CN113860954A - 一种蓝藻污泥处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓝藻污泥处理方法，该方法包括如下步骤：1)提取蓝藻污泥；2)将麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶进行粉碎，制得粉状的麻粉；3)将麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥进行搅拌混合；所述麻粉与蓝藻污泥的体积比为(0.15～0.3)：1；所述凹凸棒土与蓝藻污泥的重量比为(0.1～0.3):1；4)在步骤3)的搅拌混合物中加入发酵微生物进行发酵；5)将发酵物进行烘干筛分过滤，筛分过滤后一部分为含有重金属的麻粉；另一部分为有机质蓝藻凹凸棒土混合物；6)将含有重金属的麻粉进行无氧碳化处理，提取重金属；7)将有机质蓝藻凹凸棒土混合物作为有机肥。本发明的方法大大降低了蓝藻污泥中重金属的含量。

Description

一种蓝藻污泥处理方法
技术领域
本发明涉及一种藻类处理方法，尤其涉及一种蓝藻污泥处理方法。
背景技术
蓝藻爆发的原因：废水污水排入水体中，导致氮磷等营养物质过多，在光照和温度适宜的季节，水中蓝藻等藻类大量繁殖并聚集，蓝藻大量聚集的现象称为水华或者赤潮。
蓝藻爆发的危害：(1)蓝藻大量繁殖消耗水中溶解氧，同时漂浮在水面上阻挡阳光投射到水下，水下其他藻类和水生植物无法生存，进一步降低了水中溶解氧，可导致大量水生生物死亡，死亡藻类、水生动物尸体腐败使水富营养化，严重威胁水中生态系统。(2)死亡蓝藻会释放藻毒素，含一定浓度藻毒素的水体可使鱼卵变异、鱼类生长异常，蓝藻水华爆发严重影响水生态环境健康。(3)家畜及动物饮用了含藻毒素的水后会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐等症状，甚至可能引起死亡。(4)蓝藻严重影响人类健康，人在水中嬉戏洗澡、游泳时皮肤接触含藻毒素的水体可引起皮肤过敏，不慎喝入会引起急性肠胃炎。
蓝藻含有丰富的蛋白质，各种湖泊中的藻类沉积的污泥或多或少存在重金属超标。
现有技术中对蓝藻污泥的治理主要有：
1、专利号201810043219.8公开的一种太湖蓝藻及污水厂污泥及餐厨垃圾协同处理方法，包括以下步骤：太湖蓝藻源头预处理、餐厨垃圾源头预处理，污水厂污泥经过高温热水解工艺与预处理后的太湖蓝藻及餐厨垃圾协同进行高温厌氧消化，沼渣脱水压榨，干化处理得到成品，本发明的优点在于：经过太湖蓝藻源头预处理、污水厂污泥经过高温热水解工艺与预处理后的太湖蓝藻及餐厨垃圾协同进行高温厌氧消化、沼渣脱水机脱水高压压滤机直接压榨和太阳能干化的综合处理工艺，不但能够实现太湖蓝藻、污水厂污泥及餐厨垃圾稳定化、无害化和减量化，同时，转废为宝，生产出可利用的沼气、园林绿化用土和林地用土。
2、专利号201610320146.3公开了一种蓝藻和剩余污泥混合脱水造粒制肥的方法，将含水率95％-98％的蓝藻和剩余污泥按照质量比例1/100-1/5混合，投加干固体质量比例为1‰-8‰的絮凝剂，送入板框压滤机，脱水后得到含水率为70-80％的泥饼。然后，将泥饼至堆场，利用太阳能干燥和鼓风措施进一步实现污泥干化，将泥饼送入污泥造粒设备，制成粒径为2-4mm颗粒，含水率为5％-15％。本发明的优点是能够有效利用蓝藻和剩余污泥作为原料，充分利用两者含有的氮磷钾的有机肥，制成适用于园林绿化、生态农业的有机缓释肥，实现蓝藻和剩余污泥的无害化处理和资源化利用。
3、专利号201010516990.6公开了一种蓝藻污泥的综合治理方法，该蓝藻污泥的综合治理方法包括以下步骤:a、将湖泊内的水抽出；b、投入蓝藻污泥综合治理材料,搅拌,使其和湖底污泥相结合,硬化凝固；其中蓝藻污泥综合治理材料包括:硫铝酸盐、石灰、石膏、木炭粉、发泡剂,其中硫铝酸盐、石灰、石膏、木炭粉的重量百分比分别为60％～65％、20％～27％、5％～10％、8％～10％,硫铝酸盐、石灰、石膏、木炭粉的重量百分比之和为100％,发泡剂的掺入量为硫铝酸盐、石灰、石膏、木炭粉的重量之和的10％。本发明应在蓝藻繁殖、爆发之前(即处于孢子时期),连同湖底污泥一并治理,在隔绝新的蓝藻生长源的情况下,可根绝蓝藻生存。
