利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，包括：將剩余污泥濃縮后加入復合微生物菌劑并進行攪拌反應，然后將經(jīng)預處理的剩余污泥按一定比例接入?yún)捬跸刂袑捬跷勰噙M行中溫厭氧消化處理。復合微生物菌劑是由各占5%～20%的枯草芽孢桿菌、白色鏈霉菌、灰色鏈霉菌、產(chǎn)朊假絲酵母、醬油曲霉、保加利亞乳桿菌、乳酸乳球菌、沼澤紅假單胞菌，莢膜紅假單胞菌，球形紅假單胞菌經(jīng)混合發(fā)酵制成，總活菌數(shù)不小于2×108/毫升，復合微生物菌劑pH值為3～4。采用本發(fā)明的方法可加速污泥的水解過程，縮短污泥停留時間，增加生物產(chǎn)氣量，提高厭氧消化效率。
【專利說明】利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污泥處理處置的方法，尤其涉及一種利用復合微生物菌劑對需厭 氧消化處理的污泥進行預處理的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，大量污水處理廠建成并運行，城市污泥產(chǎn)量也越來越大。目 前污泥主要以堆肥、填埋和隨意外運的形式進行處理，呈混亂狀態(tài)，其比例大致為堆肥10%、 填埋20%、隨意外運簡單填埋和堆放占70%。污泥問題正在逐步引起污水處理廠及公眾的關 注。污泥中除含有大量有機質(zhì)和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)外，還含有大量細菌、病原微生物、寄生 蟲、有毒有害重金屬等物質(zhì)，污泥由于有機物含量高，如不進行有效處理，易腐敗產(chǎn)生惡臭， 對環(huán)境及人類健康造成危害；此外，污泥含水率高，占地面積大，給污泥處置帶來一定的困 難。即使污水處理廠對污泥進行濃縮處理，但由于技術(shù)和污泥脫水難度的限制往往達不到 要求，含水率仍高達80%。濕污泥不但增加了運輸難度，而且使運輸路線周邊的環(huán)境面臨威 脅，同時給后續(xù)的處置帶來不便。如果不把處理污水過程中產(chǎn)生的剩余污泥處置好，其中所 含病原微生物、重金屬等污染物將轉(zhuǎn)移到周圍環(huán)境中造成二次污染。
[0003] 中國專利ZL201210265567. 2公開了一種用于污泥減量的復合微生物菌劑，所述 復合微生物菌劑為由脫氮假單胞菌、珊瑚諾卡氏菌、產(chǎn)朊假絲酵母、類球紅細菌和醬油曲霉 制成的液體菌劑。這種微生物菌劑是用在污水處理的好氧工藝段，是將該復合微生物菌劑 加入到含有活性污泥的曝氣池、污泥濃縮池或二沉池中，復合微生物菌劑首次投加的重量 與污水日處理水量的重量比例為1:1000?1:100000,根據(jù)周期運行情況，在每個周期結(jié) 束后再補加首次投加量的10%?20%。
[0004] 目前城市污水處理廠的污泥穩(wěn)定化處理還常采用中溫厭氧消化工藝，但是中溫厭 氧消化工藝運行管理復雜，消化周期長，消化池體積龐大，沼氣產(chǎn)生率低，一定程度上限制 了中溫厭氧消化工藝的推廣應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種利用復合微生物菌劑增強污泥厭氧消化 的預處理方法，以解決中溫厭氧消化工藝存在的消化周期長、消化池體積龐大、沼氣產(chǎn)生率 低等問題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，包括以下步驟步驟： (1) 將剩余污泥濃縮至懸浮物固體濃度為20000?35000mg/L，剩余污泥中可揮發(fā)性固 體/懸浮物固體> 50% ; (2) 剩余污泥預處理：將濃縮后的剩余污泥加入到調(diào)質(zhì)池中，然后投加復合微生物菌 齊U，并充分攪拌進行反應； 所述復合微生物菌劑是由下述10種菌體混合發(fā)酵制成，復合微生物菌劑中包含有總 活菌數(shù)不小于2X 1〇7毫升，復合微生物菌劑中枯草芽孢桿菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、白色鏈霉菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、灰色鏈霉菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、產(chǎn)朊假絲酵母活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、醬油曲霉活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、保加利亞乳桿菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、乳酸乳球菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、沼澤紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%，莢膜紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的 