一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法技术

一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法，本发明专利技术属于污水处理领域。本发明专利技术要解决现有利用剩余污泥生产微生物絮凝剂条件苛刻，生产成本高，提取难度大，且直接提取的絮凝剂絮凝率低的问题。方法：一、浓缩均质化处理；二、利用后生动物生物处理；三、热酸解处理。本发明专利技术用于利用后生动物促进污泥提取絮凝剂。

【技术实现步骤摘要】
一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法
本专利技术属于污水处理领域。
技术介绍
微生物絮凝剂的主成分为蛋白质、多糖和核酸等生物大分子聚合物，由微生物在细胞代谢过程中产生，通过基于物理、化学机理的提取过程，将其次级代谢产物分离，从而获得具有促进水中悬浮颗粒、菌体、胶体粒子沉降的微生物絮凝剂产品。微生物絮凝剂具有环境友好、生态安全等优势，在近年来的水处理研究和应用领域中备受关注。目前对于微生物絮凝剂的制备主要关注于三种技术路线，通过优选微生物絮凝剂产生菌菌株，在培养基上进行培养生产絮凝剂。技术路线之一为通过较为精细的培养基生产絮凝剂，并对发酵参数进行优化。主要利用葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉等的碳源，蛋白胨、尿素、硝酸盐等氮源为底物，或酵母膏等营养丰富的底物，所选用微生物絮凝剂产生菌发生代谢作用来生产微生物絮凝剂。如专利CN103435250A公开了一种投加微生物絮凝剂改善活性污泥脱水性能的方法，从活性污泥中分离、纯化、筛选得到微生物絮凝剂产生菌Klebsiellapneumoniae，在温度为25～40℃，转速为100～200r/min振荡发酵培养2～3d的条件下从发酵上清液中提取到了絮凝剂样品，并用于污泥脱水。专利CN106430627A公开了一种真菌类微生物絮凝剂的制备方法及应用，将黑曲霉接种于初始pH为6.0～9.0，以葡萄糖、(NH4)2SO4、尿素、酵母膏等配制的培养基上，于30～35℃、150～200r/min的条件下振荡培养36～72h后，收集发酵液制得。专利CN106630063A公开了一种由类芽孢杆菌产生的微生物絮凝剂及其应用，将上述类芽孢杆菌接种至由淀粉、磷酸二氢钠、硝酸钾等制成的发酵培养基中，培养温度为30℃，摇床培育2～3天获得微生物絮凝剂。此技术的难点在于微生物絮凝剂产生菌菌株的筛选及产絮特性的全面研究，同时，葡萄糖、酵母膏、尿素等底物的价格较高，导致生产成本较高。需要探索对廉价底物的利用以降低整体的生产成本。第二种技术路线为利用廉价的食品生产残渣、废水及下脚料底物培养微生物絮凝剂，例如专利CN108060179A公开了一种除磷微生物絮凝剂及其制备方法和应用，利用秸秆，甘薯渣，甘蔗渣类粗纤维原料为底物，经过三级发酵，分别逐级接种产絮菌、解纤维梭菌、粘细菌，最终获得发酵产物絮凝剂。专利CN107089712A公开了一种利用海产品下脚料制备生态仿生型微生物絮凝剂的方法，利用鱼肚、鱼肉碎屑等海产品下脚料与人工海水配制后经过水解过程，将水解后的液体培养菲律宾蛤仔吐出的污泥悬浊液获得絮凝剂。专利CN105238843B公开了一种微生物絮凝剂、制备方法及其应用，以红薯加工废水配置的发酵培养基接种微生物絮凝剂产生菌，并在发酵过程中补充磷酸盐和红薯加工废水，经过24-42h的发酵获得微生物絮凝剂。专利CN102776239A公开了利用酵母废水和啤酒废水混合后添加磷酸盐制成培养基生产微生物絮凝剂及方法。此类技术路线利用了食品及工业下脚料等廉价的营养物质，通过一定的处理作为微生物絮凝剂产生菌株的底物支持其生长，然而培养基的制备过程往往较为繁琐，廉价底物的营养成分有可能不足，往往需要额外添加营养成分或在发酵过程中补充营养成分，尤其是利用纤维素等成分生产絮凝剂时由于纤维素难于利用，需要进行多次发酵以产生絮凝剂产物。第三种技术路线是将城市固废-剩余污泥作为添加物制成微生物絮凝剂培养基及应用，例如专利CN105217805B公开了一种利用剩余活性污泥和农作物秸秆制备微生物絮凝剂的方法，将灭菌污泥与酸解秸秆液混合灭菌制成培养基，在发酵过程中进一步添加磷酸盐和灭菌活性污泥用于絮凝剂发酵。专利CN103408146A公开了一种由生物絮凝剂和聚合氯化铝制备复合絮凝剂的方法，其中有机生物絮凝剂的制备部分利用了污水处理厂剩余污泥和养殖废水分别高温灭菌，取灭菌后剩余污泥的上清液与养殖废水以体积比1:(6-11)的比例混合成培养基，用于接种絮凝剂产生菌株发酵得到有机生物絮凝剂。目前对于污泥作为底物配制培养基的技术路线包括使用灭菌污泥和使用灭菌污泥上清液两类，在此基础上添加其他廉价基质和营养物制成培养基，实现了一定程度的絮凝剂生产成本降低。此类工艺虽然实现了对污泥的利用，但仍然需要经过灭菌和额外添加营养物。城市剩余污泥是难以处理的城市固废，由于产量高、污染大，剩余污泥已成为污水处理行业衍生的不容忽视的环境污染源。利用剩余污泥生产微生物絮凝剂由于具有环境友好、生态安全、价格低廉等优势，在近年来的水处理研究和应用领域中备受关注。