一种城市污泥微塑料的降解处理方法技术

本发明专利技术涉及一种城市污泥微塑料的降解处理方法，包括如下步骤：S1：向污泥中添加DY高温菌剂，形成待处理混料。S2：向步骤S1得到的待处理混料中加入辅料，进行发酵，得到混料堆。S3：将步骤S2得到的混料堆转移到发酵槽中，形成发酵混料，向所述发酵混料进行曝气。S4：实时监测发酵混料的发酵温度，根据温度变化对发酵混料进行翻槽。S5：待发酵温度趋于室温且不再变化，得到终产物。本发明专利技术采用超高温好氧发酵的方法处理城市污泥，极端嗜热菌以污泥中的有机物和氨氮作为养分进行生长代谢，并产生腐殖质，以微塑料为有机碳源，通过呼吸作用以及生长代谢将微塑料降解。降解后的污泥中微塑料含量大大减少，腐殖质含量增加，能够用于肥料化推广利用。

【技术实现步骤摘要】
一种城市污泥微塑料的降解处理方法
本专利技术属于有机固体废物处理
，具体涉及一种城市污泥微塑料的降解处理方法。
技术介绍
塑料广泛应用于生产生活的各个领域，是现代社会中的必需品。然而，塑料的大量生产和使用导致了废弃塑料的急剧增加，并且由于其具有不易降解，抗环境腐蚀等特性，最终造成了大面积的环境污染。废弃的塑料暴露在自然环境中被风吹日晒，逐渐变成了更小颗粒的的微塑料。微塑料的体积小，有着较大的表面积，吸附污染物的能力较强。游荡的微塑料很容易被低端食物链生物吃掉，且不能被消化掉，从而导致动物生病、加剧病情甚至死亡。处于食物链顶端的人类，在富集作用下，也有可能在体内累积大量的微塑料。微塑料作为一种新型污染物，其尺寸小于5mm。大部分的微塑料都在污水处理阶段滞留在污泥中，因此，城市污泥中含有大量微塑料，是微塑料的主要载体。尽管大多数城市污泥在施用前已经做过处理，但并没有研究表明现有技术对污泥的处置能有效去除其中的微塑料，因此残留在污泥中的微塑料会对人类健康和生态环境安全造成威胁。研究者曾报道，黄粉虫幼虫等昆虫肠道微生物可以有效降解PE及PS等塑料，在废弃塑料的无害化处理中有广泛的应用前景。然而，微塑料粒径小、分布广、成分复杂，在现实生活中去除微塑料仍然非常困难。另外，城市污泥逐渐被肥料化推广利用，然而目前的污泥处理方法不能有效减少污泥中的微塑料含量，污泥在利用过程中可能会导致微塑料在环境中积累，造成生态危害。因此，需要一种能够降解城市污泥中微塑料的处理方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术中存在的城市污泥中的微塑料难以降解，在利用过程中仍存在安全隐患的问题，本专利技术提供一种城市污泥微塑料的降解处理方法。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种城市污泥微塑料的降解处理方法，包括如下步骤：S1：向污泥中添加DY高温菌剂，形成待处理混料；S2：向步骤S1得到的待处理混料中加入辅料，进行发酵，得到混料堆；S3：将步骤S2得到的混料堆转移到发酵槽中，形成发酵混料，向所述发酵混料进行曝气；S4：实时监测发酵混料的发酵温度，根据发酵温度的变化，对发酵混料进行翻槽，使其继续发酵；S5：待发酵混料的发酵温度趋于室温且不再变化，得到终产物。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S1中，所述污泥与所述DY高温菌剂的质量比为2.5：1-3:1；所述DY高温菌剂中包括以下质量组分的菌种：高温双岐菌：15-20％，芽孢杆菌：18-22％，火山芽孢杆菌：19-23％，高温放线菌：30-35％，长孢菌：8-12％。优选地，所述DY高温菌剂中包括以下质量组分的菌种：高温双岐菌：18.31％，芽孢杆菌：21.54％，火山芽孢杆菌：19.46％，高温放线菌：34.39％，长孢菌：9.3％。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S2中，所述辅料为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、稻壳或稻糠中的一种或几种；向混料堆中添加辅料，将待发酵混料的含水率控制在50-60％。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S3中，曝气强度为0.3-0.5m3/h。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S4中，进行3-4次翻槽，具体地，取出发酵混料，并将发酵混料均匀翻堆，使所述发酵混料中的水分、有机物、氧气均匀分布，并增大发酵混料的孔隙率；一次翻槽完成后，将发酵混料装回发酵槽，进行下一周期的发酵，重复3-4次翻槽，直到发酵混料的温度不再升高。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S4中，发酵混料的发酵周期为2-3天，在所述发酵周期内，发酵混料的温度大于85℃；当发酵混料的温度低于65-70℃时，对发酵混料进行翻槽。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S4中，采用热电偶以及摄像头对所述发酵混料进行实时监测。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，步骤S5中，得到终产物后，对终产物中的微塑料含量进行检测；若终产物中的微塑料颗粒直径≤0.05mm，则将其排放；若终产物中的微塑料颗粒直径＞0.05mm，则将所述终产物作为回料，再次投入步骤S2中进行发酵。