一种生物絮凝剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种利用剩余污泥及沼渣碱解制备生物絮凝剂的方法。污水处理厂剩余污泥和沼渣中的微生物含有蛋白质等大分子物质，其在生长过程中产生的蛋白质、多糖等代谢物质具有一定的絮凝能力，可作为生物絮凝剂使用。污泥中微生物的一些胞内物质也具有一定的絮凝活性。本发明专利技术先通过一次性加碱连续破解污泥和沼渣中的微生物细胞，碱解完成后，为解决碱解破解液碱度过高的情况，提高氢氧化钠利用率，降低成本，利用碱解破解液继续碱解污泥。经本发明专利技术处理过的污泥和沼渣有机质含量显著下降，污泥减量化效果明显。本发明专利技术制备生物絮凝剂操作简单，制得的生物絮凝剂可生物降解，无二次污染，且价格低廉，具有很好的经济效益和社会效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
一种生物絮凝剂及其制备和应用


[0001]本专利技术属于剩余污泥资源化利用
，具体涉及一种利用剩余污泥及沼渣碱解制备生物絮凝剂的方法。

技术介绍

[0002]剩余污泥作为污水处理厂的副产物，其处理处置成本可达污水处理厂总运行成本的60％。目前，我国污水处理量和剩余污泥产量急剧增加，剩余污泥已经成为各污水处理厂急需解决的重大难题。近五年来，我国厌氧消化处理量激增，而有机固废沼气工程的快速发展带来了大量的沼渣生成。沼渣存在连续、量大、集中等特点，其性质多变、碳氮比差、杂质多且处理成本较高。沼渣的资源化处理也得到了国家和越来越多研究人员的重视。
[0003]生物絮凝剂是经过微生物发酵、代谢、产物分离、提取获得的新型絮凝剂，它的生产方式主要为微生物自身、微生物的细胞壁以及微生物的代谢产物。污泥中含有大量的微生物絮凝剂产生菌，它们分泌的天然有机高分子物质是构成污泥胞外聚合物(EPS)的主要物质。EPS与微生物絮凝剂成分及功能相似，因此使用污泥制备生物絮凝剂，既可降低生物絮凝剂的生产成本，还可实现污泥的资源化利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种利用污水厂剩余污泥和沼渣制备生物絮凝剂的方法，该方法工艺简单，易于操作和控制，无污染，制得的生物絮凝剂具有廉价、高效、无二次污染等特点，能达到更好的经济效益和社会效益。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供了一种利用污水厂剩余污泥和沼渣制备生物絮凝剂的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将污泥和沼渣补水使其含水率达到98％
‑
99％，具有一定的流动性，所述污泥和沼渣为污水处理厂脱水污泥和污泥沼气化后排放的脱水污泥；
[0008](2)向所述补水后的污泥和沼渣中加入不同量的氢氧化钠颗粒。
[0009](3)将所述加碱后的污泥和沼渣至于摇床摇动或至于搅拌器上搅拌。
[0010](4)所述污泥和沼渣碱解后得到的碱解液即可作为生物絮凝剂使用。
[0011](5)所述碱解液碱度较高的情况下，向碱解液中继续投加污泥或沼渣，利用碱解液继续破解污泥和沼渣。
[0012]优选地，所述污泥为脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为60％；所述沼渣为污泥沼气化后排放的脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为50％。
[0013]优选地，氢氧化钠颗粒的投加量分别为0.01g/(g脱水污泥/沼渣)、0.02g/(g脱水污泥/沼渣)、0.04g/(g脱水污泥/沼渣)、0.08g/(g脱水污泥/沼渣)。
[0014]优选地，所述摇床运行条件为转速200r/min，所述搅拌器运行条件为转子转速200r/min。优选地，所述破解过程在常温下进行。
[0015]优选地，所述污泥和沼渣碱解液pH超过12，可继续向碱解液中投加污泥和沼渣，利用碱解液的碱度继续破解污泥和沼渣。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]剩余污泥中以微生物聚集体
‑
菌胶团形式存在的生物质占污泥整体干重的60％
‑
70％，其中含有大量的微生物细胞，并被以蛋白质和多糖为主要成分的荚膜和黏液层包裹。本专利技术利用碱解破解污泥和沼渣，释放胞内物质，能对剩余污泥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。本专利技术提出利用碱度较高的污泥破解液继续破解污泥和沼渣，不仅提高了碱剂的利用效率，而且降低了作为生物絮凝剂利用的污泥破解液的碱度，降低了该生物絮凝剂在后续应用中调节pH的难度。
