CN115093088A - 一种污泥协同减量减毒处理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥减量减毒处理剂，该污泥减量减毒处理剂是利用市政污泥制备而成，用以处理污泥，以降低污泥中重金属镉的含量和污泥的含水率。本发明的生产工艺操作简单易行，原料简单易得，生产成本低，充分利用固体废物制备污泥减量减毒处理剂，达到以废治废的目的；本发明能够减少污泥中重金属镉的含量，并能够大幅度降低污泥的环境毒性，提高了污泥后续处理与处置的可行性，并为污泥的综合利用奠定了基础。
Description
技术领域
本发明属于污泥减量化及无害化生产工艺技术领域，同时属于固体废物的资源化应用领域，具体涉及了一种利用污泥制备得到的污泥处理剂，将其用于污泥处理与处置，以降低污泥中镉的含量。
背景技术
目前，城市污泥的产量巨大，含水率较高，出厂的污泥含水率一般在80％左右，同时，污泥中的有害成分也较多，如寄生虫卵、病菌、重金属等。城市污泥的主要处置方式包括填埋、焚烧、土地利用等，目前国内的主要处置方式是填埋。而由于污泥含水量较大，且其中含有多种有毒成分，经过填埋后会对土地造成极为不利的影响，恶臭扩散、疾病传播、污染地下水、重金属富集与迁移等。因此，在污泥处置前对其进行处理，降低污泥中有害重金属含量是非常重要的。污泥常见重金属中镉是生态风险最高的，因此本发明以降低污泥中镉的含量为主要目的。目前关于降低污泥中重金属的工艺已经有很多了，发明申请200910025858.2采用生物沥浸法使污泥中铜溶出、溶剂萃取法分离富集沥浸液中铜、电积沉铜技术回收金属铜，发明申请202010498726.8采用一种电促强化厌氧发酵污泥重金属稳定化的方法与装置，将磁化水、腐殖质、纳米铁、驯化后的微生物菌液在调节池中与A2/O工艺处理后的城市脱水污泥搅拌混合均匀，污泥进行中温厌氧发酵，收集沼气，实现重金属稳定化。发明申请CN201911067085.4设计了一种用于污泥重金属生物沥滤的铁硫营养缓释球，用于污泥重金属生物沥滤,为污泥重金属处理所依赖的硫杆菌提供长效稳定的S、Fe营养，从而提高硫杆菌去除重金属的效率。
随着污泥处理工艺的不断优化，污泥的处理效果也得到较大的提升，但是综合来看，都存在着操作复杂、能耗物耗高、效果不稳定、原料费用耗费较高的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥减量减毒处理剂。该处理剂包含AB两部分，A部分是由由市政污泥自然风干，研磨，过筛，置于管式炉中300℃-400℃条件下烘制2-3小时得到；B部分是由污泥中分离得到的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌构成，最终的处理剂是由B部分通过固定化手段固定在A部分上制得的。所述固定化过程为称量灭菌后的A部分置于锥形瓶中，加入适量培养好的B部分，密封锥形瓶，锥形瓶以100-150转/分的速度在25-30℃下振荡20-30小时后，通过200目尼龙筛网筛选最终产物。
所述B负载于A的量为45％-50％，即45％-50％的活性菌液加55％-50％的9K培养基。
所述A与B的质量比为3：1-3：1.5。
本发明的另一目的是将上述污泥减量减毒处理剂应用在降低污泥中重金属镉的含量以及污泥含水率中在经重力沉淀后的污泥中加入该种污泥协同减量减毒处理剂，曝气状态下常温搅拌8-12天，过滤，得到镉含量降低和含水率较低的泥饼，达到降低污泥中镉含量、污泥含水率、污泥中的病菌量的目的。
所述处理污泥的含固率为8％-12％。
本发明利用固定化技术将氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌负载在由污泥制备而成的生物炭上，对污泥进行联合处理，以降低污泥中水分含量及重金属镉的含量，该方法能够促进污泥中结合水的释放，降低污泥的含水率，同时还能够减少污泥中的细菌，降低污泥中重金属镉的含量，从而减弱污泥的毒害性；该方法促进了污泥的中和利用，并提高了处理污泥后续资源化利用的安全性，促进了污泥的无害化和减量化。
按照相关标准测定污泥及污泥上清液中重金属镉的含量，以及污泥泥饼中不同形态重金属镉的含量占比，分析污泥中细菌含量以及重金属镉含量的变化。
本发明的优点和技术效果：
①本发明中的污泥来自污水处理厂的剩余污泥，是一种目前产量较大的固体废弃物，污泥中含有大量的碳元素，在进行升温处理后会形成大量的孔隙结构，是后续负载微生物的良好材料，由于其本身就属于污泥在后期运用中基本不会引入其他物质，用来处理污泥具有较高的适配度，不会影响处理后的污泥后续的资源化利用。由于污泥基生物炭表面具有将丰富的孔隙结构和官能团，因此在处理污泥过程中会吸附一些目标重金属，增加对污泥中镉的处理效果；
②本发明采用的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌是嗜酸菌，生长过程中会产生部分有机酸，形成酸性环境，可以减少污泥中不耐酸的病菌，增加处理后污泥后续资源化的安全性。