5%?20%，球形紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%，復合微生物菌劑pH值為3?4 ; (3)將調(diào)質(zhì)池中經(jīng)預處理的剩余污泥按比例接入處理厭氧污泥的厭氧消化池中進行中 溫厭氧消化處理。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步改進在于：所述步驟（2)中復合微生物菌劑的投加量 按體積比計為濃縮剩余污泥的〇. 1?1%。。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步改進在于：所述步驟（2)中攪拌的速度為20?60r/ min〇
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步改進在于：所述步驟（2)中反應時間為24?72h。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步改進在于：所述步驟（3)中接入?yún)捬跸刂械慕?jīng)預 處理的剩余污泥與厭氧消化池中的厭氧污泥的體積比是4:1?1: 1。
[0011] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果在于： 本發(fā)明對污泥的預處理方法可以解決目前中溫厭氧消化工藝所存在的消化周期長、消 化池體積龐大、沼氣產(chǎn)生率低等問題。預處理過程中所使用的復合微生物菌劑是從自然界 中分離、篩選出的含有分泌胞外酶和降解有機物的幾類微生物及其發(fā)酵代謝產(chǎn)物組成。此 復合微生物菌劑各菌種之間能夠互生和共生，使復合微生物菌劑的狀態(tài)穩(wěn)定，能有效提高 污泥厭氧消化效率。
[0012] 通過在污泥調(diào)質(zhì)池中加入一定量的本發(fā)明的復合微生物菌劑，對調(diào)質(zhì)池中的剩余 污泥進行預處理。復合微生物菌劑中的酶類代謝產(chǎn)物及其活性成分可以破壞污泥中的微生 物細胞壁，使其胞內(nèi)物質(zhì)溶出，將難降解固體有機物轉(zhuǎn)化為小分子易降解有機物，使水相中 易降解的有機物含量大大增加。與此同時，能使污泥中的微生物細胞內(nèi)部自身部分酶的溶 出，增大酶與底物的接觸，在這些微生物或酶的作用下，提高污泥中有機物的降解率，加速 污泥水解過程，可縮短污泥厭氧消化的時間，提高生物產(chǎn)氣量。此外，復合微生物菌劑中的 代謝產(chǎn)物具有較強的殺菌能力，能有效抑制有害微生物的活動和有機物的急劇腐敗分解。
[0013] 并且，復合微生物菌劑預處理后的剩余污泥，經(jīng)厭氧消化后，改善了污泥的沉降性 能，提高了有機物的去除率，實現(xiàn)了污泥減量。采用本發(fā)明的復合微生物菌劑，可有效的實 現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。同時，可降低污泥處理的綜合運行成本，在經(jīng) 濟、環(huán)境和社會效益方面都有重大意義。
[0014] 本發(fā)明的復合微生物菌劑的菌種和原料易得，制備復合微生物菌劑的工藝簡單。 所用發(fā)酵培養(yǎng)基采用食品級的原料，確保產(chǎn)品復合微生物菌劑無毒、無害，正常使用情況下 不會危害人體健康。
[0015] 本發(fā)明的復合微生物菌劑在處理污泥過程中，微生物之間形成一個復雜而穩(wěn)定的 微生態(tài)系統(tǒng)。通過投加復合微生物菌劑對剩余污泥進行預處理，可有效改善中溫污泥厭氧 消化能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的方法流程圖；圖2本發(fā)明對厭氧消化產(chǎn)氣率的影響對比表；圖3 本發(fā)明對厭氧消化沉降性能的影響對比表。

【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明的利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法包括以下步驟步 驟： (1) 將剩余污泥濃縮至懸浮物固體（SS)濃度為20000?35000mg/L，最好是濃縮至 20000?30000 mg/L ;剩余污泥中可揮發(fā)性固體（VSS) /懸浮物固體（SS) > 50% ; (2) 剩余污泥預處理：將濃縮后的剩余污泥加入到調(diào)質(zhì)池中，然后投加一定量的復合微 生物菌劑，并充分攪拌進行反應。復合微生物菌劑投加量可以為濃縮剩余污泥的〇. 1?1%。 (按體積比計）；攪拌的速度可以為20?60r/min ;反應時間為24?72h較佳。