4、专利号201910302670.1公开了一种蓝藻藻泥与市政污泥协同深度脱水的方法，包括以下步骤：S1：将蓝藻藻泥与市政污泥按照干物质量1:1～1:3的比例进行混合；S2：向蓝藻藻泥和市政污泥的混合液中投加生石灰，搅拌均匀，搅拌时间为0.25h；S3：继续投加聚合硫酸铁、三氯化铁以及聚丙烯酰胺，搅拌均匀；S4：将调理好的蓝藻藻泥和市政污泥的混合污泥输送至压滤机进行压滤处理。通过本发明，以解决现有技术存在的蓝藻藻泥脱水困难以及市政污泥后续焚烧处理热值过低的问题。
5、专利号201910302670.1公开了一种蓝藻藻泥与市政污泥协同深度脱水的方法，包括以下步骤：S1：将蓝藻藻泥与市政污泥按照干物质量1:1～1:3的比例进行混合；S2：向蓝藻藻泥和市政污泥的混合液中投加生石灰，搅拌均匀，搅拌时间为0.25h；S3：继续投加聚合硫酸铁、三氯化铁以及聚丙烯酰胺，搅拌均匀；S4：将调理好的蓝藻藻泥和市政污泥的混合污泥输送至压滤机进行压滤处理。通过本发明，以解决现有技术存在的蓝藻藻泥脱水困难以及市政污泥后续焚烧处理热值过低的问题。
6、专利号202010303827.5公开了一种地源热泵协同蓝藻绿植和污水厂及餐厨垃圾处理方法，沼气储柜中的沼气通过脱硫净化提存为国家电网与市政燃气管网提供动力，而沼渣脱水中的渣液经水处理达标后部分厂区自用其余排放入市政管网，处理工艺使得效益最大化，保证了沼渣的后续资源化利用；本项目充分实现资源化处置，达到近零排放，“原材料”为蓝藻(蓝绿藻蓝细菌)及餐厨垃圾、城市餐饮企业、食堂产生的餐厨废弃物和生活污水处理厂产生的污泥，不但能够实现蓝藻(蓝绿藻、蓝细菌)、城市绿植废弃物、污水厂污泥及餐厨垃圾稳定化、无害化和减量化，同时，转废为宝，生产出可利用的沼气及肥料。
7、专利号202010304647.9公开了一种光电热协同处理蓝藻绿植污水厂及餐厨垃圾的方法，经过高温热水解/高温消毒杀菌城市污水厂有机污泥、城市有机餐厨垃圾、城市其他有机物质垃圾、蓝藻等垃圾会再进行高温厌氧消化、沼渣脱水、高压压榨、太阳能干化，最后进行资源化利用，而高温厌氧消化处理时会产生沼气，将沼气传输到沼气储柜中，进行收集，本项目充分实现资源化处置，沼渣脱水机脱水高压压滤机直接压榨和太阳能干化的综合处理工艺，不但能够实现蓝藻(蓝绿藻、蓝细菌)、城市绿植废弃物、污水厂污泥及餐厨垃圾稳定化、无害化和减量化，同时，转废为宝，生产出可利用的沼气及肥料。
8、专利号200810194451.8公开了一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，属于环保净化、废物资源化处理技术领域。本发明将蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气，整个过程在厌氧反应器中完成，在反应器中将蓝藻和污泥混合，然后通入N2造成厌氧状态，35～37℃发酵，在反应器中，间断性地定期添加蓝藻，观察原料的腐化情况，同时测定排出物料的有机质浓度以及发酵产生气体中的CH4、CO2浓度，直至反应器进入稳定运行状态。产生的沼气经过脱硫处理后供给用户燃烧或者集中发电；产生的沼渣，作为肥料施于农田。本发明通过蓝藻和市政污泥混合厌氧发酵产沼气技术，做到一举多得的作用，彻底消灭了藻毒素，把解决蓝藻出路及城市污水处理厂的污泥治理结合起来，解决农村和城市的有机污染问题。
9、专利号201910380345.7公开了一种蓝藻和剩余污泥混合脱水造粒制肥的方法，其特征在于：将含水率95％-98％的蓝藻和剩余污泥按照质量比例1/100-1/5混合，投加干固体质量比例为1‰-8‰的絮凝剂，送入板框压滤机，脱水后得到含水率为70-80％的泥饼。然后，将泥饼至堆场，利用太阳能干燥和鼓风措施进一步实现污泥干化，将泥饼送入污泥造粒设备，制成粒径为2-4mm颗粒，含水率为5％-15％。本发明的优点是能够有效利用蓝藻和剩余污泥作为原料，充分利用两者含有的氮磷钾的有机肥，制成适用于园林绿化、生态农业的有机缓释肥，实现蓝藻和剩余污泥处理和资源化利用。
