公布日：2023.12.19
申请日：2023.11.06
分类号：C02F11/02(2006.01)I
摘要高新可重复使用的污泥好氧发酵辅料、制备和应用，属于污泥好氧发酵技术领域，克服了现有技术中添加辅料成本高的缺陷。本发明提供了一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料，为直径2～3cm的木片，厚度0.5～1cm；所述木片上设置有孔，所述木片含水率＜20wt％。本发明木片可降低污泥含水率、提高孔隙度从而降低其他辅料的添加量，降低辅料的成本，且木片可重复使用，可进一步降低成本。
权利要求书
1.一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料，其特征在于，为直径2～3cm的木片，厚度0.5～1cm；所述木片上设置有孔，所述木片含水率＜20wt％。
2.根据权利要求1所述的可重复使用的污泥好氧发酵辅料，其特征在于，满足以下条件中的任一项：(1)孔的孔径为2～4mm；(2)每个木片上设置有3～7个孔；优选的，当木片直径在2.5cm以下时，木片上设置有4个以下的孔；(3)木片上多个孔的排列为正三角形、正方形、正方形及中心点、正五边形、正五边形及中心点、正六边形或正六边形及中心点；(4)相邻孔的中心间距为0.9～1.8cm；优选的，两两相邻孔的中心间距相等。
3.根据权利要求1或2所述的可重复使用的污泥好氧发酵辅料，其特征在于，所述木片为经过水热处理的木片；优选的，所述水热处理条件为在50～90℃的水中浸泡12～15h。
4.一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取直径2～3cm、厚度0.5～1cm的木质片体；步骤2、在木质片体上打孔；步骤3、将木质片体干燥至含水率＜20wt％，制得木片。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1包括将直径＞3cm的原料切片粉碎后筛分；优选的，原料为城市园林绿化修剪后直径>3cm的树枝和/或树干；优选的，采用两级滚筒筛筛分。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：(1)在木质片体含水率≥30wt％时进行打孔；(2)孔的孔径为2～4mm；(3)在每个木质片体上打3～7个孔；优选的，当木片直径在2.5cm以下时，木片上设置有4个以下的孔；(4)木片上多个孔的排列为正三角形、正方形、正方形及中心点、正五边形、正五边形及中心点、正六边形或正六边形及中心点；(5)相邻孔的中心间距为0.9～1.8cm；优选的，两两相邻孔的中心间距相等。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2与步骤3之间还包括对打好孔后的木质片体进行水热处理；优选的，所述水热处理条件为在50～90℃的水中浸泡12～15h。
8.一种权利要求1-3任一项所述的可重复使用的污泥好氧发酵辅料或根据权利要求4-7任一项所述的制备方法制得的可重复使用的污泥好氧发酵辅料在污泥好氧发酵中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述可重复使用的污泥好氧发酵辅料体积占比＜辅料总体积的70％，所述辅料总体积指的是在污泥好氧发酵过程中加入的所有种类的辅料的总体积。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，完成一次污泥好氧发酵后，采用振动筛将所述木片筛出，干燥至含水率＜20wt％后进入下一次的污泥好氧发酵；优选的，当木片上孔的堵塞比例≥30％时，采用振动筛将孔中的堵塞物质振出，直至木片上孔的堵塞比例≤10％；优选的，将重复使用次数超10次的木片重新进行水热处理并干燥含水率＜20wt％。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中添加辅料成本高的缺陷，从而提供一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料、制备和应用。
为此，本发明提供了以下技术方案。
第一方面，本发明提供了一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料，为直径2～3cm的木片，厚度0.5～1cm；所述木片上设置有孔，所述木片含水率＜20wt％。
进一步的，孔的孔径为2～4mm；
进一步的，每个木片上设置有3～7个孔；
优选的，当木片直径在2.5cm以下时，木片上设置有4个以下的孔；
优选的，当木片直径＞2.5cm时，木片上设置孔的个数＞4个；
进一步的，木片上多个孔的排列为正三角形、正方形、正方形及中心点、正五边形、正五边形及中心点、正六边形或正六边形及中心点；
进一步的，相邻孔的中心间距为0.9～1.8cm；优选的，两两相邻孔的中心间距相等。
可选的，所述孔可以是圆孔或方孔。
进一步的，所述木片为经过水热处理的木片；
优选的，所述水热处理条件为在50～90℃的水中浸泡12～15h。
