CN110563293B - 一种污泥处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥处理方法，包括如下步骤：(1)一次发酵：将含水量≥95％的污泥pH调至7.0‑7.5，添加一次发酵菌剂，28‑30℃搅拌发酵处理2‑3d；(2)二次发酵：调节污泥pH至5‑6.5，加入二次发酵菌剂，34‑37℃发酵处理2‑3d；(3)微波处理：将污泥于4‑6kW/L微波辐射下处理2‑3min；(4)压滤处理：使用隔膜压滤机对污泥进行压榨脱水，使污泥中含水量降至30％以下。本发明通过两次发酵处理，结合压滤、微波处理即可有效降低污泥中重金属含量、杀灭病原微生物、脱除臭味；进而提高后续污泥的可资源化利用效果。

Description

一种污泥处理方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，更具体的说是涉及一种污泥处理方法。
背景技术
污水处理过程中会产生大量的副产物污泥，污泥含水量高，并且含有大量有害重金属和病原微生物，释放强烈臭味，如果处理不当会对生态环境及人体健康造成严重危害。
污泥资源化利用是污泥处理的最佳途径，包括焚烧、制建材、堆肥等。无论选择何种途径进行污泥处理，均需先降低重金属含量、杀灭病原微生物、脱除臭味，以防止对后续利用造成影响。
使用微生物处理污泥是一种较为安全的方法，对后续资源化利用的影响较小。然而目前微生物处理污泥的机制尚未十分明确，不同微生物之间的相互作用可能会对处理效果造成显著影响；并且大多数研究仍处于实验室阶段，转化到大规模污泥的处理过程中效果会大打折扣。
因此，如何提供一种有效降低重金属含量、杀灭病原微生物、脱除臭味的污泥处理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种污泥处理方法，通过两次发酵处理，一次压滤处理，一次微波处理即可有效降低重金属含量、杀灭病原微生物、脱除臭味。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种污泥处理方法，包括如下步骤：
(1)一次发酵：将含水量≥95％的污泥pH调至7.0-7.5，添加一次发酵菌剂，28-30℃搅拌发酵处理2-3d；
(2)二次发酵：调节污泥pH至5-6.5，加入二次发酵菌剂，34-37℃发酵处理2-3d；
(3)微波处理：将污泥微波辐射处理2-3min；
(4)压滤处理：使用隔膜压滤机对污泥进行压榨脱水，使污泥中含水量降至30％以下。
两次发酵处理既可抑制病原微生物的繁殖，又可减少NH3、H2S等臭味气体的逸出，并且可转变污泥中重金属的存在形式，以利于后续重金属的去除。微波处理可杀灭微生物，并使胞内水分、离子态重金属溶出。压滤处理将大量水分榨出，大量重金属随水分去除，脱除的水分可用于重金属回收。
优选地，步骤(1)中一次发酵菌剂包括：活跃硝化杆菌、欧洲亚硝化单胞菌、反硝化无色杆菌、恶臭假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和灰色链霉菌；活跃硝化杆菌、欧洲亚硝化单胞菌、反硝化无色杆菌、恶臭假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和灰色链霉菌添加比例为(1-2):(1-2):(1-2):(1-2):(3-4):(3-4)。
活跃硝化杆菌、欧洲亚硝化单胞菌、反硝化无色杆菌、恶臭假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和灰色链霉菌以特定比例混合，共同繁殖，各菌间无明显抑制作用，并且发酵过程呈现良好的协同作用，有效抑制病原微生物，减少NH3、H2S等臭味气体的逸出，改变重金属稳定的存在形态。
优选地，一次发酵菌剂用量为2-3L/吨污泥；一次发酵菌剂中各菌浓度为6×1010-8×1010CFU/mL。
优选地，步骤(1)一次发酵过程中搅拌速度为10-30r/min。适当的搅拌速度有助于菌体的生长及代谢。
优选地，步骤(1)中使用氢氧化钠调节污泥pH至7.0-7.5；步骤(2)中使用硫酸调节污泥pH至5.0-6.5。pH的调节有助于菌体的生长及代谢，并且有利于重金属状态的转变。
