公布日：2023.09.05
申請日：2023.06.14
分類號：C02F1/52(2023.01)I
摘要
本發明提供了一種利用剩余污泥及沼渣堿解制備生物絮凝劑的方法。污水處理廠剩余污泥和沼渣中的微生物含有蛋白質等大分子物質，其在生長過程中產生的蛋白質、多糖等代謝物質具有一定的絮凝能力，可作為生物絮凝劑使用。污泥中微生物的一些胞內物質也具有一定的絮凝活性。本發明先通過一次性加堿連續破解污泥和沼渣中的微生物細胞，堿解完成后，為解決堿解破解液堿度過高的情況，提高氫氧化鈉利用率，降低成本，利用堿解破解液繼續堿解污泥。經本發明處理過的污泥和沼渣有機質含量顯著下降，污泥減量化效果明顯。本發明制備生物絮凝劑操作簡單，制得的生物絮凝劑可生物降解，無二次污染，且價格低廉，具有很好的經濟效益和社會效益。
權利要求書
1.一種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)于污水處理廠剩余污泥和/或沼渣中加入純水，使之具有一定的流動性；所述污泥或沼渣加入純水后，其質量含水率為98％-99％；2)分別在剩余污泥和/或沼渣中加入不同量的氫氧化鈉，持續攪拌和/或搖動堿解；固液分離，收集液體得堿解破解液，即可作為生物絮凝劑使用；堿解時間24-72小時，優選48-72小時；含水率為98％-99％的220g污泥和/或沼渣中加入氫氧化鈉量為0.2g-1.6g，優選0.4g-1.6g。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述污泥為脫水污泥，其含水率約為80％，有機質含量為60％；所述沼渣為污泥沼氣化后排放的脫水污泥，其含水率約為80％，有機質含量為50％。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉投加量過量時，堿解破解液pH大于等于12，堿度過高；根據堿解液的堿度，往堿解液中分別繼續投加污泥和/或沼渣，利用堿解液繼續破解污泥和/或沼渣，可降低堿解破解液堿度。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，取pH大于等于12的堿解破解液，加入其質量8-12％的污水處理廠剩余污泥和/或沼渣，堿解時間24-72小時，優選48-72小時；固液分離，收集液體得堿解破解液，即可作為生物絮凝劑使用。
5.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，污泥和沼渣堿解溫度為常溫。
6.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，堿解完成后，污泥和/或沼渣破解液通過自然沉降和/或離心獲得；自然沉降時間為2-6h，離心條件為：轉速：2000-6000r/min，離心時間：5-25min。
7.一種權利要求1-7任一所述的方法制備獲得的生物絮凝劑。
8.一種權利要求7所述的生物絮凝劑在污水處理中的應用。
9.按照權利要求8所述的中的應用，其特征在于，應用條件如下：取一定量待處理污水，加入其質量2％-5％權利要求7所述的生物絮凝劑，攪拌均勻后，靜置20-30min，待測污水即可分層。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種利用污水廠剩余污泥和沼渣制備生物絮凝劑的方法，該方法工藝簡單，易于操作和控制，無污染，制得的生物絮凝劑具有廉價、高效、無二次污染等特點，能達到更好的經濟效益和社會效益。
本發明提供的技術方案如下：
本發明提供了一種利用污水廠剩余污泥和沼渣制備生物絮凝劑的方法，包括以下步驟：
(1)將污泥和沼渣補水使其含水率達到98％-99％，具有一定的流動性，所述污泥和沼渣為污水處理廠脫水污泥和污泥沼氣化后排放的脫水污泥；
(2)向所述補水后的污泥和沼渣中加入不同量的氫氧化鈉顆粒。
(3)將所述加堿后的污泥和沼渣至于搖床搖動或至于攪拌器上攪拌。
(4)所述污泥和沼渣堿解后得到的堿解液即可作為生物絮凝劑使用。
(5)所述堿解液堿度較高的情況下，向堿解液中繼續投加污泥或沼渣，利用堿解液繼續破解污泥和沼渣。
優選地，所述污泥為脫水污泥，其含水率約為80％，有機質含量為60％；所述沼渣為污泥沼氣化后排放的脫水污泥，其含水率約為80％，有機質含量為50％。
優選地，氫氧化鈉顆粒的投加量分別為0.01g/(g脫水污泥/沼渣)、0.02g/(g脫水污泥/沼渣)、0.04g/(g脫水污泥/沼渣)、0.08g/(g脫水污泥/沼渣)。
優選地，所述搖床運行條件為轉速200r/min，所述攪拌器運行條件為轉子轉速200r/min。優選地，所述破解過程在常溫下進行。
優選地，所述污泥和沼渣堿解液pH超過12，可繼續向堿解液中投加污泥和沼渣，利用堿解液的堿度繼續破解污泥和沼渣。
本發明的有益效果：
剩余污泥中以微生物聚集體-菌膠團形式存在的生物質占污泥整體干重的60％-70％，其中含有大量的微生物細胞，并被以蛋白質和多糖為主要成分的莢膜和黏液層包裹。本發明利用堿解破解污泥和沼渣，釋放胞內物質，能對剩余污泥中的絮凝物質直接提取利用，以剩余污泥為直接的生產原料提取微生物絮凝劑。本發明提出利用堿度較高的污泥破解液繼續破解污泥和沼渣，不僅提高了堿劑的利用效率，而且降低了作為生物絮凝劑利用的污泥破解液的堿度，降低了該生物絮凝劑在后續應用中調節pH的難度。
污水處理廠剩余污泥和沼渣中的微生物含有蛋白質等大分子物質，其在生長過程中產生的蛋白質、多糖等代謝物質具有一定的絮凝能力，可作為生物絮凝劑使用。污泥中微生物的一些胞內物質也具有一定的絮凝活性。本發明先通過一次性加堿連續破解污泥和沼渣中的微生物細胞，堿解完成后，為解決堿解破解液堿度過高的情況，提高氫氧化鈉利用率，降低成本，利用堿解破解液繼續堿解污泥。經本發明處理過的污泥和沼渣有機質含量顯著下降，污泥減量化效果明顯。本發明制備生物絮凝劑操作簡單，制得的生物絮凝劑可生物降解，無二次污染，且價格低廉，具有很好的經濟效益和社會效益。
（發明人：谷成國;劉文杰;姜曼;石玉敏;崔鑫;王博文;姜詩慧;高旭）
