CN112607988B - 一种降低污泥含水率的生物调节剂及其应用 - Google Patents

一种降低污泥含水率的生物调节剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种降低污泥含水率的生物调节剂及其应用，属于污泥处理技术领域，包括聚合氯化铝和复合微生物絮凝剂；所述复合微生物絮凝剂是由复合微生物发酵得到；所述复合微生物包含甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉。本发明使用了对污泥降解具有优势的菌种，强化其降解能力，促进微生物利用污泥中的营养物质来生长而达到降解效果；利用化学絮凝剂和复合微生物絮凝剂共同作用，降低絮凝剂的总用量，且无毒害，强化酶促反应，最终实现污泥减量化。

Description

一种降低污泥含水率的生物调节剂及其应用
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体是一种降低污泥含水率的生物调节剂及其应用。
背景技术
市政污水处理过程中产生大量污泥，这些污泥的处理处置问题日益严峻。市政污水的处理所产生的污泥具有较高的含水量,一般在95％以上。由于水分与污泥颗粒结合的特性，污泥处理中，采用单一的机械方法脱除具有一定的限制，处理后的污泥含水率一般在80-85％，含水率仍然较高，且具有流体性质，其处置难度和成本仍然较高，因此有必要进一步降低含水量。
公布号为CN111875231A的中国发明专利公开了一种复合污泥深度脱水药剂及其制备方法和使用方法，公布了改性剂粉体，其组分包含硫酸镁、氯化镁、硫酸铝等12种化学试剂，将其加入污泥中并结合高压深度脱水设备，能够减低15％以上的含水率。虽然能够降低一部分含水量，但是改性剂成分复杂，脱出的水分中含有大量的硫酸根，需要进行二次回收，增加了生产成本，处理不当容易被硫酸盐生物转化为硫化氢或二氧化硫，带来环境污染风险。
公布号为CN108706848A的中国发明专利公开一种生物调理改善污泥脱水性能的方法，在不增加脱水污泥处置环境风险的前提下，利用复合生物菌群的作用降低污泥胞外聚合物的含量及污泥粘度并加速污泥的内源消化，使污泥经过板框压滤后污泥含水率降低到60％以下。虽然更为环保，但是接种物和营养物质加入量为污泥的10％左右，成本较高，难以广泛使用。
因此，现需研究一种成本低、效率高、使用安全的降低污泥含水率的生物调节剂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种降低污泥含水率的生物调节剂及其应用，使用了对污泥降解具有优势的菌种，强化其降解能力，促进微生物利用污泥中的营养物质来生长而达到降解效果；利用化学絮凝剂和复合微生物絮凝剂共同作用，降低絮凝剂的总用量，且无毒害，强化酶促反应，最终实现污泥减量化。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种降低污泥含水率的生物调节剂，是由如下重量份的原料混合得到：1～5份聚合氯化铝、2～6份复合微生物絮凝剂；所述复合微生物絮凝剂是由复合微生物发酵得到；所述复合微生物包含甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉。
进一步地，所述生物调节剂还包括1～2份十四烷基二甲基苄基氯化铵、1～2份十一烷基咪唑啉。使用的十四烷基二甲基苄基氯化铵具有良好的絮凝性、稳定性，十一烷基咪唑啉具有良好的乳化性和絮凝作用，且两者均安全易降解，具有电荷密度高特性，能够与其它组分联合提高絮凝效果，进一步降低污泥含水率，缩减了处理成本。
进一步地，所述复合微生物中甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉的质量比为1～3:1～2:1。
进一步地，所述复合微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉放于培养基a中，于温度35±3℃环境内培育36～48h，然后将优势菌落以市政污泥为培养基进行扩大培育，培育条件为温度35±3℃，培育时间为24～30h；