以往的技术路线往往集中于使用灭菌污泥配制培养基，由于营养成分的不足，需要额外添加其它营养物质，同时，絮凝剂产生菌的发酵条件较为苛刻，因此，整体的生产成本和技术需求仍然较高。剩余污泥中以微生物聚集体-菌胶团形式存在的生物质占整体干重的60％～70％，其中含有大量的微生物细胞，富含蛋白质和多糖，细胞外被主要成分为蛋白质和多糖的荚膜和黏液层包裹，如果能对其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，将省去额外的培养基灭菌、配制、发酵等繁琐的絮凝剂生产过程，节省营养底物添加、发酵培养能耗物耗等成本，有利于在经济欠发达地区的推广应用，能够实现污泥的资源化利用。然而，由于污泥絮体成分复杂，对其絮凝活性物质的提取难度较大。综上所述，现有利用剩余污泥生产微生物絮凝剂条件苛刻，生产成本高，提取难度大，且直接提取的絮凝剂絮凝率低，通常低于30％。
技术实现思路
本专利技术要解决现有利用剩余污泥生产微生物絮凝剂条件苛刻，生产成本高，提取难度大，且直接提取的絮凝剂絮凝率低的问题，而提供一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法。一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法是按以下步骤进行：一、浓缩均质化处理：将污水处理厂未经脱水处理的剩余污泥静置，沉淀2h～3h，去除上清液，取浓缩沉淀后的污泥，依次用4目和10目的筛网过滤去除杂质，得到浓缩均质后的污泥；二、利用后生动物生物处理：利用蒸馏水将浓缩均质后的污泥稀释至浓度为3000mg/L～5000mg/L，得到污泥混合液，向污泥混合液中投加后生动物进行生物溶胞处理，得到后生动物处理后的污泥；若所述的后生动物为大型后生动物时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为2mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为小型后生动物时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度大于2mg/L的条件下，向每1mL污泥混合液中投加50条～200条小型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为大型后生动物和小型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为2mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加10条～100条小型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为大型后生动物和浮游型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为3.5mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加2个～5个浮游型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为小型后生动物和浮游型后生动物的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法，其特征在于一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法是按以下步骤进行：一、浓缩均质化处理：将污水处理厂未经脱水处理的剩余污泥静置，沉淀2h～3h，去除上清液，取浓缩沉淀后的污泥，依次用4目和10目的筛网过滤去除杂质，得到浓缩均质后的污泥；二、利用后生动物生物处理：利用蒸馏水将浓缩均质后的污泥稀释至浓度为3000mg/L～5000mg/L，得到污泥混合液，向污泥混合液中投加后生动物进行生物溶胞处理，得到后生动物处理后的污泥；若所述的后生动物为大型后生动物时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为2mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为小型后生动物时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度大于2mg/L的条件下，向每1mL污泥混合液中投加50条～200条小型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为大型后生动物和小型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为2mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加10条～100条小型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为大型后生动物和浮游型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