如上所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，优选地，采用四分法对终产物进行取样，并采用显微红外技术对终产物中的微塑料粒径进行计数。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术采用超高温好氧发酵的方法处理城市污泥，向城市污泥中添加DY高温菌剂、辅料，并进行曝气控制以保证供氧充足。在上述条件下，极端嗜热菌以污泥和辅料中的有机物和氨氮作为养分进行生长代谢，并产生腐殖质，以微塑料为有机碳源，通过嗜热微生物的呼吸作用以及生长代谢，将污泥中含有的微塑料进行降解，从而达到降低微塑料含量的目的。本专利技术的超高温好氧发酵的方法能够实现城市污泥的无害化以及资源化处理，降解直径在0.05mm-5mm范围内的微塑料。降解后的城市污泥中，微塑料含量大大减少，腐殖质含量增加，能够用于肥料化推广利用。本专利技术的降解处理方法为城市污泥的无污染利用提供了一种无害化高效彻底的资源化处理途径，运行成本低，为解决城市污泥中的微塑料污染提供了一种新的思路，对缓解城市污泥微塑料污染，改善土壤环境具有重要意义。附图说明图1为本专利技术中污泥微塑料的降解处理工艺流程图；图2为本专利技术实施例1中所用的沈阳市振兴污水处理厂中的待处理的沈阳市政污泥的实物图；图3为本专利技术实施例1中所使用的的DY高温菌剂的实物图；图4为本专利技术中发酵槽的结构示意图；图5为本专利技术中发酵槽与曝气设备的连接关系图。【附图标记说明】1：发酵槽；2：组合板；3：曝气鼓风机；4：曝气管；5：气体流量计。具体实施方式为了更好地解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本实施例提供一种城市污泥微塑料的降解处理方法，包括如下步骤：S1：向含有高浓度微塑料的污泥原样中加入DY高温菌剂，形成待处理混料。污泥原样与DY高温菌剂质量比2.5:1-3:1。本步骤中，所用的污泥原样为来自沈阳市振兴污水处理厂的待处理的沈阳市政污泥，所用污泥如图2所示。所用菌剂为自制的DY高温菌剂，DY高温菌剂如图3所示。本实施例选用的DY高温菌剂中包括以下质量组分的菌种：高温双岐菌：15-20％，芽孢杆菌：18-22％，火山芽孢杆菌：19-23％，高温放线菌：30-35％，长孢菌：8-12％。S2：向步骤S1中的待处理混料按照含水率要求添加辅料，将污泥和辅料用搅拌机机混合均匀，得到待发酵的混料。本步骤中，采用玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、稻壳或者稻糠中的一种或多种作为辅料，将混料的含水率控制在50-60％。具体地，当混料的含水率低于50％，则继续添加城市污泥和菌剂。若混料的含水率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市污泥微塑料的降解处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：向污泥中添加DY高温菌剂，形成待处理混料；/nS2：向步骤S1得到的待处理混料中加入辅料，进行发酵，得到混料堆；/nS3：将步骤S2得到的混料堆转移到发酵槽中，形成发酵混料，向所述发酵混料进行曝气；/nS4：实时监测发酵混料的发酵温度，根据发酵温度的变化，对发酵混料进行翻槽，使其继续发酵；/nS5：待发酵混料的发酵温度趋于室温且不再变化，得到终产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市污泥微塑料的降解处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：向污泥中添加DY高温菌剂，形成待处理混料；
S2：向步骤S1得到的待处理混料中加入辅料，进行发酵，得到混料堆；
S3：将步骤S2得到的混料堆转移到发酵槽中，形成发酵混料，向所述发酵混料进行曝气；
S4：实时监测发酵混料的发酵温度，根据发酵温度的变化，对发酵混料进行翻槽，使其继续发酵；
S5：待发酵混料的发酵温度趋于室温且不再变化，得到终产物。


2.根据权利要求1所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述污泥与所述DY高温菌剂的质量比为2.5：1-3:1；
所述DY高温菌剂中包括以下质量组分的菌种：高温双岐菌：15-20％，芽孢杆菌：18-22％，火山芽孢杆菌：19-23％，高温放线菌：30-35％，长孢菌：8-12％。


3.根据权利要求1所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，其特征在于，所述DY高温菌剂中包括以下质量组分的菌种：高温双岐菌：18.31％，芽孢杆菌：21.54％，火山芽孢杆菌：19.46％，高温放线菌：34.39％，长孢菌：9.3％。


4.根据权利要求1所述的城市污泥微塑料的降解处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述辅料为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、稻壳或稻糠中的一种或几种；
向混料堆中添加辅料，将待发酵混料的含水率控制在50-60％。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世安，朱彤，姚赛，马峰，于海涛，陈庆辉，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21