[0018] (3)將調(diào)質(zhì)池中經(jīng)預處理的剩余污泥按一定比例接入?yún)捬跸刂校瑓捬跸?盛放的是待處理的厭氧污泥，接入經(jīng)預處理的剩余污泥后就可以對厭氧消化池中的污泥進 行中溫厭氧消化處理。接入時，經(jīng)預處理的剩余污泥與厭氧消化池中原有的厭氧污泥的比 例是4: 1?1: 1 (體積比）。
[0019] 上述的復合微生物菌劑是由下述10種菌體混合發(fā)酵制成，復合微生物菌劑pH值 為3?4,復合微生物菌劑中包含有總活菌數(shù)不小于2X10 8/毫升，復合微生物菌劑中枯草 芽孢桿菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、白色鏈霉菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、灰色 鏈霉菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、產(chǎn)朊假絲酵母活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、醬油 曲霉活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、保加利亞乳桿菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、乳酸 乳球菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、沼澤紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%，莢 膜紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%，球形紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%。上述的各菌種先經(jīng)過單獨培養(yǎng)擴大后，再接種到一個培養(yǎng)罐中進行混合發(fā)酵培養(yǎng)。 混合培養(yǎng)的溫度為28?37°C，發(fā)酵過程中每隔1?2h攪拌一次，每次攪拌5min，發(fā)酵周 期15?30天。混合發(fā)酵培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基由按重量百分含量計的下列物質(zhì)組成：食用糖 5%?20%、食用酒精5%?20%、食用醋5%?20%、余量為水。食用糖為飴糖、紅糖或白糖中 的一種。食用酒精為發(fā)酵生產(chǎn)的白酒中的一種，酒精度數(shù)為30?60%。食用醋為釀造的陳 醋或白醋中的一種，食用醋的pH為3. 0?5. 0。
[0020] 下面通過試驗和對比對本發(fā)明的有益效果做進一步詳細描述： 試驗組是利用通過本發(fā)明方法進行預處理的剩余污泥，對照組是未進行預處理的剩余 污泥，通過對比試驗來說明用本發(fā)明方法預處理后的剩余污泥的厭氧消化效果。
[0021] 試驗所用剩余污泥取自某污水處理廠二沉池的回流污泥，厭氧消化反應是在 某污水處理廠的盛有厭氧污泥的厭氧消化池進行，厭氧污泥中懸浮物固體（SS)濃度為 31100mg/L〇
[0022] 試驗的剩余污泥先經(jīng)過重力濃縮，經(jīng)重力濃縮后剩余污泥性質(zhì)如下：懸浮物固體 (SS)濃度為24765mg/L，揮發(fā)性懸浮固體（VSS)濃度為13125mg/L。
[0023] 做試驗組時，將剩余污泥加入調(diào)質(zhì)池中，向剩余污泥中加入復合微生物菌劑，加入 量按體積比計為剩余污泥的〇. 5%。。調(diào)質(zhì)池中設置攪拌機的攪拌速度為40r/min，使復合微 生物菌劑與剩余污泥充分混合，反應48h。然后將經(jīng)預處理后的剩余污泥(試驗組）加入到 厭氧消化池，進行中溫厭氧消化，預處理后的剩余污泥的加入量與厭氧消化池中的厭氧污 泥等量（即體積比各為50%)。
[0024] 對照組是將取自某污水處理廠二沉池的回流污泥（即剩余污泥）直接接種到與實 驗組相同的另一個厭氧消化池中，接種量與實驗組相同（即剩余污泥和厭氧污泥等量)，然 后進行中溫厭氧消化處理。
[0025] 對上述實驗組和對照組的消化后的污泥排出，并分別脫水。
[0026] 以下為本發(fā)明對污泥厭氧消化的影響分析。
[0027] 1、厭氧消化產(chǎn)氣率的變化 試驗組與對照組厭氧消化過程中產(chǎn)氣率變化如圖2所示。
