一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法技术

本发明专利技术提供了一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，利用生物酶水解预处理城市污泥，秸秆等调理剂、生物强化和微曝气系统，优化污泥堆肥过程和效果。最优化酶解预处理为溶菌酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶，质量比为1：1：1：1，酶投量水平为4％，50℃水解6小时。生物强化方式为混匀、喷洒以及混匀联合喷洒。最优化好氧堆肥工艺周期缩短到10天，包括启动期温度45℃维持1天，高温期温度50℃维持6天，腐熟稳定3天。每天翻堆一次，并进行表层液体喷洒，主要集中在前四天。本发明专利技术采用酶解预处理联合生物强化优化污泥堆肥，具有保氮、除臭和快速等特点，广泛应用于城市污泥堆肥的实际处理中。实际处理中。实际处理中。

【技术实现步骤摘要】
一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法


[0001]本专利技术涉及固废资源化
，具体涉及一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，利用复合酶水解预处理、秸秆等调理剂、微曝气系统和生物强化菌剂优化城市污泥好氧堆肥。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国城镇化发展水平的提升，污水处理量逐年增长，预计2020年
‑
2025年城市污泥产生量将突破6000万m3/年(以含水率80％计)。2025年我国城市污泥无害化处置率达90％，实现无害化推进资源化。好氧堆肥是一种经济、环保、有效的污泥稳定化和资源化处理工艺，但是利用污泥中原有微生物的自然生物衰减，普遍存在氮损失较高，臭气污染较大、堆肥周期长等问题。
[0003]城市污泥含有机质高，生物降解性较差，其水解过程是污泥好氧发酵的限速步骤。酶解预处理可以加速城市污泥中多聚合物快速水解转化为可生物利用有机质。淀粉酶和蛋白酶水解污泥细胞外大分子有机物为小分子有机物，絮体失稳，促进污泥总固形物中有机质的水解。溶菌酶裂解污泥中微生物细胞壁，微生物细胞溶胞破解，释放污泥内结合水和和胞内水，提高胞内物质溶出速率。复合酶如蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等水解效果较单一酶水解效果好。
[0004]生物强化向原有的生物处理系统中引入预先培养好的具有特定功能的有效微生物，改善了原有生物处理体系中微生物组成，可以避免或减少二次污染。从原系统中分离和浓缩固有的土著微生物作为生物强化菌剂，具有较强的竞争力和抵抗外部压力波动的能力，提高了原系统中微生物量，缩短生物处理的迟滞期，加快系统启动。菌剂对原系统中有机物有较高的降解能力，提高其降解速率，缩短堆肥时间。一些从堆肥中分离出来的高温菌、中温菌、放线菌和真菌常作为堆肥接种剂，增强难降解有机物的去除效能，加速细胞壁和木质素、纤维素水解，加速堆肥的腐殖化过程。
[0005]目前好氧堆肥中，生物强化主要采用混匀方式。堆肥过程中，堆体表层物料位于通风末端，微生物受到氧供应缺少和代谢废气抑制双重影响，生物代谢网络受到阻塞，在一定程度上影响了堆体反应速度和堆肥质量。利用生物酶法水解预处理工艺，促进城市污泥有机颗粒的快速水解和细胞破解，提高污泥可生物利用性；联合生物强化，增大微生物代谢强度，加速有机物降解速度，缩短堆肥启动期和发酵周期。酶解预处理联合生物强化优化污泥堆肥，更易促进堆肥腐熟和氮固持、减少氨气和硫化氢释放，尚无研究。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，利用复合酶水解预处理污泥，联合生物强化优化污泥混合好氧堆肥。
[0007]实现本专利技术的技术方案：
[0008]一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，复合酶水解预处理污
泥，秸秆为调理剂，不同生物强化方式优化污泥混合微曝气堆肥。
[0009]所述城镇污水处理厂剩余污泥含水率为75％
‑
85％，有机质(OM)含量为500
‑
700g/kg 干基。
[0010]所述复合酶包括蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和溶菌酶，复合比例为1：1：1：1。
[0011]所述芦苇杆粉含水率为0.65％
‑
0.80％，优选0.72％。芦苇杆粉粒度0.5
‑
2mm，优选1mm。
[0012]所述生物强化菌剂(HS
‑
DO)为团队自行筛选除臭、保氮和快速启动堆肥复合菌剂，培养温度为40
‑
50℃，培养时间为20
‑
25小时。菌剂使用浓度为0.15
‑
0.20mg/L。
[0013]a.城市污泥预处理与复合酶按照添加比例为96:4(W：V)混匀，45℃密封保温水解预处理6小时。
