公布日：2024.12.20
申請(qǐng)日：2024.11.04
分類(lèi)號(hào)：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C02F11/15(2019.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，涉及污泥脫水技術(shù)領(lǐng)域；具體包括以下步驟：將污泥從污水處理系統(tǒng)中收集起來(lái)，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)預(yù)處理后的污泥投入攪拌釜中進(jìn)行熱處理和均勻攪拌；向攪拌釜中間歇投入比例為2：1的生物蛋白酶，連續(xù)攪拌1-2h，攪拌速度控制在260-400r/min；將攪拌釜進(jìn)行密封，通過(guò)加熱和噴水控制釜內(nèi)溫度和濕度；將處理后的污泥進(jìn)行一級(jí)厭氧消化處理和二級(jí)厭氧消化處理，通過(guò)微生物分解有機(jī)物，釋放出氣體和產(chǎn)生熱量。本發(fā)明促進(jìn)污泥中有機(jī)物的降解和分解，提高有機(jī)物的溶解度和釋放率；使污泥中的生物蛋白酶和其他成分均勻分布，提高生物蛋白酶的作用效果，加速有機(jī)物的降解。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：將污泥從污水處理系統(tǒng)中收集起來(lái)，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理；S2：對(duì)預(yù)處理后的污泥投入攪拌釜中進(jìn)行熱處理和均勻攪拌；S3：向攪拌釜中間歇投入比例為2：1的生物蛋白酶，連續(xù)攪拌1-2h，攪拌速度控制在260-400r/min；S4：將攪拌釜進(jìn)行密封，通過(guò)加熱和噴水控制釜內(nèi)溫度和濕度；S5：將處理后的污泥進(jìn)行一級(jí)厭氧消化處理和二級(jí)厭氧消化處理，通過(guò)微生物分解有機(jī)物，釋放出氣體和產(chǎn)生熱量；S6：對(duì)經(jīng)過(guò)生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化處理后的污泥進(jìn)行脫水處理，得到干燥的污泥固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S4步驟中，攪拌釜內(nèi)溫度保持在45-60℃，濕度保持在50-70％，靜止時(shí)間在3-5h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S2步驟中，攪拌速度控制在350-820r/min，加熱溫度控制在50-70℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S1步驟中，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，其具體方法如下：S11：從污水處理系統(tǒng)中收集500g污泥，并將污泥浸泡于220ml的磺酸鹽型離子液體中；S12：將污泥和磺酸鹽型離子液體混合攪拌反應(yīng)，并維持加熱溫度在20-35℃；S13：靜止1-2h后，將混合有磺酸鹽型離子液體的污泥導(dǎo)入到離心機(jī)中進(jìn)行過(guò)濾后的固液分離處理；S14：對(duì)去除磺酸鹽型離子液體的污泥進(jìn)行干燥處理，蒸發(fā)掉多余的磺酸鹽型離子液體，并將固態(tài)的污泥溶入300ml的水中，以備用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S12步驟中，混合攪拌反應(yīng)的速度為150r/min，混合攪拌反應(yīng)的時(shí)間為30-50min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S5步驟中一級(jí)厭氧消化處理，其具體的步驟如下：一級(jí)厭氧消化處理：A1：選擇產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌作為微生物菌種，并將其投入到一級(jí)厭氧消化反應(yīng)器中，建立共培養(yǎng)系統(tǒng)；A2：調(diào)控共培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境條件；A3：調(diào)節(jié)產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌的比例和密度，促使二者之間的相互作用和協(xié)同效應(yīng)；A4：將通過(guò)生物蛋白酶處理后的污泥投入到一級(jí)厭氧消化反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)污泥有機(jī)物降解處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述A2步驟中，控制共培養(yǎng)系統(tǒng)中的溫度為35-40℃、PH值為6.5-7.5、無(wú)氧、碳源1-5％、氮源0.4-1％和磷源0.1-0.3％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述A3步驟中，控制產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌的數(shù)量比在2：1之間，且密度控制在10^6-10^8個(gè)細(xì)胞/mL。