專利名稱：一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物瀝浸法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物浙浸法，是一種水華藍(lán)藻減量化和資源化利用的前期預(yù)處理技術(shù)，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，我國許多湖泊水體呈富營養(yǎng)化趨勢(shì)，滇池和太湖最為典型。這些湖泊常有藍(lán)藻爆發(fā)現(xiàn)象，影響飲水安全和生態(tài)環(huán)境。目前國內(nèi)外對(duì)水體中過量藍(lán)藻的治理方法可分為物理法、化學(xué)法和生物法等。以打撈為主要措施的物理法是目前國內(nèi)控制藍(lán)藻的常用手段之一，打撈或過濾出的富藻水為含水量98% 99%的液態(tài)物。在藍(lán)藻爆發(fā)期間，僅太湖每天都有數(shù)千噸的藍(lán)藻被打撈或過濾處理，盡管藍(lán)藻經(jīng)打撈或過濾后避免了湖泊水體水質(zhì)的進(jìn)一步惡化，但其含水率高，沒有有效的處置措施，常引發(fā)二次污染。如果能將打撈或過濾后的富藻水進(jìn)行脫水處理，得到含固率較高的固形物則有利于富藻水的后續(xù)處置。因此，·對(duì)打撈出來的富藻水進(jìn)行脫水處理，提高水華藻泥的干物質(zhì)含量，是實(shí)現(xiàn)水華藍(lán)藻無害化和資源化利用的重要環(huán)節(jié)。迄今，國內(nèi)外對(duì)于水華藍(lán)藻脫水的專利技術(shù)較少。主要的專利檢索結(jié)果如下專利號(hào)ZL02276535. 2(滇池藍(lán)藻污染治理裝置)公布了一項(xiàng)藍(lán)藻的處理裝置，其實(shí)質(zhì)是一種靜置脫水裝置，該裝置雖然脫水經(jīng)濟(jì)，但是脫水后的藻泥的含水率仍然在95%以上，不利于后續(xù)的資源化利用；專利號(hào)200410067260.7(清除水域中藍(lán)藻的方法)報(bào)道向藍(lán)藻水域中投加膨潤土、聚合氯化鋁和陽離子聚丙烯酰胺三種絮凝劑使水體中藍(lán)藻絮凝沉降，然后打撈脫水，該種方法的缺陷是藥劑的用量大、成本高且不易控制，不適合湖泊藍(lán)藻爆發(fā)后的大規(guī)模處理，且脫水后的藻泥的含水率仍很高；專利號(hào)200710025551. 3 (水華藍(lán)藻脫水的方法)論述了在打撈出來的水華藍(lán)藻中添加絮凝劑陽離子聚丙烯酰胺、三氯化鐵及其助凝劑，然后離心機(jī)及壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，缺點(diǎn)是添加絮凝劑的成本較高，同時(shí)脫水后的藻泥的含水率仍然較高，不利于后期的資源化利用。且這些方法對(duì)于打撈藍(lán)藻水中的臭味和病原物也得不到有效的控制。
近年來,研究發(fā)現(xiàn)利用生物浙浸技術(shù)(Bioleaching)預(yù)處理污泥具有促進(jìn)其脫水、溶出重金屬、去除臭味和殺滅病原物的功效。本課題組曾發(fā)明了利用微生物主要是嗜酸性硫桿菌的作用將污(淤)泥中重金屬去除的生物浙浸技術(shù)(Bioleaching，以前也稱“生物淋濾”或“生物浙濾”)的若干專利(ZL02137921. I ；ZL02112924. X ；ZL200410014801.X ；ZL200410044843. 8 ；ZL200520072316. 8)，結(jié)果顯示，生物浙浸技術(shù)具有溶出污泥中重金屬、去除臭味、殺滅污泥中病原物和促進(jìn)污泥脫水上的功效，并且該技術(shù)具有不耗酸、運(yùn)行成本低、重金屬溶出效率高(可高達(dá)90%以上)、無二次污染等化學(xué)浸提法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。