但上述现有技术中对蓝藻污泥中的重金属的治理主要采用化学法，化学方法如投加CuSO4等杀藻剂和絮凝剂，投加的化学药剂对水生生物有毒害作用，会造成二次污染，且成本也高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种蓝藻污泥处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种蓝藻污泥处理方法，该方法包括如下步骤：
1)提取蓝藻污泥；
2)将麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶进行粉碎，制得粉状的麻粉；
3)将麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥进行搅拌混合；所述麻粉与蓝藻污泥的体积比为(0.15～0.3)：1；所述凹凸棒土与蓝藻污泥的重量比为(0.1～0.3):1；
4)在步骤3)的搅拌混合物中加入发酵微生物进行发酵；
5)将发酵物进行烘干筛分过滤，筛分过滤后一部分为含有重金属的麻粉；另一部分为有机质蓝藻凹凸棒土混合物；
6)将含有重金属的麻粉进行无氧碳化处理，提取重金属；
7)将有机质蓝藻凹凸棒土混合物作为有机肥。
作为本发明的一种优选方案，在步骤4)中，发酵采用渥堆发酵或高温加热发酵。
作为本发明的一种优选方案，在步骤4)中加入的微生物为：孢杆菌、酵母菌、菌类、微生物菌类、益生菌或孝素中一种或多种。
作为本发明的一种优选方案，在凹凸棒土中加入氧化锌和/或介孔光催化材料如二氧化钛，加入氧化锌和/或介孔光催化材料如二氧化钛与凹凸棒土的重量比为(0.001～0.003):1。
作为本发明的一种优选方案，在凹凸棒土中加入碳量子材料(如石墨烯、碳量子点、膨化石墨等)，增强凹凸棒等的吸附性能，碳量子材料通过生物质微波等离子体放电制备，加入碳量子材料与凹凸棒土的重量比为(0.0001～0.001):1。
与现有技术相比，本发明的技术效果如下：
1、本发明通过麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥混合发酵，麻粉充分吸附蓝藻污泥中的重金属，使得蓝藻污泥中的重金属大大降低，蓝藻污泥中铅的含量降低到25mg/kg以下，铬的含量降低到24mg/kg以下，砷的含量降低到12mg/kg以下，镉的含量降低到0.13mg/kg以下，汞的含量降低到0.12mg/kg以下。
2、通过固体发酵和高温发酵使有机肥中的重金属离子充分暴露，有利于纤维素和/或半纤维素以及木质素和/或半木质素快速吸附有机肥中重金属离子，也提高了吸附稳定性，重金属离子去除率高。
3、本发明的蓝藻污泥处理方法无二次污染，适应性广，操作方便，且成本低。
4、本发明主要使用麻杆中的用生物质的纤维来吸附有机肥中的重金属离子，重金属离子吸附在纤维上面就可以分离出来了，降低淤泥底部中的重金属的含量。蓝藻里含有丰富的氨基酸、各种有机物，有机物利于发酵。凹凸棒为多孔介质材料，凹凸棒是作为一种微生物载体，微生物载体有利于吸附蓝藻之类的有机物，这些有机物更容易在载体上发酵，同时也利于除臭。
5、碳量子材料(如石墨烯，碳量子点，膨化石墨等)和ZnO(光催化)的作用：1)碳量子材料(如石墨烯，碳量子点，膨化石墨等)增强吸附；2)碳量子材料(如石墨烯，碳量子点，膨化石墨等)和ZnO协同祛异味，选择性祛除不利微生物(蛔虫、大肠杆菌等)；3)ZnO具有灭活蓝藻，光催化补氧，提高好氧菌、兼氧菌等微生物菌活性的作用。另外，麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶制得的麻粉，可以提供微生物菌养分、有大麻酚等，选择性祛除不利微生物(蛔虫、大肠杆菌等)，同时兼有祛异味的功能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