[0028] 由圖可知，經(jīng)本發(fā)明預處理后的污泥產(chǎn)氣率提高了 45. 8%。從圖中還可看出，對照 組第一天無產(chǎn)氣，而試驗組第一天的產(chǎn)氣已經(jīng)有l(wèi)lmL/gVSS。對照組第13天的產(chǎn)氣率僅有 58 mL/gVSS，而試驗組第13天的產(chǎn)氣率為103 mL/gVSS?？梢姡捎么税l(fā)明的方法，可加速 污泥的水解過程，縮短污泥停留時間，增加生物產(chǎn)氣量，從而提高厭氧消化效率。
[0029] 2、厭氧消化后污泥沉降性能的變化 厭氧消化后污泥濃度較高，污泥沉降現(xiàn)象不明顯。為增加污泥沉降的直觀，將厭氧消化 后污泥稀釋1倍，同時投加聚丙烯酰胺，投加量為80mg/L。試驗組與對照組厭氧消化后沉降 性能的變化如圖3所示。
[0030] 由圖3可見，本發(fā)明能夠改善厭氧消化污泥的沉降性能。當污泥沉降時間為30min 時，污泥沉降比達到77%較對照組降低了 16%。污泥沉降加快，可以縮短污泥沉降時間，減 小反應池容積，提商反應池的利用率。
[0031] 3、對有機物的去除效果 有機物的去除效果是衡量污泥消化效率的重要指標，主要體現(xiàn)在VSS的去除率上。本 發(fā)明對厭氧消化VSS去除率的影響見表1所示。
[0032] 表1厭氧消化后VSS去除率變化

【權(quán)利要求】
1. 一種利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，其特征在于包括以下步 驟步驟： (1) 將剩余污泥濃縮至懸浮物固體濃度為20000?35000mg/L，剩余污泥中可揮發(fā)性固 體/懸浮物固體> 50% ; (2) 剩余污泥預處理：將濃縮后的剩余污泥加入到調(diào)質(zhì)池中，然后投加復合微生物菌 齊U，并充分攪拌進行反應； 所述復合微生物菌劑是由下述10種菌體混合發(fā)酵制成，復合微生物菌劑中包含有總 活菌數(shù)不小于2X 1〇7毫升，復合微生物菌劑中枯草芽孢桿菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、白色鏈霉菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、灰色鏈霉菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、產(chǎn)朊假絲酵母活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、醬油曲霉活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、保加利亞乳桿菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%、乳酸乳球菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%? 20%、沼澤紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%，莢膜紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的 5%?20%，球形紅假單胞菌活菌數(shù)占總活菌數(shù)的5%?20%，復合微生物菌劑pH值為3?4 ; (3) 將調(diào)質(zhì)池中經(jīng)預處理的剩余污泥按比例接入處理厭氧污泥的厭氧消化池中進行中 溫厭氧消化處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，其 特征在于：所述步驟（2)中復合微生物菌劑的投加量按體積比計為濃縮剩余污泥的0. 1? 1 %0 〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，其特 征在于：所述步驟（2)中攪拌的速度為20?60r/min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，其特 征在于：所述步驟（2)中反應時間為24?72h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用復合微生物菌劑強化污泥厭氧消化的預處理方法，其特 征在于：所述步驟（3)中接入?yún)捬跸刂械慕?jīng)預處理的剩余污泥與厭氧消化池中的厭氧 污泥的體積比是4: 1?1: 1。
【文檔編號】C02F11/02GK104150727SQ201410375458
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】盧瓊, 劉洪泉, 李成義 申請人:石家莊開發(fā)區(qū)德賽化工有限公司