并于2010年8月24日在江蘇無錫市建立了國際上第一個(gè)城市污泥生物浙浸處理工廠，規(guī)模為日處理5萬噸污水所產(chǎn)生的污泥。處理后污泥在不加任何絮凝劑的條件下直接通過機(jī)械脫水，可使污泥含水率達(dá)到55%左右，而且該技術(shù)還可使重金屬脫出率達(dá)到80%以上，惡臭消除，病原物也被殺滅，展現(xiàn)出良好的產(chǎn)業(yè)化前景。但是目前還沒有采用生物浙浸技術(shù)對(duì)水華藍(lán)藻進(jìn)行深度脫水的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種新型的水華藍(lán)藻深度脫水的工藝?，F(xiàn)有的水華藍(lán)藻脫水的方法具有藥劑投量大且難以控制、脫水后的藻泥含水量高不利于后期資源化利用、操作過程中的臭味及病原物不能得到有效控制等缺點(diǎn)。本發(fā)明采用生物浙浸處理-隔膜廂式壓濾機(jī)壓濾脫水工藝，處理后藍(lán)藻脫水效果好，且無二次污染等特點(diǎn)，推廣前景好。技術(shù)方案
本發(fā)明涉及利用生物浙浸調(diào)理一板框壓濾脫水工藝流程，如附圖所示，主要由以下幾部分組成I、嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌的加富、馴化及接種物制備用于富藻水生物浙浸的菌株為本試驗(yàn)室分離出的嗜酸性硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5 和 Acidithiobacillus thiooxidans TS6,專利號(hào)分別為ZL02112924. X和ZL02137921. 1，并配合有多種耐酸性的異養(yǎng)菌。將嗜酸性硫桿菌和其他耐酸性的異養(yǎng)菌接種到IOOmL各自專有的培養(yǎng)基中，于28°C往復(fù)式搖床中180rpm震蕩培養(yǎng)。待培養(yǎng)基中菌株數(shù)量達(dá)到IO8個(gè)/mL后，再從培養(yǎng)基中吸取IOmL到IOOmL新鮮的培養(yǎng)基中，相同條件下培養(yǎng)，直到培養(yǎng)基培養(yǎng)基中菌株數(shù)量達(dá)到IO8個(gè)/mL，從而獲得加富和擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種。吸取15mL加富培養(yǎng)后的菌液于135mL的供試富藻水中，按2. Og/L添加含N，P，F(xiàn)e, S等營養(yǎng)物質(zhì)，在28°C下振蕩培養(yǎng)，直至pH降到3以下。按以上操作再繼續(xù)培養(yǎng)一次。當(dāng)PH降到3以下時(shí)停止振蕩，所得的酸化富藻水即為經(jīng)過馴化后的用于生物浙浸試驗(yàn)的接種物。2、富藻水生物浙浸試驗(yàn)聯(lián)合堆肥的技術(shù)主要步驟如下在有效體積為700L的反應(yīng)器中，加入630L富藻水，接種物按照體積比為10%的比例接入到富藻水中，溫度維持在28°C，用空氣壓縮機(jī)供氣，采用空氣提升攪拌，當(dāng)反應(yīng)體系PH降低到3以后結(jié)束本批次處理。然后將生物浙浸處理后的酸化富藻水與原始富藻水按I :1比例混合，繼續(xù)進(jìn)行第二批生物浙浸處理，其他條件均保持不變。每12h測(cè)定各批次反應(yīng)過程中富藻水PH，并取樣測(cè)定其比阻。待反應(yīng)結(jié)束后用0. 5m2的試驗(yàn)用隔膜廂式壓濾機(jī)壓濾脫水。研究結(jié)果表明采用生物浙浸方法能有效提高富藻水的脫水性能，其比阻可由處理前的153. 86X 1012m/kg降低到7. 80 X 1012m/kg，脫水后藍(lán)藻餅含水率為69%，表明生物浙浸處理效果好。3、生物浙浸后的富藻水隔膜廂式壓濾脫水試驗(yàn)將生物浙浸改性后的富藻水在隔膜廂式壓濾機(jī)下直接壓濾，進(jìn)富藻水時(shí)間2h，高壓水壓榨保壓lh，進(jìn)料壓力0. 6-0. 8MPa，隔膜壓榨壓力I. 4MPa，壓濾水無色澄清，藍(lán)藻泥呈土黃色，無臭，含水率70 %以下，但藍(lán)藻有機(jī)質(zhì)含量并不被破壞，該藍(lán)藻泥可直接破碎后進(jìn)行高溫發(fā)酵處理。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有，具有如下優(yōu)點(diǎn)