[0018]污水处理厂剩余污泥和沼渣中的微生物含有蛋白质等大分子物质，其在生长过程中产生的蛋白质、多糖等代谢物质具有一定的絮凝能力，可作为生物絮凝剂使用。污泥中微生物的一些胞内物质也具有一定的絮凝活性。本专利技术先通过一次性加碱连续破解污泥和沼渣中的微生物细胞，碱解完成后，为解决碱解破解液碱度过高的情况，提高氢氧化钠利用率，降低成本，利用碱解破解液继续碱解污泥。经本专利技术处理过的污泥和沼渣有机质含量显著下降，污泥减量化效果明显。本专利技术制备生物絮凝剂操作简单，制得的生物絮凝剂可生物降解，无二次污染，且价格低廉，具有很好的经济效益和社会效益。
附图说明
[0019]图1实施例1污泥和沼渣碱解效果图，注：每个时间段量筒从左自右编号分别为空白、1#、2#、3#、4#。
[0020]图2实施例1污泥和沼渣碱解有机质含量效果图；注：每种泥量筒从左自右编号分别为空白、3#、4#。
[0021]图3实施例2污泥和沼渣碱解效果图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术所描述的实施例仅为本专利技术一部分实施例而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护范围。
[0023]实施例1
[0024]本实施例提供一种利用生活污水处理厂剩余污泥或沼渣制备生物絮凝剂的方法，
[0025]所述污泥为脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为60％；所述沼渣为污泥沼气化后排放的脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为50％。
[0026]具体步骤如下：
[0027]污泥或沼渣预处理。分别称取各五组20g生活污水处理厂污泥原泥及沼渣于250mL锥形瓶中，分别补充200mL纯净水，使污泥和沼渣的含水率为98％
‑
99％。此五组泥样分别编号为碱解空白、碱解1#、碱解2#、碱解3#和碱解4#。
[0028]投加药剂。碱解空白、碱解1#、碱解2#、碱解3#和碱解4#氢氧化钠投加量分别为0g、0.2g、0.4g、0.8g和1.6g。
[0029]碱解。将各组实验锥形瓶至于常温恒温摇床进行反应，摇床转速设为200r/min。每反应24h，将泥样分别倒入250mL量筒内静置2h。测量上清液COD等指标。
[0030]五组污泥和沼渣碱解24h效果见表1。
[0031]表1污泥和沼渣碱解24h效果对比
[0032][0033]五组污泥和沼渣碱解48h效果见表2。
[0034]表2污泥和沼渣碱解48h效果对比
[0035][0036]五组污泥和沼渣碱解72h效果见表3。
[0037]表3污泥和沼渣碱解72h效果对比
[0038][0039]污泥和沼渣碱解外观图见图1。
[0040]污泥和沼渣经过碱解72h后，其有机质含量大大下降，如图2所示。
[0041]由上述过程可以获知：经过72h的碱解，污泥和沼渣内细胞破碎已基本完成。
[0042]实施例2
[0043]本实施例提供一种利用污水厂剩余污泥和沼渣制备生物絮凝剂的方法，如实施例1所述，实施例1中污泥和沼渣3#及4#碱解(经过72h的碱解)完成后，破解液pH大于等于12，碱投加过量。为减少药剂使用量，提高氢氧化钠利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)于污水处理厂剩余污泥和/或沼渣中加入纯水，使之具有一定的流动性；所述污泥或沼渣加入纯水后，其质量含水率为98％
‑
99％；2)分别在剩余污泥和/或沼渣中加入不同量的氢氧化钠，持续搅拌和/或摇动碱解；固液分离，收集液体得碱解破解液，即可作为生物絮凝剂使用；碱解时间24
‑
72小时，优选48
‑
72小时；含水率为98％
‑
99％的220g污泥和/或沼渣中加入氢氧化钠量为0.2g
‑
1.6g，优选0.4g
‑
1.6g。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述污泥为脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为60％；所述沼渣为污泥沼气化后排放的脱水污泥，其含水率约为80％，有机质含量为50％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠投加量过量时，碱解破解液pH大于等于12，碱度过高；根据碱解液的碱度，往碱解液中分别继续投加污泥和/或沼渣，利用碱解液继续破解污泥和/或沼渣，可降低碱解破解液碱度。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷成国，刘文杰，姜曼，石玉敏，崔鑫，王博文，姜诗慧，高旭，
申请(专利权)人：辽宁环保产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：