(2)再将扩大培养后的菌落放入培养基a中，控制温度35±3℃，再次培育30～35h，即可作为复合微生物絮凝剂。
进一步地，所述培养基a的组分为：0.5～1.5份市政污泥、0.8～1.2份NaH2PO4、0.4～0.6份KH2PO4、0.1～0.3份MgSO4·7H2O，调节pH为8～10后用双蒸水补足至1000份。
进一步地，所述市政污泥按照重量份经过如下预处理：取20份经去除杂质后的市政污泥，并将其用蒸馏水洗净，再向其中加入1～2份甘蔗渣、2～3份棉籽壳、1～2份酒糟渣、3～6份大豆粕，并搅拌均匀，调节pH为8～10，再将上述混合物放于超声波环境中处理10±2min，然后静置3～5天即可。
进一步地，所述超声波处理是在频率为40±5kHz。
本发明提供所述降低污泥含水率的生物调节剂的应用，先按照重量份取聚合氯化铝、复合微生物絮凝剂混合均匀即为生物调节剂，再生物调节剂向污泥堆积池内按照15±2g/kg的量投入，搅拌均匀后静置25-30min，然后送入压滤机中脱水即可。
本发明使用的原料聚合氯化铝、NaH2PO4、KH2PO4、MgSO4·7H2O、甘蔗渣、棉籽壳、酒糟渣、大豆粕购自化工或农业原料公司，使用菌剂甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉等购自微生物菌种公司。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明生物调节剂是利用化学絮凝剂和复合微生物絮凝剂共同作用，能够降低絮凝剂的总用量，且无毒害，强化酶促反应，较于单独使用效果更好，最终实现污泥减量化目的，经过本发明生物调节剂处理后，能够将含水量90％左右的污泥降低至含水量55％以下，实现了高效减水的目的。
2.本发明采用的聚合氯化铝对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，并可强力去除微有毒物及重金属离子，配合由甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉复合发酵得到的复合微生物絮凝剂，有效增强了减水效果，本申请使用的甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉，对污泥中有机质成分有良好的分解效果，并且能够产生蛋白酶、角蛋白酶、脂肪酶、多糖等，对污泥中原有的物质中形成胶体的以及包裹部分有机物质不能被释放的微生物细胞的细胞壁或细胞膜进行破碎，释放细胞内的基质和水分，从而进一步减少污泥的含水量。
3.本发明在制备复合微生物絮凝剂时，分别利用两种不同培养基进行培养，其中扩大培育使用的培养基包含市政污泥、甘蔗渣、棉籽壳、酒糟渣、大豆粕，充分混合后，提高复合微生物絮凝剂在污泥环境中的适应性，并能提供大量的有机营养成分，不仅原料便宜易得，还节约了成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
制备生物调节剂
所述生物调节剂包括如下重量份的原料：5份聚合氯化铝、2份复合微生物絮凝剂；按照重量份取聚合氯化铝、复合微生物絮凝剂混合均匀即为生物调节剂；
所述复合微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将质量比为1:1:1的甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉放于培养基a(0.5份市政污泥、0.8份NaH2PO4、0.4份KH2PO4、0.1份MgSO4·7H2O，调节pH为8后用双蒸水补足至1000份)中，于温度38℃环境内培育36h，然后将优势菌落以市政污泥为培养基进行扩大培育，培育条件为温度38℃，培育时间为30h；
所述市政污泥按照重量份经过如下预处理：取20份经去除杂质后的市政污泥，并将其用蒸馏水洗净，再向其中加入1份甘蔗渣、2份棉籽壳、1份酒糟渣、3份大豆粕，并搅拌均匀，调节pH为8，再将上述混合物放于频率为45kHz的超声波环境中处理12min，然后静置3天即可；
