强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法，属于污泥处理领域。本发明专利技术通过对污水处理厂产生的污泥进行酸化处理，将pH调节至2～3，得到酸化的污泥，向酸化的污泥中加入次氯酸钠，搅拌均匀。本发明专利技术通过酸化预处理过程可有效强化次氯酸钠氧化能力，从而提高污泥中病原微生物的杀灭效率，且污泥发光细菌急性毒性强度显著降低。本发明专利技术在消毒过程中通过预酸化处理还可以减少消毒剂的使用量，又控制了消毒副产物的产生，降低了污泥后续再利用的安全隐患。本发明专利技术消毒方法的原料廉价易得，处理成本低，操作方便，可以为污泥应急消毒与毒副产物控制提供新方法。以为污泥应急消毒与毒副产物控制提供新方法。以为污泥应急消毒与毒副产物控制提供新方法。

Strengthening chlorine disinfection to kill pathogenic microorganisms and toxic by-products in sludge

【技术实现步骤摘要】
强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理
更具体地说，本专利技术涉及一种强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法。

技术介绍

[0002]污泥是污水处理厂的主要副产物，而由细菌聚集而成的胞外聚合物(菌胶团)则是污泥的基本组成成分，污泥中含有大量的病原体，胞外聚合物的存在为这些致病微生物的储存和传播提供了合适的条件。因此，在污泥没有预先消毒的情况下，病毒很有可能在污泥管理、运输或土地利用过程中，通过间接接触感染人类，给公众健康带来威胁。
[0003]在纷繁多样的消毒方式中，氯化消毒是污水处理和再生水回用过程中最常用和最早使用的方法，也是对各类病毒进行灭活的最简单有效的方法。然而，氯化消毒污泥也存在一些负面影响，在消毒过程中，有效氯会和污泥中有机物反应，生成一系列有机含碳消毒副产物和有机含氮消毒副产物。这些消毒副产物与癌症的发生有相关关系、对生殖/发育能力存在潜在影响、具有一定的细胞毒性和基因毒性，容易引起公众健康问题。大量消毒剂的使用虽然达到了预期的消毒效果，伴随而来的却往往是过量消毒副产物(DBPs)的产生，这对生态环境具有严重的潜在风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本专利技术还有一个目的是提供一种强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法，在消毒过程中通过预酸化处理既可以大大提高消毒剂对污泥中病原微生物的灭活效率从而减少消毒剂的使用量，又控制了消毒副产物的产生，降低了污泥后续再利用的安全隐患。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法，包括：对污水处理厂产生的污泥进行酸化处理，将pH调节至2～3，得到酸化的污泥，向酸化的污泥中加入次氯酸钠，搅拌均匀。
[0007]优选的是，所述次氯酸钠的投加量不小于15mg/g TSS。
[0008]优选的是，pH调节采用盐酸。
[0009]优选的是，污泥为污水处理厂排放的未经处理的剩余污泥。
[0010]优选的是，所述污泥的固含量为1.6％～2.5％。
[0011]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0012]本专利技术通过酸化预处理过程可有效强化次氯酸钠氧化能力，从而提高污泥中病原微生物的杀灭效率，且污泥中发光细菌急性毒性强度显著降低。
[0013]高分辨率质谱(FT
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MS)分析表明酸性条件下可以有效抑制木质素和含氮类化合物的释放，产生少量单宁类物质，导致污泥有机质的氯亲核取代反应活性下降，从而显著减少了消毒副产物(DBPs)的生成量，降低了污泥消毒副产物的毒性。
[0014]本专利技术消毒方法的原料廉价易得，处理成本低，操作方便，可以为污泥应急消毒与毒副产物控制提供新方法。
[0015]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0016]图1是实施例1中pH调节前后不同次氯酸钠投加量条件下污泥中大肠菌群的数量；
[0017]图2是实施例2中不同pH(次氯酸钠投加量为15mg/g TSS)条件下污泥中大肠菌群的数量；
[0018]图3是实施例3中不同次氯酸钠投加量下污泥胞外聚合物的发光细菌相对抑制率；
[0019]图4是实施例3中调节pH前后不同次氯酸钠投加量下污泥胞外聚合物的发光细菌相对抑制率；
[0020]图5是实施例4中FT
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MS对原始污泥胞外聚合物消毒前的化学多样性分析；
[0021]图6是实施例4中FT
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MS对原始污泥胞外聚合物消毒后的化学多样性分析；
[0022]图7是实施例4中FT
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MS对调节pH至2.5的污泥胞外聚合物消毒前的化学多样性分析；
[0023]图8是实施例4中FT
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MS对调节pH至2.5的污泥胞外聚合物消毒后的化学多样性分析；
[0024]图9是实施例5中调节pH前FT
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MS对胞外聚合物消毒过程中产生的含氯消毒副产物的分析；
[0025]图10是实施例5中调节pH至2.5后FT
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MS对胞外聚合物消毒过程中产生的含氯消毒副产物的分析。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0027]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0028]本专利技术提供一种强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物控制的方法。
[0029]预处理：通过预酸化过程增强次氯酸钠的氧化效果，在加入次氯酸钠溶液前用盐酸先将污泥pH调节至2～3的状态，再进行后续的消毒实验。
[0030]微生物指标测定：为确定消毒效果，以大肠菌群作为病原微生物代表，依据国标GB4789.3
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2016提出的MPN法确定大肠菌群的数目。测试前按照0、5、10、15、30、34、36、40mg/g TSS将次氯酸钠投加入污泥中，在250rpm/min转速下反应6h，测试时将污泥样品稀释三个连续梯度，每个梯度做三个平行，进行初发酵实验，依据培养48h后的产气情况进行复发酵实验，复发酵实验完成后，按照国标给出的检索表确定MPN数，消毒后污泥MPN数将至50以下时基本认为消毒已彻底。
[0031]急性毒性实验：污泥消毒过程虽灭活了大部分的病原微生物，但投加含氯消毒剂的负面影响仍不容小觑，污泥中丰富的有机物为活性氯提供了大量的可结合位点，伴随消
毒过程产生了多种含碳/氮消毒副产物，这些物质已被越来越多的研究证明具有致癌性和遗传毒性。本专利技术中通过离子交换树脂法将作为污泥主要组分的胞外聚合物提取出来，对该组分进行酸化预处理和消毒处理，酸化方法和消毒步骤与消毒污泥保持同步。以此来规避污泥中其他有害成分可能引起的发光细菌的损伤。用发光细菌毒性检测仪测定处理后的胞外聚合物样品的急性毒性。
[0032]具体步骤为：取出含有0.5g发光细菌冻干粉(青海弧菌Q67)的安瓿瓶室温下苏醒10min，加入0.52mL 0.85％NaCl溶液，再放置10min直至发光细菌完全复苏。每次测试前，空白对照组加入1.9mL0.85％NaCl溶液和0.1mL 1.7％NaCl溶液，实验组加入1.9mL样品和0.1mL1.7％NaCl溶液，然后在空白对照组和样品组均加入50μL苏醒后的发光细菌液，使用发光细菌仪检测荧光强度，荧光强度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法，其特征在于，包括：对污水处理厂产生的污泥进行酸化处理，将pH调节至2～3，得到酸化的污泥，向酸化的污泥中加入次氯酸钠，搅拌均匀。2.如权利要求1所述的强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法，其特征在于，所述次氯酸钠的投加量不小于15mg/g TSS。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟军，艾靖，董天一，杨晓芳，王东升，
申请(专利权)人：长三角义乌生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：