为3.5mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加2个～5个浮游型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为小型后生动物和浮游型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度大于3.5mg/L的条件下，向每1mL污泥混合液中投加50条～200条小型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加2个～5个浮游型后生动物，处理3天～5天；所述的大型后生动物为水丝蚓、颤蚓和尾鳃蚓中的一种或其中几种的组合；所述的小型后生动物为顠体虫；所述的浮游型后生动物为水蚤；三、热酸解处理：将后生动物处理后的污泥浓缩沉淀，然后用滤网过滤，并去除上清液，使得污泥与后生动物分离，将分离后的污泥在转速为2500r/min～3000r/min的条件下，离心5min～10min，去除上清液，得到污泥固形物；所述的污泥固形物含水率为85％～90％；向10g～20g污泥固形物中加入质量百分数为30％～36％的HCl溶液，得到加酸后的污泥，然后向加酸后的污泥中添加蒸馏水，得到酸解污泥溶液，所述的酸解污泥溶液的体积为100mL，然后在温度为30℃～50℃的条件下，酸解20min～30min，酸解后在转速为8000r/min～10000r/min的条件下，离心10min～15min，取上清液作为絮凝剂，即完成利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法；所述的酸解污泥溶液中HCl浓度为0.5mol/L～1mol/L。...

【技术特征摘要】
1.一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法，其特征在于一种利用后生动物促进污泥提取絮凝剂的方法是按以下步骤进行：一、浓缩均质化处理：将污水处理厂未经脱水处理的剩余污泥静置，沉淀2h～3h，去除上清液，取浓缩沉淀后的污泥，依次用4目和10目的筛网过滤去除杂质，得到浓缩均质后的污泥；二、利用后生动物生物处理：利用蒸馏水将浓缩均质后的污泥稀释至浓度为3000mg/L～5000mg/L，得到污泥混合液，向污泥混合液中投加后生动物进行生物溶胞处理，得到后生动物处理后的污泥；若所述的后生动物为大型后生动物时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为2mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为小型后生动物时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度大于2mg/L的条件下，向每1mL污泥混合液中投加50条～200条小型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为大型后生动物和小型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为2mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加10条～100条小型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为大型后生动物和浮游型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度为3.5mg/L～4mg/L的条件下，向每1L污泥混合液中投加12g～20g大型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加2个～5个浮游型后生动物，处理3天～5天；若所述的后生动物为小型后生动物和浮游型后生动物的组合时，则在温度为22℃～26℃及溶解氧浓度大于3.5mg/L的条件下，向每1mL污泥混合液中投加50条～200条小型后生动物，且每1mL污泥混合液中投加2个～5个浮游型后生动物，处理3天～5天；所述的大型后生动物为水丝蚓、颤蚓和尾鳃蚓中的一种或其中几种的组合；所述的小型后生动物为顠体虫；所述的浮游型后生动物为水蚤；三、热酸解处理：将后生动物处理后的污泥浓缩沉淀，然后用滤网过滤，并去除上清液，使得污泥与后生动物分离，将分离后的污泥在转速为2500r/min～3000r/min的条件下，离心5min～10min，去除上清液，得到污泥固形物；所述的污泥固形物含水率为85％～90％；向10g～20g污泥固形物中加入质量百分数为30％～36％的HCl溶液，得到加酸后的污泥，然后向加酸后的污泥中添加蒸馏水，得到酸解污泥溶液，所述的酸解污泥溶液的体积为100mL，然后在温度为30℃～50℃的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓琦，闫立龙，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23