第二方面，本发明提供了一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、获取直径2～3cm、厚度0.5～1cm的木质片体；
步骤2、在木质片体上打孔；
步骤3、将木质片体干燥至含水率＜20wt％，制得木片。
进一步的，步骤1包括将直径＞3cm的原料切片粉碎后筛分；
优选的，原料为城市园林绿化修剪后直径>3cm的树枝和/或树干；
优选以不易腐烂的树木为佳，例如梧桐、香樟、国槐或杨树等树木的树枝和/或树干。
优选的，采用两级滚筒筛筛分。
进一步的，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：
(1)在木质片体含水率≥30wt％时进行打孔；
(2)孔的孔径为2～4mm；
(3)在每个木质片体上打3～7个孔；
优选的，当木片直径在2.5cm以下时，木片上设置有4个以下的孔；
(4)木片上多个孔的排列为正三角形、正方形、正方形及中心点、正五边形、正五边形及中心点、正六边形或正六边形及中心点；
(5)相邻孔的中心间距为0.9～1.8cm；优选的，两两相邻孔的中心间距相等。
进一步的，步骤2与步骤3之间还包括对打好孔后的木质片体进行水热处理；
优选的，所述水热处理条件为在50～90℃的水中浸泡12～15h。
第三方面，本发明还提供了一种可重复使用的污泥好氧发酵辅料或根据所述的制备方法制得的可重复使用的污泥好氧发酵辅料在污泥好氧发酵中的应用。
进一步的，所述可重复使用的污泥好氧发酵辅料体积占比＜辅料总体积的70％，所述辅料总体积指的是在污泥好氧发酵过程中加入的所有种类的辅料的总体积。
进一步的，完成一次污泥好氧发酵后，采用振动筛将所述木片筛出，干燥至含水率＜20wt％后进入下一次的污泥好氧发酵；
优选的，当木片上孔的堵塞比例≥30％时，采用振动筛将孔中的堵塞物质振出，直至木片上孔的堵塞比例≤10％；孔的堵塞比例指的是木片上被堵塞的孔的数量占木片上孔的总数量的比例。
优选的，将重复使用次数超10次的木片重新进行水热处理并干燥含水率＜20wt％。
优选的，当木质片体含水率＜30wt％时，撒水浸泡12～24小时沥干明水后再打孔。
可选的，干燥为自然风干。
具体的，普通污泥好氧发酵选择50～65℃的温度，超高温污泥好氧发酵选择70～90℃的温度。
进一步的，木片的应用方法为：将得到的木片替代部分其他辅料，与污泥按照常规物料混合比混合后，进行好氧发酵。其他辅料可以是蘑菇渣、秸秆、玉米芯、花生壳等中的至少一种。
进一步的，污泥混合料发酵腐熟后，利用孔径1～1.6cm的振动筛将木片筛分出来，振动筛筛分过程中可排出部分堵塞在木片小孔内腐熟后的污泥混合料。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明可重复使用的污泥好氧发酵辅料为直径2～3cm、厚度0.5～1cm的木片；所述木片上设置有孔，所述木片含水率＜20wt％。
由于污泥物料的特殊性质，污泥好氧发酵需要一些必要条件，例如降低污泥的含水率提供适宜的水分环境，增加污泥混合料孔隙度提供供氧的条件。本发明辅料材质为木质，木质素含量高，难腐烂，适用于污泥好氧发酵的环境，且木片直径为2～3cm、厚度0.5～1cm，较容易进行打孔，同时可避免木片使用过程中断裂，可重复使用；木片上设置有孔，可提高污泥混合料的孔隙度、增加透气性，使物料曝气供氧更加充分，还增强辅料的微生物附着性，为污泥混合料中的微生物营造繁殖空间。木片含水率＜20wt％，干燥的木片具有快速吸收污泥水分的作用，可使污泥混合料的水分快速降低。
本发明木片可降低污泥含水率、提高孔隙度从而降低其他辅料的添加量，降低辅料的成本，且木片可重复使用，可进一步降低成本。
2.本发明木片上孔的孔径为2～4mm，相邻孔的中心间距为0.9～1.8cm。在此范围内可保证木片的强度，避免木片破碎；同时保证木片发挥的透气和附着微生物的作用。
3.本发明木片为经过水热处理的木片。水热处理可去除部分树脂等物质，提高木片的韧性，使其不易破碎，从而提高使用寿命、提高其回用次数。
4.本发明水热处理条件为在50～90℃的水中浸泡12～15h。通过模拟污泥好氧发酵维持高温期的温湿度环境进行水热处理，利用木质材料具有的记忆功能，使其更好的适应好氧发酵的环境。
5.可重复使用的污泥好氧发酵辅料的制备方法中，在木质片体含水率≥30wt％时进行打孔，可避免在干燥后的木片上打孔导致木片破裂。
6.本发明原料为城市园林绿化修剪后直径>3cm的新鲜树枝树干，利用园林绿化修剪产生的废弃树枝树干为原料加工污泥好氧发酵辅料，选材绿色环保、成本低、加工方便，还促进了园林废弃物的循环利用。
7.可重复使用的污泥好氧发酵辅料在污泥好氧发酵中的应用时，所述可重复使用的污泥好氧发酵辅料体积占比＜辅料总体积的70％，避免影响好氧发酵正常的启动、升温等过程。
本发明可重复使用的污泥好氧发酵辅料既能降低污泥含水率、又能有效增加污泥混合料的孔隙度；实现了替代一定量的蘑菇渣、秸秆、玉米芯、花生壳、棉籽壳等其他辅料，同时不完全取代其他易腐的有机辅料，不影响好氧发酵正常的启动、升温等过程，实现了该辅料的重复使用，对于降低好氧发酵的成本意义重大。
（发明人：陈祥;李锟;王先恺;刘枫;曹光荣;乔雪园;王航;景方圆）