蓝藻含有丰富的蛋白质，蓝藻污泥(特别是各种湖泊中的沉淀的蓝藻污泥)或多或少的存在重金属超标。
实施例1
一种蓝藻污泥处理方法，该方法包括如下步骤：
1)提取蓝藻污泥。
2)将麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶进行粉碎，制得粉状的麻粉。
3)将麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥进行搅拌混合，麻粉吸附蓝藻污泥中的重金属，凹凸棒土吸附蓝藻污泥中的水分和起着除臭的作用；麻粉与蓝藻污泥的体积比为0.15：1；凹凸棒土与蓝藻污泥的重量比为0.1：1。
4)在步骤3)的搅拌混合物中加入发酵微生物进行发酵，有利于蓝藻污泥发酵，提高麻粉吸附蓝藻污泥中的重金属，吸附重金属的麻粉交织在一起，形成一推一堆交织状。发酵采用渥堆发酵或高温加热发酵，当然也可采用其他发酵方法。混合物中加入的微生物为：孢杆菌、酵母菌、菌类、微生物菌类、益生菌或孝素中一种或多种。
麻杆中有许多纤维，纤维有效的吸附蓝藻中的重金属；蓝藻污泥中的有机物被吸附在凹凸棒土上，凹凸棒土吸附恶臭味道。麻杆本身含有酚类成分可以将活性的蓝藻杀死，也可在凹凸棒土中加入介孔光催化材料如二氧化钛，加入介孔光催化材料如二氧化钛与凹凸棒土的重量比为0.001:1，介孔光催化材料如二氧化钛可直接杀死活性的蓝藻，更利于发酵，加速蓝藻污泥发酵，加速吸附。在凹凸棒土中还加入碳量子材料如石墨烯、碳量子点、膨化石墨等，增强凹凸棒等的吸附性能，碳量子材料通过生物质微波等离子体放电制备，加入碳量子材料与凹凸棒土的重量比为0.0001:1。
5)将发酵物进行烘干筛分过滤，筛分过滤后一部分为含有重金属的麻粉；另一部分为有机质蓝藻凹凸棒土混合物。
6)将含有重金属的麻粉进行无氧碳化处理(也可进行燃烧处理)，提取重金属；
7)将有机质蓝藻凹凸棒土混合物作为有机肥。
通过该蓝藻污泥处理方法，可以将蓝藻污泥变废为宝，凹凸棒土吸附的有机质变为饲料。
实施例2
一种蓝藻污泥处理方法，该方法包括如下步骤：
1)提取蓝藻污泥。
2)将麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶进行粉碎，制得粉状的麻粉。
3)将麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥进行搅拌混合，麻粉吸附蓝藻污泥中的重金属，凹凸棒土吸附蓝藻污泥中的水分和起着除臭的作用；麻粉与蓝藻污泥的体积比为0.2：1；凹凸棒土与蓝藻污泥的重量比为0.15：1。
4)在步骤3)的搅拌混合物中加入发酵微生物进行发酵，有利于蓝藻污泥发酵，提高麻粉吸附蓝藻污泥中的重金属，吸附重金属的麻粉交织在一起，形成一推一堆交织状。发酵采用渥堆发酵或高温加热发酵，当然也可采用其他发酵方法。混合物中加入的微生物为：孢杆菌、酵母菌、菌类、微生物菌类、益生菌或孝素中一种或多种。
麻杆中有许多纤维，纤维有效的吸附蓝藻中的重金属；蓝藻污泥中的有机物被吸附在凹凸棒土上，凹凸棒土吸附恶臭味道。麻杆本身含有酚类成分可以将活性的蓝藻杀死，也可在凹凸棒土中加入氧化锌和/或介孔光催化材料如二氧化钛，加入氧化锌和/或介孔光催化材料如二氧化钛与凹凸棒土的重量比为0.002：1，碳量子材料(如石墨烯，碳量子点，膨化石墨等)和氧化锌也可直接杀死活性的蓝藻，更利于发酵，加速蓝藻污泥发酵，加速吸附。在凹凸棒土中还加入碳量子材料如石墨烯、碳量子点、膨化石墨等，增强凹凸棒等的吸附性能，碳量子材料通过生物质微波等离子体放电制备，加入碳量子材料与凹凸棒土的重量比为0.0005:1。
5)将发酵物进行烘干筛分过滤，筛分过滤后一部分为含有重金属的麻粉；另一部分为有机质蓝藻凹凸棒土混合物。
6)将含有重金属的麻粉进行无氧碳化处理(也可进行燃烧处理)，提取重金属；
7)将有机质蓝藻凹凸棒土混合物作为有机肥。
通过该蓝藻污泥处理方法，可以将蓝藻污泥变废为宝，凹凸棒土吸附的有机质变为饲料。
实施例3
