一种城市污泥清洁利用的方法技术

本发明专利技术提供一种城市污泥清洁利用的方法，是将城市污泥进行高温厌氧发酵后，加入氧化硫杆菌富集菌液培养，最后，将城市污泥脱水。通过本发明专利技术的城市污泥清洁利用的方法，在厌氧消化阶段可生产制备沼气；经氧化硫杆菌处理脱除重金属后，能够使污泥充分腐熟，同时对于城市工业污泥在重金属含量超出国家农用标准规定重金属限值5倍的范围情况下，重金属脱除效果良好，脱除率可达到90%～95%，经处理后的工业污泥可完全满足污泥的农用要求，加工成各类有机肥料，进行园林绿化和农用等，提高土壤有机质，改良土壤结构。而相对城市生活污泥的重金属脱除效果更加明显。

【技术实现步骤摘要】
一种城市污泥清洁利用的方法
本专利技术涉及一种城市污泥清洁利用的方法。
技术介绍
十二五期间，我国城市污水处理厂日产含水率80％的污泥3500万～6000万吨。城市污泥含有丰富的氮、磷、钾和有机质，作为有机肥料利用是一种最为经济可行和最有前景的处置方法，但是其中含有的高浓度重金属限制了这一处置方法。在现有的污泥处理处置中，方式较为单一。对重金属含量低的污泥，往往通过高温堆肥的方式进行处理，应用到园林绿化及农用中。而对重金属含量高的城市污泥，普遍采用的是焚烧、制砖等方式进行，污泥资源化利用度低，同时对环境容易造成二次污染。在对污泥重金属的无害化处理中，目前还没有一个适合规模化处理的工艺。本专利技术的城市污泥清洁利用的方法，可以对不同城市污泥进行综合利用。通过对污泥的高温厌氧消化制备沼气和氧化硫杆菌脱除重金属的综合处理，即能达到对污泥的清洁利用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种城市污泥清洁利用的方法，其目的是对各类城市污泥进行规模化的综合处理，使之能够达到清洁利用。一方面在对城市污泥连续高温厌氧消化中，对城市污泥尽大程度地减量化，完全的无害化处理，同时生产沼气进行清洁能源的利用；另一方面，通过氧化硫杆菌对污泥重金属的脱除，做到对城市污泥的最大程度地资源化利用，同时消除对环境造成的二次污染。本专利技术提供的一种城市污泥清洁利用的方法，是将城市污泥进行高温厌氧发酵后，加入氧化硫杆菌富集菌液培养，最后，将城市污泥脱水。优选地，步骤如下：1)对高温厌氧甲烷菌进行三级扩繁培养；2)将扩繁后的处于生长对数期的高温厌氧甲烷菌菌液加入城市污泥中，进行高温厌氧发酵。3)对氧化硫杆菌进行三级扩繁培养，得到氧化硫杆菌富集菌液；4)当氧化硫杆菌富集菌液中菌群数达到20-30亿/L时，将其加入步骤(2)发酵后的污泥中，同时加入硫粉，连续培养3-5天后，将城市污泥脱水至55-60％。高温厌氧甲烷菌能够在短时间内对污泥内的有机物进行厌氧消化，通过对有机碳的消化转化为甲烷气体，收集后加以利用，不仅达到能源的可再生利用，还能够对污泥进行减量化和初步的无害化处理，使处理后的污泥能够减量30％-40％；氧化硫杆菌通过在污泥中的快速繁殖，直接作用或其代谢产物的间接作用，通过氧化、还原、络合、吸附、溶解过程，将污泥中的难溶性重金属分离浸提出来。而通过加入硫粉，不仅能调整污泥的整体pH值，提供氧化硫杆菌合适的生长环境，还能为氧化硫杆菌的迅速繁殖提供营养物质，以保证其快速繁殖的营养能源。当氧化硫杆菌菌含量过低时，在污泥中快速繁殖慢，生长繁殖时间长，降低对污泥重金属的脱除效率，而菌含量过大，容易造成菌含量的过饱和，短时间大量消耗限量的硫元素，影响氧化硫杆菌在污泥中的周期性繁殖，造成菌剂的过早衰亡，影响对污泥的处理效率。通过前期试验验证，氧化硫杆菌菌含量在20-30亿/L较为合适。优选地，所述高温厌氧发酵的温度为55-60℃，周期为7-10天。在55-60℃高温厌氧发酵环境下，能大大提高甲烷菌的生命活动，对污泥中的有机质能快速的降解转化，且甲烷气体的产率较高。若温度过低，则影响甲烷菌的代谢活动，造成污泥中有机质消耗过低，甲烷产气量产率低；若温度过高，不仅造成甲烷菌的过早衰亡，而且对高温工艺的过程控制成本也较高，因此优选地在55-60℃的温度下对污泥进行厌氧消化处置。在55-60℃时，在厌氧消化7-10天，污泥中有机质消耗率最大，在超过这个处理周期(﹥10天)，污泥中有机质消耗及甲烷产量并没有随时间的延长而增大，而处理时间过短(﹤7天)，污泥的有机质的降解和甲烷量还没达到最大值，因此，优选地选择厌氧消化周期为7-10天。优选地，所述高温厌氧甲烷菌菌液的加入量是城市污泥质量的0.3-0.5％。当加入甲烷菌菌含量过低时(﹤0.3％)，在污泥中快速繁殖慢，生长繁殖时间长，降低对污泥有机质的效率和甲烷气产量过低，延长对污泥的消化时间；而菌含量过高(﹥0.5％)，容易造成菌含量的过饱和，短时间大量的甲烷菌的快速繁殖衰亡，造成中后期菌含量低，影响对污泥的消化和甲烷产气量，通过前期试验验证，向污泥中加入污泥量的0.3-0.5％的甲烷菌也较为合适。优选地，步骤(4)中氧化硫杆菌富集菌液的加入量是污泥质量的0.3-0.5％。当加入氧化硫菌含量过低时(﹤0.3％)，在污泥中快速繁殖慢，生长繁殖时间长，需很长时间才能营造一个较为合适的酸性环境及对重金属的解析；而菌含量过大(﹥0.5％)，容易造成菌含量的过饱和，短时间大量的氧化硫杆菌的快速繁殖衰亡，造成中后期菌含量低，影响对污泥中的重金属的解析，通过前期试验验证，向污泥中加入污泥量的0.3-0.5％的氧化硫杆菌也较为合适。优选地，步骤(4)中硫粉的加入量为污泥重量的0.1-0.2％。相比较，加入硫粉过低(﹤0.1％)，不能有效的调节污泥中的酸碱环境和补充氧化硫杆菌生命代谢所需的硫元素，而加入硫粉过多(﹥0.2％)，不仅造成污泥中的硫饱和，造成硫抑制，影响氧化硫杆菌的生长繁殖，并且污泥环境中酸碱度偏低，同样不利于氧化硫杆菌的生长代谢。优选地，所述高温厌氧甲烷菌扩繁培养的具体步骤为：在绝对厌氧环境、温度55℃下，对高温厌氧甲烷菌进行三角瓶活化68h-72h，120L种子罐培养72h-78h和10吨大罐扩培生产62h-70h，完成三级培养菌剂的生产，即得甲烷菌液。优选地，所述氧化硫杆菌扩繁培养的具体步骤为：在通氧环境、温度30℃下，对氧化硫杆菌进行三角瓶活化、种子罐培养和大罐生产三级培养，生产氧化硫杆菌菌液；其中，氧化硫杆菌活化培养基为：NH4Cl1.0g/L,NaCl1.0g/L,K2HPO40.5g/L,MgCl20.7g/L,CaCl20.15g/L,硫粉10g/L,将氧化硫杆菌菌种加入到上述液体培养基中，在150r/min、30℃下培养3-5天，取其上清液10-20ml，转接到上述活化培养基中再培养，用相同的方法转接三次，完成菌种活化；菌种扩繁培养基为：硫代硫酸钠0.5g/L,硫粉6g/L，豆粕0.05g/L，鱼粉0.02g/L，按照上述培养基对菌种进行种子罐和大罐的菌种扩繁，培养条件为通气压力0.05Mpa、30℃下培养3-5天，即完成种子的扩繁。优选地，所述城市污泥包括城市工业污泥和城市生活污泥。由于城市生活污泥中较城市工业污泥中重金属含量低，因此，应用本专利技术的城市污泥清洁利用方法能更有效的对城市生活污泥进行净化，净化后得到的营养土可用于园林绿化等。优选地，所述城市污泥中重金属含量不超出国家农用标准规定重金属限值5倍。本专利技术的第二个目的是提供应用上述方法制备得到的有机肥。本专利技术的城市污泥清洁利用的方法可规模化的处理城市污泥。通过本专利技术的城市污泥清洁利用的方法，不仅节约了城市污泥处理能耗、费用及缩短了处理周期，而且在处理过程中，完全避免了对环境的二次污染，同时又做到了能源及肥料资源的利用，切实做到了城市污泥的清洁利用，绿色环保。通过本专利技术的城市污泥清洁利用的方法，在厌氧消化阶段可生产制备沼气；经硫化杆菌处理脱除重金属后，能够使污泥充分腐熟，同时对于城市工业污泥在重金属含量不超出国家农用标准规定重金属限值5倍的范围情况下，重金属脱除效果良好，脱除率可达到90％～95％，经处理后的工业污泥可完全满足污泥的农用要求。应用本专利技术的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市污泥清洁利用的方法，是将城市污泥进行高温厌氧发酵后，加入氧化硫杆菌富集菌液培养，最后，将城市污泥脱水。