可對(duì)大批量的打撈的藍(lán)藻進(jìn)行深度脫水處理，達(dá)到減容的目的。經(jīng)過該發(fā)明工藝處理后脫水藍(lán)藻的含水率可降低到70%以下，與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有較大的優(yōu)勢(shì)。該發(fā)明是一種生物處理技術(shù)，處理過程中無環(huán)境污染問題(無H2S,NH3等惡臭氣體和廢水的排放)，而且成本低廉。本發(fā)明處理后的脫水藍(lán)藻有機(jī)質(zhì)含量沒有任何損失，可直接破碎后進(jìn)行高溫發(fā)酵處理，不影響肥效。且由于含水量低，大大降低后續(xù)處置的成本。
四

附圖是水華藍(lán)藻生物浙浸一隔膜廂式壓濾深度脫水工藝流程圖
五具體實(shí)施例方式下面敘述本發(fā)明的實(shí)施例。I、無錫太湖梅梁灣藍(lán)藻打撈站自然放置35天后的濃縮藍(lán)藻根據(jù)本發(fā)明所提及的工藝，按照流程(見附圖)對(duì)無錫太湖梅梁灣藍(lán)藻打撈站打撈藍(lán)藻進(jìn)行處理。取約8噸含固率為O. 87%的藍(lán)藻水，經(jīng)過測(cè)定藍(lán)藻的比阻為3. 37X IO1Vkg,極難脫水，而且具有惡臭。生物浙浸階段采用以硫桿菌為主體并配合一些耐酸性異養(yǎng)菌的生物浙浸微生物對(duì)濃縮藍(lán)藻液進(jìn)行調(diào)理，按照預(yù)酸化的接種物和新鮮濃縮藍(lán)藻水的比例為I :9加入到700L的反應(yīng)器中，在通風(fēng)曝氣的條件下，進(jìn)行攪拌混勻，使微生物更好地作用于藍(lán)藻水，在溫度為28°C下，經(jīng)過48h-72h生物浙浸處理，藍(lán)藻水體系的pH下降到3左右，經(jīng)測(cè)定此時(shí)藍(lán)藻水的比阻降至7.3X1012m/kg，此時(shí)藍(lán)藻水的沉降性能也得到了大幅度的提高。壓濾脫水階段將上述生物浙浸后改性的藍(lán)藻水在隔膜廂式壓濾機(jī)下直接壓濾，進(jìn)富藻水時(shí)間2h，高壓水壓榨保壓lh，進(jìn)料壓力O. 6-0. 8MPa，隔膜壓榨壓力I. 4MPa，此時(shí)壓濾水無色澄清，壓榨出的藍(lán)藻泥呈土黃色，無臭，含水率68 %，且藍(lán)藻泥中的有機(jī)質(zhì)的含量沒有明顯降低，便于后續(xù)的資源化利用。2、安徽巢湖藍(lán)藻打撈站藍(lán)藻根據(jù)本發(fā)明所提及的工藝，按照流程(見附圖)安徽巢湖藍(lán)藻打撈站藍(lán)藻進(jìn)行處理。取約5噸含固率為I. 2%的藍(lán)藻水，經(jīng)過測(cè)定藍(lán)藻的比阻為4. 10X1015m/kg，極難脫水，而且具有惡臭。生物浙浸階段同樣采用以硫桿菌為主體的并配合一些耐酸性的異養(yǎng)菌對(duì)濃縮藍(lán)藻液進(jìn)行調(diào)理，按照預(yù)酸化的接種物和新鮮濃縮藍(lán)藻水的比例為I :9加入到700L的反應(yīng)器中，在通風(fēng)曝氣的條件下，進(jìn)行攪拌混勻，使微生物更好地作用于藍(lán)藻水，在溫度為28°C下，經(jīng)過48-72h生物浙浸處理，藍(lán)藻水體系的pH下降到3左右，經(jīng)測(cè)定此時(shí)藍(lán)藻水的比阻降至9. 2X 1012m/kg，此時(shí)的藍(lán)藻水的沉降性能得到了大幅度的提高，靜置沉降24小時(shí)后上清所占的比例約為30%。壓濾脫水階段上述生物浙浸后的改性藍(lán)藻水在沉降池中沉降，然后將沉降后的濃縮改性藍(lán)藻水進(jìn)入隔膜廂式壓濾機(jī)中直接壓濾脫水，進(jìn)富藻水時(shí)間2h，高壓水壓榨保壓lh，進(jìn)料壓力O. 6-0. 8MPa，隔膜壓榨壓力I. 4MPa，發(fā)現(xiàn)壓濾出水無色澄清，壓榨出的藍(lán)藻泥呈土黃色，無臭味。經(jīng)過測(cè)定發(fā)現(xiàn)脫水后的藻泥餅的含水率69%，藍(lán)藻泥中的有機(jī)質(zhì)的含量也無明顯變化。