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S5步驟中二級(jí)厭氧消化處理，其具體的步驟如下：二級(jí)厭氧消化處理：B1：搭建二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器，選用多孔陶瓷作為固定化微生物所需的載體材料；B2：選擇產(chǎn)甲烷菌和硫還原菌作為微生物菌種，將其接種到多孔陶瓷上，讓微生物附著于表面形成固定微生物膜，并向二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器引入比例為3：2的維生素B和谷氨酸。B3：調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境條件，控制系統(tǒng)中的溫度為30-50℃、PH值為6-7.6、無(wú)氧、碳源1-4％、氮源0.4-1.2％和磷源0.2-0.4％；B4：將一級(jí)厭氧消化處理后的污泥導(dǎo)入到二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器中，讓污泥充分與多孔陶瓷表面接觸，完成二級(jí)污泥有機(jī)物降解處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S6步驟中，對(duì)經(jīng)過(guò)生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化處理后的污泥進(jìn)行脫水處理，其具體步驟如下：S61：將污泥投入到磁場(chǎng)輔助離心脫水機(jī)的脫水區(qū)域中；S62：向脫水區(qū)域施加電場(chǎng)，使其作用于污泥，控制微生物和顆粒物質(zhì)移動(dòng)，促使水分的分離和排出，施加電場(chǎng)控制在2-15kV/m；S63：在脫水過(guò)程中，通過(guò)水分儀監(jiān)控水分含量和脫水效率，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)電場(chǎng)參數(shù)；S64：對(duì)處理脫水過(guò)程中產(chǎn)生的液態(tài)廢水通過(guò)沉淀和過(guò)濾方法進(jìn)行處理，再排放。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，包括以下步驟：
S1：將污泥從污水處理系統(tǒng)中收集起來(lái)，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理；
S2：對(duì)預(yù)處理后的污泥投入攪拌釜中進(jìn)行熱處理和均勻攪拌；
S3：向攪拌釜中間歇投入比例為2：1的生物蛋白酶，連續(xù)攪拌1-2h，攪拌速度控制在260-400r/min；
S4：將攪拌釜進(jìn)行密封，通過(guò)加熱和噴水控制釜內(nèi)溫度和濕度；
S5：將處理后的污泥進(jìn)行一級(jí)厭氧消化處理和二級(jí)厭氧消化處理，通過(guò)微生物分解有機(jī)物，釋放出氣體和產(chǎn)生熱量；
S6：對(duì)經(jīng)過(guò)生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化處理后的污泥進(jìn)行脫水處理，得到干燥的污泥固體。
優(yōu)選地：所述S4步驟中，攪拌釜內(nèi)溫度保持在45-60℃，濕度保持在50-70％，靜止時(shí)間在3-5h。
進(jìn)一步地：所述S2步驟中，攪拌速度控制在350-820r/min，加熱溫度控制在50-70℃。
在前述方案的基礎(chǔ)上：所述S1步驟中，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，其具體方法如下：
S11：從污水處理系統(tǒng)中收集500g污泥，并將污泥浸泡于220ml的磺酸鹽型離子液體中；
S12：將污泥和磺酸鹽型離子液體混合攪拌反應(yīng)，并維持加熱溫度在20-35℃；
S13：靜止1-2h后，將混合有磺酸鹽型離子液體的污泥導(dǎo)入到離心機(jī)中進(jìn)行過(guò)濾后的固液分離處理；
S14：對(duì)去除磺酸鹽型離子液體的污泥進(jìn)行干燥處理，蒸發(fā)掉多余的磺酸鹽型離子液體，并將固態(tài)的污泥溶入300ml的水中，以備用。
在前述方案中更佳的方案是：所述S12步驟中，混合攪拌反應(yīng)的速度為150r/min，混合攪拌反應(yīng)的時(shí)間為30-50min。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述S5步驟中一級(jí)厭氧消化處理，其具體的步驟如下：
一級(jí)厭氧消化處理：
A1：選擇產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌作為微生物菌種，并將其投入到一級(jí)厭氧消化反應(yīng)器中，建立共培養(yǎng)系統(tǒng)；
A2：調(diào)控共培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境條件；
A3：調(diào)節(jié)產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌的比例和密度，促使二者之間的相互作用和協(xié)同效應(yīng)；
A4：將通過(guò)生物蛋白酶處理后的污泥投入到一級(jí)厭氧消化反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)污泥有機(jī)物降解處理。
同時(shí)，所述A2步驟中，控制共培養(yǎng)系統(tǒng)中的溫度為35-40℃、PH值為6.5-7.5、無(wú)氧、碳源1-5％、氮源0.4-1％和磷源0.1-0.3％。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的：所述A3步驟中，控制產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌的數(shù)量比在2：1之間，且密度控制在10^6-10^8個(gè)細(xì)胞/mL。