[0014]b.混匀方式生物强化菌剂添加量为每千克芦苇杆粉中混匀HS
‑
DO 150
‑
350mL。
[0015]c.将预处理后的污泥：(芦苇杆粉+HS
‑
DO)按湿基质量比1:(0.20
‑
0.30)混合，混合物料含水率为65
‑
70％，碳氮比为21
‑
25。
[0016]d.将混合物料放置在堆肥装置中，通过微曝气系统及人工强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥，通风速率为0.1～0.2L/min/kg。曝气速率优选为0.18L/min/kg湿基。
[0017]e.混合物料好氧堆肥：启动期1天，保温45℃；高温期6天，温度≧50℃；自然腐熟3
‑
6天。每天翻堆一次。
[0018]优化堆肥机理：
[0019]本专利技术采用复合酶水解预处理联合生物强化优化污泥混合堆肥，以探讨堆肥系统中氮固持、氨气和硫化氢释放，以及堆肥腐熟程度，复合酶水解预处理以及不同生物强化方式优化堆肥机理如下：
[0020]1.复合酶水解预处理促进城市污泥有机颗粒的快速水解和细胞破解，提高污泥可生物利用性，刺激土著微生物以及生物强化细菌生长，堆体快速启动。
[0021]2.混匀方式生物强化提高了好氧细菌的竞争能力，菌剂浓度高，pH值低，释放热量大，堆温高，含水率低，总氮含量最高。高剂量生物强化利于保氮和生物干化作用。
[0022]3.高温期后期及腐熟期，堆肥物料颗粒趋于均匀，稳定通风供氧较均匀。另外，堆体中可生物降解有机物含量急剧降低，电子供体减少，硝酸盐还原酶活性降低，硝态氮在堆体中累积。同时，氨氮含量和pH降低，以及腐熟期温度降低，氨气释放量显著减少。混合方式生物强化氨气释放量显著降低。
[0023]4.堆肥过程中，堆体表层物料位于通风末端，微生物受到氧供应缺少和代谢废气抑制双重影响，生物代谢网络受到阻塞，在一定程度上影响了堆体反应速度和堆肥质量。表面喷洒生物强化方式增强了堆肥表层物料好氧细菌竞争能力，显著改善了堆体表面菌体代谢抑制作用，有效构建了表层生态系统，强化了表层生物代谢，对物料中溶解性多糖代谢、减少硫化氢释放有积极作用。
[0024]5.混匀联合喷洒方式生物强化方式更易促进堆肥腐熟和氮固持、减少氨气和硫化氢释放，实现污泥稳定化和资源化。
[0025]采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术通过采用复合酶水解预处理，促进污泥中难溶性有机颗粒快速水解为可溶性小分子有机物，提高污泥的可生物降解性，增强堆肥微生物代谢速率，缩短污泥堆肥周
期。通过添加芦苇秆粉改善了污泥碳氮比含量低的特点，为微生物生长提供了充足碳源；提高了污泥堆体的透气性，使气体流通效果更好。采用混匀、表面喷洒以及混匀联合喷洒等生物强化方式，提高好氧微生物竞争力，增大微生物代谢强度，增强有机物降解，缩短堆肥启动期和发酵周期。本专利技术通过复合酶水解预处理联合生物强化优化污泥混合堆肥，减少堆肥过程氮素损失，降低氨和硫化氢释放，缩短堆肥周期，改善了堆肥质量，提高了堆肥产品肥效，促进城市污泥有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，其特征在于：将城镇污泥放置在发酵装置中，通过复合酶水解预处理、秸秆调理以及生物强化优化污泥混合好氧堆肥。2.根据权利要求1所述的酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，其特征在于：所述复合酶包括蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和溶菌酶，复合比例为1：1：1：1。3.根据权利要求1所述的酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，其特征在于：所述复合酶添加比例为3
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5％，30
‑
50℃密封保温水解预处理4
‑
8小时。4.根据权利要求1所述的酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，其特征在于：所述生物强化菌剂(HS
‑
DO)为团队自行筛选除臭、保氮和快速启动堆肥复合菌剂，最适温度为35
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50℃，培养1
‑
2天。5.根据权利要求1所述的酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，其特征在于：所述生物强化菌剂可以采用混匀方式、喷洒方式以及混匀联合喷洒方式。6.根据权利要求1所述的酶解预处理联合生物强化优化城市污泥快速堆肥方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：成庆利，张龙龙，王大伟，
申请(专利权)人：成庆利，
类型：发明
国别省市：