上述各實(shí)例不是對(duì)本發(fā)明的具體限制。
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物浙浸法，其特征在于它將打撈的藍(lán)藻水進(jìn)行生物浙浸處理，使藍(lán)藻得到改性，胞內(nèi)水得到充分釋放，藍(lán)藻水比阻大幅度降低，臭味消失，然后采用隔膜廂式壓濾機(jī)使改性藍(lán)藻脫水至含水70%以下。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物浙浸法，其特征在于所述的水華藍(lán)藻是指用人工或機(jī)械的方法從形成水華的富營養(yǎng)化的湖泊或者其他靜止水體中打撈出的藍(lán)藻，含水98% -99%。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物浙浸法，其特征在于所述的生物浙浸是指采用以硫桿菌為主體的并配合一些耐酸性異養(yǎng)菌的微生物菌群對(duì)濃縮藍(lán)藻液進(jìn)行調(diào)理，并在鼓風(fēng)曝氣的條件下，進(jìn)行攪拌混勻，使微生物更好地作用于藍(lán)藻水，在溫度為28°C下，經(jīng)過48h-72h生物浙浸處理，浙浸結(jié)束后濃縮藍(lán)藻的脫水性能得到極大改善。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物浙浸法，其特征在于將浙浸后的改性濃縮藍(lán)藻通過隔膜廂式壓濾機(jī)壓榨脫水，壓濾機(jī)進(jìn)濃縮藍(lán)藻時(shí)間為2h，高壓水壓榨保壓lh，進(jìn)料壓力O. 6-0. 8MPa，隔膜壓榨壓力I. 4MPa。
5.根據(jù)權(quán)利I和4所述的用于水華藍(lán)藻的深度脫水方法，其特征在于經(jīng)過生物浙浸-隔膜廂式壓濾機(jī)壓榨脫水后的藻泥的含水降至70%以下，藍(lán)藻泥餅呈土黃色，無臭味，且藍(lán)藻泥中有機(jī)質(zhì)的含量以干物質(zhì)計(jì)并無損失，便于后續(xù)資源化利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)水華藍(lán)藻深度脫水的生物瀝浸法，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。它將打撈的藍(lán)藻水進(jìn)行生物瀝浸處理，使藍(lán)藻得到改性，比阻大幅度降低，臭味消失，然后采用隔膜廂式壓濾機(jī)使改性后的藍(lán)藻脫水至含水70％以下。首先利用以硫桿菌為主體的生物瀝浸微生物對(duì)濃縮藍(lán)藻液進(jìn)行生物調(diào)理，通過生物作用使藍(lán)藻胞內(nèi)水得到有效釋放，然后通壓濾機(jī)脫水得到含水70％以下的藍(lán)藻泥，且藍(lán)藻泥中的有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量沒有得到明顯減少。本發(fā)明的技術(shù)性能指標(biāo)與同類技術(shù)相比其脫水效果更為優(yōu)越，可對(duì)大批量的打撈藍(lán)藻進(jìn)行處理，成本低廉，脫水后的藻泥便于后續(xù)的資源化利用。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102897923SQ20121043714
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者周立祥 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)