(2)再将扩大培养后的菌落放入培养基a中，控制温度38℃，再次培育30h，即可作为复合微生物絮凝剂。
实施例2
应用生物调节剂降低污泥含水率
取南宁市江南污水处理厂污泥堆积池中的污泥，进行含水量检测，结果为87.5％。
取实施例1制备得到的生物调节剂，将生物调节剂向污泥堆积池内按照13.0g/kg的量投入，搅拌均匀后静置25min，然后送入压滤机中脱水即可；所述压滤机参数为：进泥时间3小时，最高进泥压力0.7MPa，压榨压力1.2MPa，压榨时间1分钟。
脱水完成后，对所制得泥饼含水率进行检测，结果表明所制得的泥饼含水率为56.1％。
实施例3
制备生物调节剂
所述生物调节剂包括如下重量份的原料：1份聚合氯化铝、6份复合微生物絮凝剂、1份十四烷基二甲基苄基氯化铵、1份十一烷基咪唑啉；上述原料按照重量份混合均匀即为生物调节剂；
所述复合微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将质量比为3:2:1的甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉放于培养基a(1.5份市政污泥、1.2份NaH2PO4、0.6份KH2PO4、0.3份MgSO4·7H2O，调节pH为10后用双蒸水补足至1000份)中，于温度32℃环境内培育48h，然后将优势菌落以市政污泥为培养基进行扩大培育，培育条件为温度32℃，培育时间为24h；
所述市政污泥按照重量份经过如下预处理：取20份经去除杂质后的市政污泥，并将其用蒸馏水洗净，再向其中加入2份甘蔗渣、3份棉籽壳、2份酒糟渣、6份大豆粕，并搅拌均匀，调节pH为10，再将上述混合物放于频率为35kHz的超声波环境中处理8min，然后静置5天即可；
(2)再将扩大培养后的菌落放入培养基a中，控制温度32℃，再次培育35h，即可作为复合微生物絮凝剂。
实施例4
应用生物调节剂降低污泥含水率
取南宁市琅东污水处理厂污泥堆积池中的污泥，进行含水量检测，结果为86.9％。
取实施例3制备得到的生物调节剂，将生物调节剂向污泥堆积池内按照17.0g/kg的量投入，搅拌均匀后静置30min，然后送入压滤机中脱水即可；所述压滤机参数为：进泥时间3小时，最高进泥压力0.7MPa，压榨压力1.2MPa，压榨时间1分钟。
脱水完成后，对所制得泥饼含水率进行检测，结果表明所制得的泥饼含水率为53.8％。
实施例5
制备生物调节剂
所述生物调节剂包括如下重量份的原料：3份聚合氯化铝、4份复合微生物絮凝剂、2份十四烷基二甲基苄基氯化铵、2份十一烷基咪唑啉；上述原料按照重量份混合均匀即为生物调节剂；
所述复合微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将质量比为2:1:1的甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉放于培养基a(1份市政污泥、1份NaH2PO4、0.5份KH2PO4、0.2份MgSO4·7H2O，调节pH为9后用双蒸水补足至1000份)中，于温度35℃环境内培育40h，然后将优势菌落以市政污泥为培养基进行扩大培育，培育条件为温度35℃，培育时间为28h；
所述市政污泥按照重量份经过如下预处理：取20份经去除杂质后的市政污泥，并将其用蒸馏水洗净，再向其中加入1.5份甘蔗渣、2.5份棉籽壳、1.5份酒糟渣、5份大豆粕，并搅拌均匀，调节pH为9，再将上述混合物放于频率为40kHz的超声波环境中处理10min，然后静置4天即可；
(2)再将扩大培养后的菌落放入培养基a中，控制温度35℃，再次培育32h，即可作为复合微生物絮凝剂。
实施例6
应用生物调节剂降低污泥含水率
取南宁市武鸣县污水处理厂污泥堆积池中的污泥，进行含水量检测，结果为88.1％。
取实施例5制备得到的生物调节剂，将生物调节剂向污泥堆积池内按照15g/kg的量投入，搅拌均匀后静置28min，然后送入压滤机中脱水即可；所述压滤机参数为：进泥时间3小时，最高进泥压力0.7MPa，压榨压力1.2MPa，压榨时间1分钟。
脱水完成后，对所制得泥饼含水率进行检测，结果表明所制得的泥饼含水率为54.3％。
