抽滤步骤为：首先将滤纸放入抽滤瓶，用水湿润，将100mL的液体倒入抽滤装置中，将压力调至0.5Mpa时，计时开始，当真空表压力突然下降时，真空被破坏，计时结束，通常我们以1-2min抽滤完认为可以上大机。
机器推荐往复式液压板框压滤机，往复式液压泵将筒的污泥送进板框机，板框机除了起过滤作用外，机上还有一台泵，主要是控制板框之间的距离。
调理：首先测污泥含水率，一般进料污泥控制95％然后按照千分之一加入微生物曝气1小时(微曝气)，然后按照干基计算所需的进料量，按照小试做出来的结果，算出所需要各种试剂的药量，将pH调至3左右，按照小试进行加药，控制反应时间。调理完毕后测 pH，pH如果不在5以上，还要适当加点CaO调pH至5以上，这样出水就可以控制在6-9。
做好上机准备后，就开始开机，记录进料时间压滤时间，要正确操作机器，以免发生事故。
上机完毕，泄压，取泥，用快速测定仪测量泥饼含水率，记录数据。清洗机器。
经过调质后污泥所压滤的泥饼含水率低于50％，重金属被固化，污泥的粪大肠菌群值﹤0.01，蠕虫卵死亡率﹥95％，消灭了传染性病原菌。脱水后的污泥不仅实现无害化并且可以进行资源化。

Claims (2)

1.一种污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺——Mico+C污泥深度脱水技术，所述药剂配方组成及其实施工艺的具体步骤如下：
(1)食酸戴尔福特菌剂(含菌量：5×1010CFU/mL)占处置污泥千分之1
FeSO4＝干基(g)*5％*4.97
H2O2＝干基重量*1.0mL/g
CaO＝干基(g)*7％
H2SO4：pH调节剂，根据pH值要求添加
(2)在原污泥中，按千分之1投入食酸戴尔福特菌(Delftia acidovorans)QY-C1菌种曝气1小时，
(3)加入H2SO4溶液调节初始pH值到3。快速搅拌30s，
(4)加入FeSO4溶液，快速搅拌60s，
(5)加入H2O2，慢速搅拌0-120min(Fenton反应时间)，投加骨架构建体，慢速搅拌2min。完毕后测pH，pH如果不在5以上，
(6)还要适当加点CaO调pH至5以上，整个调理流程结束；
(7)上板框压滤机，所压滤的泥饼含水率低于50％，重金属被固化，污泥的粪大肠菌群值﹤0.01，蠕虫卵死亡率﹥95％，消灭了传染性病原菌。
2.根据权利要求1所述一种污泥脱水与重金属固化的复合微生物药剂的配方及其工艺——Mico+C污泥深度脱水技术，所述药剂的配方及其工艺中应用的食酸戴尔福特菌(Delftia acidovorans)QY-C1,2015年3月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，该中心位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏号为CGMCC No.10634。
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