优选地，步骤(2)中二次发酵菌剂包括：植物乳杆菌、酿酒酵母和嗜酸氧化亚铁硫杆菌；植物乳杆菌、酿酒酵母和嗜酸氧化亚铁硫杆菌添加比例为(1-2):(1-2):(4-6)。
二次发酵在一次发酵的基础上进一步抑制病原微生物，改变重金属稳定的存在形态。
优选地，二次发酵菌剂用量为1-2L/吨污泥；二次发酵菌剂中各菌浓度为6×1010-8×1010CFU/mL。
优选地，步骤(2)二次发酵过程中，每隔3-4h搅拌一次，保证发酵更加均匀、充分。
优选地，步骤(4)中压滤压力为1.8-2.0MPa。
优选地，步骤(4)处理后将滤饼粉碎至过100目筛，向污泥中加入粘土，污泥与粘土按(100-200):1重量比混合，得到污泥粉。
优选地，粘土为高岭土。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种污泥的处理方法，该方法有效降低重金属含量、杀灭病原微生物、脱除臭味，适用于大规模污泥处理，为后续污泥的可资源化利用提供保障。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种污泥处理方法，包括如下步骤：
1.一次发酵：
制备一次发酵菌剂：分别培养活跃硝化杆菌(ATCC14123)、欧洲亚硝化单胞菌(ATCC19718)、反硝化无色杆菌(CGMCC1.2679)、恶臭假单胞菌(CGMCC1.8829)、蜡状芽孢杆菌(ATCC 14579)和灰色链霉菌(CGMCC4.5718)，制成浓度约7×1010CFU/mL的菌液；将各菌菌液以活跃硝化杆菌：欧洲亚硝化单胞菌：反硝化无色杆菌：恶臭假单胞菌：蜡状芽孢杆菌：灰色链霉菌＝1:1:1:1:3:3的体积比混合。
使用30％的氢氧化钠将含水量99.8％的污泥pH调至7.2，每吨污泥按2.5L用量添加一次发酵菌剂，28℃、20r/min发酵3d。
2.二次发酵：
制备二次发酵菌剂：分别培养植物乳杆菌(CGMCC1.573)、酿酒酵母(安琪耐高温酿酒高活性干酵母，80000012-T)和嗜酸氧化亚铁硫杆菌(ATCC23270)，制成浓度约7×1010CFU/mL的菌液；将各菌菌液以植物乳杆菌：酿酒酵母：嗜酸氧化亚铁硫杆菌＝1:1:5体积比混合。
使用95％硫酸调节污泥pH至5.5，每吨污泥按1L用量加入二次发酵菌剂，35℃发酵处理3d，发酵过程中每隔4h搅拌一次，每次20r/min搅拌2min。
3.微波处理：
2450MHz、5kW微波辐射处理污泥150s。
4.压滤处理：
使用隔膜压滤机1.8MPa下对污泥进行压榨脱水，得到的污泥滤饼含水量为28.37％，可用于焚烧、堆肥、制建筑材料。
实施例2
1.一次发酵：
制备一次发酵菌剂：分别培养活跃硝化杆菌(ATCC14123)、欧洲亚硝化单胞菌(ATCC19718)、反硝化无色杆菌(CGMCC1.2679)、恶臭假单胞菌(CGMCC1.8829)、蜡状芽孢杆菌(ATCC 14579)和灰色链霉菌(CGMCC4.5718)，制成浓度约7×1010CFU/mL的菌液；将各菌菌液以活跃硝化杆菌：欧洲亚硝化单胞菌：反硝化无色杆菌：恶臭假单胞菌：蜡状芽孢杆菌：灰色链霉菌＝1:1:1:1:3:3的体积比混合。
使用30％的氢氧化钠将含水量98.4％的污泥pH调至7.2，每吨污泥按2.5L用量添加一次发酵菌剂，30℃、30r/min发酵2d。
2.二次发酵：
制备二次发酵菌剂：分别培养植物乳杆菌(CGMCC1.573)、酿酒酵母(安琪耐高温酿酒高活性干酵母，80000012-T)和嗜酸氧化亚铁硫杆菌(ATCC23270)，制成浓度约7×1010CFU/mL的菌液；将各菌菌液以植物乳杆菌：酿酒酵母：嗜酸氧化亚铁硫杆菌＝1:1:5体积比混合。
使用95％硫酸调节污泥pH至5.5，每吨污泥按1L用量加入二次发酵菌剂，37℃发酵处理2d，发酵过程中每隔3h搅拌一次，每次30r/min搅拌2min。
3.微波处理：
2450MHz、5kW微波辐射处理污泥120s。
4.压滤处理：
使用隔膜压滤机2.0MPa下对污泥进行压榨脱水，得到的污泥滤饼含水量为25.41％。
5.制得污泥粉：
将污泥滤饼粉碎至过100目筛，以污泥：高岭土＝150:1的重量比加入325目高岭土，混合均匀，得到污泥粉；该污泥粉可用于焚烧、堆肥、制建筑材料，也可直接废弃或填埋。