【技术特征摘要】
1.一种城市污泥清洁利用的方法，是将城市污泥进行高温厌氧发酵后制备沼气，而后加入氧化硫杆菌富集菌液培养脱除重金属，最后，将城市污泥脱水，步骤如下：（1）对高温厌氧甲烷菌进行三级扩繁培养，具体步骤为：在绝对厌氧环境、温度55℃下，对高温厌氧甲烷菌进行三角瓶活化68h-72h，120L种子罐培养72h-78h和10吨大罐扩培生产62h-70h，完成三级培养菌剂的生产，即得甲烷菌液；（2）将扩繁后的处于生长对数期的高温厌氧甲烷菌菌液加入城市污泥中，进行高温厌氧发酵，其中，所述高温厌氧发酵的温度为55-60℃，周期为7-10天，所述高温厌氧甲烷菌菌液的加入量是城市污泥质量的0.3-0.5%；（3）对氧化硫杆菌进行三级扩繁培养，得到氧化硫杆菌富集菌液；所述氧化硫杆菌扩繁培养的具体步骤为：在通氧环境、温度30℃下，对氧化硫杆菌进行三角瓶活化、种子罐培养和大罐生产三级培养，生产氧化硫杆菌菌液；其中，氧化硫杆菌活化培养基为：NH4Cl1.0g/L,NaCl1.0g/L,K2HPO...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宜东，何薇，郭志国，陈秀敏，丁丽，刘淑萍，杨娜，李京华，刘欢，田佳俊，王君岩，
申请(专利权)人：新疆天物科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65