一种蓝藻污泥处理方法，该方法包括如下步骤：
1)提取蓝藻污泥。
2)将麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶进行粉碎，制得粉状的麻粉。
3)将麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥进行搅拌混合，麻粉吸附蓝藻污泥中的重金属，凹凸棒土吸附蓝藻污泥中的水分和起着除臭的作用；麻粉与蓝藻污泥的体积比为0.3：1；凹凸棒土与蓝藻污泥的重量比为0.3：1。
4)在步骤3)的搅拌混合物中加入发酵微生物进行发酵，有利于蓝藻污泥发酵，提高麻粉吸附蓝藻污泥中的重金属，吸附重金属的麻粉交织在一起，形成一推一堆交织状。发酵采用渥堆发酵或高温加热发酵，当然也可采用其他发酵方法。混合物中加入的微生物为：孢杆菌、酵母菌、菌类、微生物菌类、益生菌或孝素中一种或多种。
麻杆中有许多纤维，纤维有效的吸附蓝藻中的重金属；蓝藻污泥中的有机物被吸附在凹凸棒土上，凹凸棒土吸附恶臭味道。麻杆本身含有酚类成分可以将活性的蓝藻杀死，也可在凹凸棒土中加入氧化锌，加入氧化锌与凹凸棒土的重量比为0.003:1，氧化锌也可直接杀死活性的蓝藻，更利于发酵，加速蓝藻污泥发酵，加速吸附。在凹凸棒土中还加入碳量子材料如石墨烯、碳量子点、膨化石墨等，增强凹凸棒等的吸附性能，碳量子材料通过生物质微波等离子体放电制备，加入碳量子材料与凹凸棒土的重量比为0.001:1。
5)将发酵物进行烘干筛分过滤，筛分过滤后一部分为含有重金属的麻粉；另一部分为有机质蓝藻凹凸棒土混合物。
6)将含有重金属的麻粉进行无氧碳化处理(也可进行燃烧处理)，提取重金属；
7)将有机质蓝藻凹凸棒土混合物作为有机肥。
通过该蓝藻污泥处理方法，可以将蓝藻污泥变废为宝，凹凸棒土吸附的有机质变为饲料。
通过实施例1、实施例2和实施例3对提取的蓝藻污泥进行重金属处理，其重金属含量如下表所示：
Figure BDA0003336020190000091
Figure BDA0003336020190000101
通过上述实施例1、实施例2和实施例3可以看出，本发明的蓝藻污泥处理方法使蓝藻污泥中的重金属得到大大降低。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种蓝藻污泥处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)提取蓝藻污泥；
2)将麻杆、麻根、麻枝和/或麻叶进行粉碎，制得粉状的麻粉；
3)将麻粉、凹凸棒土和蓝藻污泥进行搅拌混合；所述麻粉与蓝藻污泥的体积比为(0.15～0.3)：1；所述凹凸棒土与蓝藻污泥的重量比为(0.1～0.3):1；
4)在步骤3)的搅拌混合物中加入发酵微生物进行发酵；
5)将发酵物进行烘干筛分过滤，筛分过滤后一部分为含有重金属的麻粉；另一部分为有机质蓝藻凹凸棒土混合物；
6)将含有重金属的麻粉进行无氧碳化处理，提取重金属；
7)将有机质蓝藻凹凸棒土混合物作为有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种蓝藻污泥处理方法，其特征在于，在步骤4)中，发酵采用渥堆发酵或高温加热发酵。
3.根据权利要求1所述的一种蓝藻污泥处理方法，其特征在于，在步骤4)中加入的微生物为：孢杆菌、酵母菌、菌类、微生物菌类、益生菌或孝素中一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种蓝藻污泥处理方法，其特征在于，在凹凸棒土中加入氧化锌和/或介孔光催化材料，加入氧化锌和/或介孔光催化材料与凹凸棒土的重量比为(0.001～0.003):1。
5.根据权利要求1所述的一种蓝藻污泥处理方法，其特征在于，在凹凸棒土中加入碳量子材料，碳量子材料通过生物质微波离子体放电制备，加入碳量子材料与凹凸棒土的重量比为(0.0001～0.001):1。
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