对比例1
在实施例1基础上未经过步骤1，直接进行二次发酵处理。
对比例2
在实施例1基础上未进行步骤2处理。
对比例3
在实施例1基础上未进行步骤3处理。
对比例4
在实施例1基础上使用市售生活污泥发酵菌剂(包含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉、短小芽孢杆菌、施氏假单胞菌、红球菌等)进行污泥发酵处理，每吨污泥添加市售生活污泥发酵菌剂100g，发酵3d后按照实施例1进行微波处理，后续步骤均同实施例1。
对比例5
未经任何处理的污泥。
按照实施例1处理污泥100kg，检测经步骤1、2处理后污泥逸出NH3及H2S含量，并以对比例1、2、4、5方法作对照。
使用大气采样仪采集NH3及H2S，分别采用酸碱中和法、碘滴定法测定NH3及H2S含量。实验结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002200973330000061
进一步地，使用原子荧光光谱法分别测定实施例1、对比例1-5压滤获得的滤饼中重金属含量，结果如表2所示。
表2
组别 Pb(mg/kg) Cd(mg/kg) As(mg/kg) Hg(mg/kg)
实施例1 68.6 2.1 24.9 0.6
对比例1 383.5 11.3 146.2 6.3
对比例2 147.2 6.6 76.7 4.5
对比例3 132.8 3.6 67.0 3.7
对比例4 309.3 7.2 106.8 4.2
对比例5 497.4 16.8 183.2 7.7
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种污泥处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)一次发酵：将含水量≥95％的污泥pH调至7.0-7.5，添加一次发酵菌剂，28-30℃搅拌发酵处理2-3d；
一次发酵菌剂包括：活跃硝化杆菌、欧洲亚硝化单胞菌、反硝化无色杆菌、恶臭假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和灰色链霉菌；
制备一次发酵菌剂时分别培养活跃硝化杆菌、欧洲亚硝化单胞菌、反硝化无色杆菌、恶臭假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和灰色链霉菌，制成浓度7×1010CFU/mL的菌液；将各菌菌液以活跃硝化杆菌：欧洲亚硝化单胞菌：反硝化无色杆菌：恶臭假单胞菌：蜡状芽孢杆菌：灰色链霉菌＝1:1:1:1:3:3的体积比混合；
所述一次发酵菌剂用量为2-3L/吨污泥；
(2)二次发酵：调节污泥pH至5-6.5，加入二次发酵菌剂，34-37℃发酵处理2-3d；
二次发酵菌剂包括：植物乳杆菌、酿酒酵母和嗜酸氧化亚铁硫杆菌；
制备二次发酵菌剂时分别培养植物乳杆菌、酿酒酵母和嗜酸氧化亚铁硫杆菌，制成浓度7×1010CFU/mL的菌液；将各菌菌液以植物乳杆菌：酿酒酵母：嗜酸氧化亚铁硫杆菌＝1:1:5体积比混合；
所述二次发酵菌剂用量为1-2L/吨污泥；
(3)微波处理：将污泥微波辐射处理2-3min；
(4)压滤处理：使用隔膜压滤机对污泥进行压榨脱水，使污泥中含水量降至30％以下。
2.根据权利要求1所述的一种污泥处理方法，其特征在于，
所述步骤(1)一次发酵过程中搅拌速度为10-30r/min。
3.根据权利要求1所述的一种污泥处理方法，其特征在于，
所述步骤(1)中使用氢氧化钠调节污泥pH至7.0-7.5；
所述步骤(2)中使用硫酸调节污泥pH至5.0-6.5。
4.根据权利要求1所述的一种污泥处理方法，其特征在于，
所述步骤(2)二次发酵过程中，每隔3-4h搅拌一次。
5.根据权利要求1所述的一种污泥处理方法，其特征在于，
所述步骤(4)中压滤压力为1.8-2.0MPa。
6.根据权利要求1所述的一种污泥处理方法，其特征在于，所述步骤(4)处理后将污泥粉碎至过100目筛，向污泥中加入粘土，所述污泥与粘土按(100-200):1重量比混合，得到污泥粉。
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