同時(shí)，所述S5步驟中二級(jí)厭氧消化處理，其具體的步驟如下：
二級(jí)厭氧消化處理：
B1：搭建二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器，選用多孔陶瓷作為固定化微生物所需的載體材料；
B2：選擇產(chǎn)甲烷菌和硫還原菌作為微生物菌種，將其接種到多孔陶瓷上，讓微生物附著于表面形成固定微生物膜，并向二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器引入比例為3：2的維生素B和谷氨酸。
B3：調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境條件，控制系統(tǒng)中的溫度為30-50℃、PH值為6-7.6、無(wú)氧、碳源1-4％、氮源0.4-1.2％和磷源0.2-0.4％；
B4：將一級(jí)厭氧消化處理后的污泥導(dǎo)入到二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器中，讓污泥充分與多孔陶瓷表面接觸，完成二級(jí)污泥有機(jī)物降解處理。
作為本發(fā)明的一種更優(yōu)的方案：所述S6步驟中，對(duì)經(jīng)過(guò)生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化處理后的污泥進(jìn)行脫水處理，其具體步驟如下：
S61：將污泥投入到磁場(chǎng)輔助離心脫水機(jī)的脫水區(qū)域中；
S62：向脫水區(qū)域施加電場(chǎng)，使其作用于污泥，控制微生物和顆粒物質(zhì)移動(dòng)，促使水分的分離和排出，施加電場(chǎng)控制在2-15kV/m；
S63：在脫水過(guò)程中，通過(guò)水分儀監(jiān)控水分含量和脫水效率，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)電場(chǎng)參數(shù)；
S64：對(duì)處理脫水過(guò)程中產(chǎn)生的液態(tài)廢水通過(guò)沉淀和過(guò)濾方法進(jìn)行處理，再排放。
本發(fā)明的有益效果為：
1.該一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，通過(guò)對(duì)預(yù)處理后的污泥投入攪拌釜中進(jìn)行熱處理和均勻攪拌，并向攪拌釜中間歇投入比例為2：1的生物蛋白酶，同時(shí)，將攪拌釜進(jìn)行密封，通過(guò)加熱和噴水控制釜內(nèi)溫度和濕度，可以促進(jìn)污泥中有機(jī)物的降解和分解，提高有機(jī)物的溶解度和釋放率；使污泥中的生物蛋白酶和其他成分均勻分布，提高生物蛋白酶的作用效果，加速有機(jī)物的降解；同時(shí)，有助于生物蛋白酶充分與污泥中的有機(jī)物接觸，提高降解效率，在一定的溫度和濕度條件下，利用污泥中的微生物進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)酵和降解，促進(jìn)有機(jī)物的降解和釋放，且保持適宜的溫度和濕度有利于微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)，提高消化效率。
2.該一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，浸泡污泥于離子液體中，利用離子液體的溶解能力可以有效地去除污泥中的有機(jī)物質(zhì)，提高處理效率；且混合攪拌污泥和離子液體并維持適宜的溫度，有助于促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的降解，加快污泥處理過(guò)程；同時(shí)，通過(guò)過(guò)濾和固液分離處理，可以有效地將離子液體和溶解的有機(jī)物質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，減少后續(xù)處理過(guò)程中的能耗。
3.該一種生物蛋白酶聯(lián)合二級(jí)厭氧消化法污泥脫水方法，一級(jí)厭氧消化處理過(guò)程中，選擇產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌作為微生物菌種，建立共培養(yǎng)系統(tǒng)，可以促進(jìn)有機(jī)物的降解，提高產(chǎn)氣效率，且調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境條件，包括溫度、PH值、碳源、氮源和磷源等，為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供適宜的條件，同時(shí)控制產(chǎn)甲烷菌和厭氧氨氧化菌的比例和密度，促使二者之間的相互作用和協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)有機(jī)物降解效果；二級(jí)厭氧消化處理過(guò)程中，選擇產(chǎn)甲烷菌和硫還原菌作為微生物菌種，并固定在多孔陶瓷上，引入維生素B和谷氨酸，可以促進(jìn)微生物活性和有機(jī)物降解效率，且增加了微生物的降解面積，提高有機(jī)物降解質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)污泥在處理中充分促進(jìn)氣體產(chǎn)生和熱量釋放。
（發(fā)明人：李恩勝）
