公布日：2023.09.05
申请日：2023.06.14
分类号：C02F1/52(2023.01)I
摘要
本发明提供了一种利用剩余污泥及沼渣碱解制备生物絮凝剂的方法。污水处理厂剩余污泥和沼渣中的微生物含有蛋白质等大分子物质，其在生长过程中产生的蛋白质、多糖等代谢物质具有一定的絮凝能力，可作为生物絮凝剂使用。污泥中微生物的一些胞内物质也具有一定的絮凝活性。本发明先通过一次性加碱连续破解污泥和沼渣中的微生物细胞，碱解完成后，为解决碱解破解液碱度过高的情况，提高氢氧化钠利用率，降低成本，利用碱解破解液继续碱解污泥。经本发明处理过的污泥和沼渣有机质含量显著下降，污泥减量化效果明显。本发明制备生物絮凝剂操作简单，制得的生物絮凝剂可生物降解，无二次污染，且价格低廉，具有很好的经济效益和社会效益。
权利要求书
1.一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)于污水处理厂剩余污泥和/或沼渣中加入纯水，使之具有一定的流动性；所述污泥或沼渣加入纯水后，其质量含水率为98％-99％；2)分别在剩余污泥和/或沼渣中加入不同量的氢氧化钠，持续搅拌和/或摇动碱解；固液分离，收集液体得碱解破解液，即可作为生物絮凝剂使用；碱解时间24-72小时，优选48-72小时；含水率为98％-99％的220g污泥和/或沼渣中加入氢氧化钠量为0.2g-1.6g，优选0.4g-1.6g。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述污泥为脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为60％；所述沼渣为污泥沼气化后排放的脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为50％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠投加量过量时，碱解破解液pH大于等于12，碱度过高；根据碱解液的碱度，往碱解液中分别继续投加污泥和/或沼渣，利用碱解液继续破解污泥和/或沼渣，可降低碱解破解液碱度。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，取pH大于等于12的碱解破解液，加入其质量8-12％的污水处理厂剩余污泥和/或沼渣，碱解时间24-72小时，优选48-72小时；固液分离，收集液体得碱解破解液，即可作为生物絮凝剂使用。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，污泥和沼渣碱解温度为常温。
6.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，碱解完成后，污泥和/或沼渣破解液通过自然沉降和/或离心获得；自然沉降时间为2-6h，离心条件为：转速：2000-6000r/min，离心时间：5-25min。
7.一种权利要求1-7任一所述的方法制备获得的生物絮凝剂。
8.一种权利要求7所述的生物絮凝剂在污水处理中的应用。
9.按照权利要求8所述的中的应用，其特征在于，应用条件如下：取一定量待处理污水，加入其质量2％-5％权利要求7所述的生物絮凝剂，搅拌均匀后，静置20-30min，待测污水即可分层。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用污水厂剩余污泥和沼渣制备生物絮凝剂的方法，该方法工艺简单，易于操作和控制，无污染，制得的生物絮凝剂具有廉价、高效、无二次污染等特点，能达到更好的经济效益和社会效益。
本发明提供的技术方案如下：
本发明提供了一种利用污水厂剩余污泥和沼渣制备生物絮凝剂的方法，包括以下步骤：
(1)将污泥和沼渣补水使其含水率达到98％-99％，具有一定的流动性，所述污泥和沼渣为污水处理厂脱水污泥和污泥沼气化后排放的脱水污泥；
(2)向所述补水后的污泥和沼渣中加入不同量的氢氧化钠颗粒。
(3)将所述加碱后的污泥和沼渣至于摇床摇动或至于搅拌器上搅拌。
(4)所述污泥和沼渣碱解后得到的碱解液即可作为生物絮凝剂使用。
(5)所述碱解液碱度较高的情况下，向碱解液中继续投加污泥或沼渣，利用碱解液继续破解污泥和沼渣。
优选地，所述污泥为脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为60％；所述沼渣为污泥沼气化后排放的脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为50％。
优选地，氢氧化钠颗粒的投加量分别为0.01g/(g脱水污泥/沼渣)、0.02g/(g脱水污泥/沼渣)、0.04g/(g脱水污泥/沼渣)、0.08g/(g脱水污泥/沼渣)。
优选地，所述摇床运行条件为转速200r/min，所述搅拌器运行条件为转子转速200r/min。优选地，所述破解过程在常温下进行。
优选地，所述污泥和沼渣碱解液pH超过12，可继续向碱解液中投加污泥和沼渣，利用碱解液的碱度继续破解污泥和沼渣。
本发明的有益效果：
剩余污泥中以微生物聚集体-菌胶团形式存在的生物质占污泥整体干重的60％-70％，其中含有大量的微生物细胞，并被以蛋白质和多糖为主要成分的荚膜和黏液层包裹。本发明利用碱解破解污泥和沼渣，释放胞内物质，能对剩余污泥中的絮凝物质直接提取利用，以剩余污泥为直接的生产原料提取微生物絮凝剂。本发明提出利用碱度较高的污泥破解液继续破解污泥和沼渣，不仅提高了碱剂的利用效率，而且降低了作为生物絮凝剂利用的污泥破解液的碱度，降低了该生物絮凝剂在后续应用中调节pH的难度。
污水处理厂剩余污泥和沼渣中的微生物含有蛋白质等大分子物质，其在生长过程中产生的蛋白质、多糖等代谢物质具有一定的絮凝能力，可作为生物絮凝剂使用。污泥中微生物的一些胞内物质也具有一定的絮凝活性。本发明先通过一次性加碱连续破解污泥和沼渣中的微生物细胞，碱解完成后，为解决碱解破解液碱度过高的情况，提高氢氧化钠利用率，降低成本，利用碱解破解液继续碱解污泥。经本发明处理过的污泥和沼渣有机质含量显著下降，污泥减量化效果明显。本发明制备生物絮凝剂操作简单，制得的生物絮凝剂可生物降解，无二次污染，且价格低廉，具有很好的经济效益和社会效益。
（发明人：谷成国;刘文杰;姜曼;石玉敏;崔鑫;王博文;姜诗慧;高旭）