实施例7
制备生物调节剂
所述生物调节剂包括如下重量份的原料：3份聚合氯化铝、5份复合微生物絮凝剂、1.3份十四烷基二甲基苄基氯化铵、1.7份十一烷基咪唑啉；上述原料按照重量份混合均匀即为生物调节剂；
所述复合微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将质量比为3:1:1的甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉放于培养基a(1.2份市政污泥、0.9份NaH2PO4、0.5份KH2PO4、0.15份MgSO4·7H2O，调节pH为8后用双蒸水补足至1000份)中，于温度35℃环境内培育36h，然后将优势菌落以市政污泥为培养基进行扩大培育，培育条件为温度35℃，培育时间为24h；
所述市政污泥按照重量份经过如下预处理：取20份经去除杂质后的市政污泥，并将其用蒸馏水洗净，再向其中加入1份甘蔗渣、2份棉籽壳、2份酒糟渣、6份大豆粕，并搅拌均匀，调节pH为8，再将上述混合物放于频率为40kHz的超声波环境中处理10min，然后静置3天即可；
(2)再将扩大培养后的菌落放入培养基a中，控制温度35℃，再次培育35h，即可作为复合微生物絮凝剂。
实施例8
应用生物调节剂降低污泥含水率
取南宁市武鸣县污水处理厂污泥堆积池中的污泥，进行含水量检测，结果为88.1％。
取实施例5制备得到的生物调节剂，将生物调节剂向污泥堆积池内按照16g/kg的量投入，搅拌均匀后静置25min，然后送入压滤机中脱水即可；所述压滤机参数为：进泥时间3小时，最高进泥压力0.7MPa，压榨压力1.2MPa，压榨时间1分钟。
脱水完成后，对所制得泥饼含水率进行检测，结果表明所制得的泥饼含水率为53.6％。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种降低污泥含水率的生物调节剂，其特征在于，是由如下重量份的原料混合得到：1～5份聚合氯化铝、2～6份复合微生物絮凝剂、1～2份十四烷基二甲基苄基氯化铵、1～2份十一烷基咪唑啉；所述复合微生物絮凝剂是由复合微生物发酵得到；所述复合微生物包含甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉；
所述复合微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
（1）将甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉放于培养基a中，于温度35±3℃环境内培育36～48h，然后将优势菌落以市政污泥为培养基进行扩大培育，培育条件为温度35±3℃，培育时间为24～30h；
（2）再将扩大培养后的菌落放入培养基a中，控制温度35±3℃，再次培育30～35h，即可作为复合微生物絮凝剂；
所述培养基a的组分为：0.5～1.5份市政污泥、0.8～1.2份NaH2PO4、0.4～0.6份KH2PO4、0.1～0.3份MgSO4·7H2O，调节pH为8～10后用双蒸水补足至1000份；
所述市政污泥按照重量份经过如下预处理：取20份经去除杂质后的市政污泥，并将其用蒸馏水洗净，再向其中加入1～2份甘蔗渣、2～3份棉籽壳、1～2份酒糟渣、3～6份大豆粕，并搅拌均匀，调节pH为8~10，再将上述混合物放于超声波环境中处理10±2min，然后静置3～5天即可。
2.根据权利要求1所述降低污泥含水率的生物调节剂，其特征在于，所述复合微生物中甜菜假单胞菌、苏云金芽孢杆菌、长枝木霉的质量比为1～3:1～2:1。
3.根据权利要求1所述降低污泥含水率的生物调节剂，其特征在于，所述超声波处理是在频率为40±5 kHz。
4.一种如权利要求1-3任一项所述降低污泥含水率的生物调节剂的应用，其特征在于，先按照重量份取原料混合均匀即为生物调节剂，再生物调节剂向污泥堆积池内按照15±2g/kg的量投入，搅拌均匀后静置25-30min，然后送入压滤机中脱水即可。
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