本发明是由污泥中分离得到的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌构成的B部分通过固定化手段负载于由市政污泥自然风干，研磨，过筛，置于管式炉中300℃-400℃条件下烘制2-3小时得到的A部分上得到的，其固定化过程为称量灭菌后的A部分置于锥形瓶中，加入适量培养好的B部分，密封锥形瓶，锥形瓶以100-150转/分的速度在25-30℃下振荡20-30小时后，通过200目尼龙筛网筛选最终产物。将最终产物用于处理污泥，能够有效促进污泥中结合水的释放，降低污泥含水率，同时还能够杀灭污泥中的细菌，并降低污泥中重金属镉的含量，降低污泥含水率的同时降低了污泥的毒害性；本方法为固体废物污泥的综合利用提供了一条可行的出路，同时也有效促进了污泥的减量化和无害化，为污泥后续资源化利用提供提出。
③本方法使用的原料为固体废物，减少了物耗；同时，污泥减量减毒处理剂的制备方法简单易行，操作简便，生产成本低，体现了以废治废的环保理念。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
下述实施例未处理污泥取自污水处理厂重力浓缩池，将未处理的污泥在-0.075MPa下加压过滤，得到污泥泥饼的含水率为96.3％，泥饼中重金属镉的含量为60.579mg/kg，超过污泥园林绿地利用，农用，砖用标准的3倍左右，重金属镉的形态分布为可交换态2％，碳酸盐结合态1％铁锰氧化物结合态80％有机结合态14％残渣态3％，其主要形态为铁锰氧化物结合态(不稳定态)。
实施例1：本污泥处理剂以及其降低污泥含水率及污泥毒害性的方法，具体操作如下：
污泥风干研磨过100目筛，置于管式炉中烘干3h得到污泥基生物炭，之后将从污泥中分离出的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌负载于由管式炉烘干后得到的污泥基生物炭上，负载菌液的量为50％，即稳定活性菌液与9K培养基的比为1：1，负载菌液与污泥基生物炭得到一种污泥协同减量减毒处理剂，在含固率为8％左右的污泥中加入本处理剂，同时进行曝气处理和搅拌，8天后，过滤，得到含水率和镉含量降低的污泥泥饼，经测定污泥中镉的含量降低了70％。
实施例2：本污泥处理剂以及其降低污泥含水率及污泥毒害性的方法，具体操作如下：
污泥风干研磨过200目筛，置于管式炉中烘干2h得到污泥基生物炭，之后将从污泥中分离出的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌负载于由管式炉烘干后得到的污泥基生物炭上，负载菌液的量为40％，即稳定活性菌液与9K培养基的比为2：3，负载菌液与污泥基生物炭得到一种污泥协同减量减毒处理剂，在含固率为12％左右的污泥中加入本处理剂，同时进行搅拌，8天后，过滤，得到含水率和镉含量降低的污泥泥饼，经测定污泥中镉的含量降低了60％。
实施例3：本污泥处理剂以及其降低污泥含水率及污泥毒害性的方法，具体操作如下：
污泥风干研磨过200目筛，置于管式炉中烘干3h得到污泥基生物炭，之后将从污泥中分离出的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌负载于由管式炉烘干后得到的污泥基生物炭上，负载菌液的量为50％，即稳定活性菌液与9K培养基的比为1：1，负载菌液与污泥基生物炭得到一种污泥协同减量减毒处理剂，在含固率为8％左右的污泥中加入本处理剂，同时进行曝气处理和搅拌，8天后，过滤，得到含水率和镉含量降低的污泥泥饼，经测定污泥中镉的含量降低了75％。
Claims (6)
1.一种污泥协同减量减毒处理剂,其特征在于：包括A和B两部分；
所述A部分是由市政污泥自然风干，研磨，过筛，置于管式炉中300℃-400℃条件下烘制2-3小时得到；
所述B部分是由污泥中分离得到的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌构成；
一种污泥协同减量减毒处理剂是由B部分通过固定化手段固定在A部分上制得的。
2.根据权利要求1所述的污泥协同减量减毒处理剂，其特征在于：B部分通过固定化手段固定在A部分上的过程具体为称量灭菌后的A部分置于锥形瓶中，加入适量培养好的B部分，密封锥形瓶，锥形瓶以100-150转/分的速度在25-30℃下振荡20-30小时后，通过180-200目尼龙筛网筛选最终产物。
3.根据权利要求1所述的污泥减量减毒处理剂，其特征在于：B负载于A的量为40％-50％，即40％-50％的活性菌液加60％-50％的9K培养基。
4.根据权利要求1所述的污泥减量减毒处理剂，其特征在于：A与B的质量比为3：1-3：1.5。
5.权利要求1所述的污泥处理剂在降低污泥含水率及污泥毒害性中的应用，其特征在于：在经重力沉淀后的污泥中加入该种污泥协同减量减毒处理剂，曝气状态下常温搅拌8-12天，过滤，得到镉含量降低和含水率较低的泥饼，达到降低污泥中镉含量、污泥含水率、污泥中的病菌量的目的。
6.根据权利要求5所述应用，其特征在于：处理污泥的含固率为8％-12％。
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