公布日：2024.12.20
申請日：2024.11.04
分類號：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
本發明公開了一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，涉及污泥脫水技術領域；具體包括以下步驟：將污泥從污水處理系統中收集起來，對污泥進行預處理；對預處理后的污泥投入攪拌釜中進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，連續攪拌1-2h，攪拌速度控制在260-400r/min；將攪拌釜進行密封，通過加熱和噴水控制釜內溫度和濕度；將處理后的污泥進行一級厭氧消化處理和二級厭氧消化處理，通過微生物分解有機物，釋放出氣體和產生熱量。本發明促進污泥中有機物的降解和分解，提高有機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，加速有機物的降解。
權利要求書
1.一種生物蛋白酶聯合二級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中收集起來，對污泥進行預處理；S2：對預處理后的污泥投入攪拌釜中進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，連續攪拌1-2h，攪拌速度控制在260-400r/min；S4：將攪拌釜進行密封，通過加熱和噴水控制釜內溫度和濕度；S5：將處理后的污泥進行一級厭氧消化處理和二級厭氧消化處理，通過微生物分解有機物，釋放出氣體和產生熱量；S6：對經過生物蛋白酶聯合二級厭氧消化處理后的污泥進行脫水處理，得到干燥的污泥固體。
2.根據權利要求1所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S4步驟中，攪拌釜內溫度保持在45-60℃，濕度保持在50-70％，靜止時間在3-5h。
3.根據權利要求1所述的一種生物蛋白酶聯合二級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.根據權利要求1所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S1步驟中，對污泥進行預處理，其具體方法如下：S11：從污水處理系統中收集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，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入到離心機中進行過濾后的固液分離處理；S14：對去除磺酸鹽型離子液體的污泥進行干燥處理，蒸發掉多余的磺酸鹽型離子液體，并將固態的污泥溶入300ml的水中，以備用。
5.根據權利要求4所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S12步驟中，混合攪拌反應的速度為150r/min，混合攪拌反應的時間為30-50min。
6.根據權利要求1所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S5步驟中一級厭氧消化處理，其具體的步驟如下：一級厭氧消化處理：A1：選擇產甲烷菌和厭氧氨氧化菌作為微生物菌種，并將其投入到一級厭氧消化反應器中，建立共培養系統；A2：調控共培養系統內環境條件；A3：調節產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同效應；A4：將通過生物蛋白酶處理后的污泥投入到一級厭氧消化反應器中進行一級污泥有機物降解處理。
7.根據權利要求6所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述A2步驟中，控制共培養系統中的溫度為35-40℃、PH值為6.5-7.5、無氧、碳源1-5％、氮源0.4-1％和磷源0.1-0.3％。
8.根據權利要求6所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述A3步驟中，控制產甲烷菌和厭氧氨氧化菌的數量比在2：1之間，且密度控制在10^6-10^8個細胞/mL。
9.根據權利要求1所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S5步驟中二級厭氧消化處理，其具體的步驟如下：二級厭氧消化處理：B1：搭建二級厭氧消化反應器，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，并向二級厭氧消化反應器引入比例為3：2的維生素B和谷氨酸。B3：調控系統內環境條件，控制系統中的溫度為30-50℃、PH值為6-7.6、無氧、碳源1-4％、氮源0.4-1.2％和磷源0.2-0.4％；B4：將一級厭氧消化處理后的污泥導入到二級厭氧消化反應器中，讓污泥充分與多孔陶瓷表面接觸，完成二級污泥有機物降解處理。
10.根據權利要求1所述的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，其特征在于，所述S6步驟中，對經過生物蛋白酶聯合二級厭氧消化處理后的污泥進行脫水處理，其具體步驟如下：S61：將污泥投入到磁場輔助離心脫水機的脫水區域中；S62：向脫水區域施加電場，使其作用于污泥，控制微生物和顆粒物質移動，促使水分的分離和排出，施加電場控制在2-15kV/m；S63：在脫水過程中，通過水分儀監控水分含量和脫水效率，并根據實際情況調節電場參數；S64：對處理脫水過程中產生的液態廢水通過沉淀和過濾方法進行處理，再排放。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法。
為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：
一種生物蛋白酶聯合二級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中收集起來，對污泥進行預處理；
S2：對預處理后的污泥投入攪拌釜中進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，連續攪拌1-2h，攪拌速度控制在260-400r/min；
S4：將攪拌釜進行密封，通過加熱和噴水控制釜內溫度和濕度；
S5：將處理后的污泥進行一級厭氧消化處理和二級厭氧消化處理，通過微生物分解有機物，釋放出氣體和產生熱量；
S6：對經過生物蛋白酶聯合二級厭氧消化處理后的污泥進行脫水處理，得到干燥的污泥固體。
優選地：所述S4步驟中，攪拌釜內溫度保持在45-60℃，濕度保持在50-70％，靜止時間在3-5h。
進一步地：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℃。
在前述方案的基礎上：所述S1步驟中，對污泥進行預處理，其具體方法如下：
S11：從污水處理系統中收集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，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入到離心機中進行過濾后的固液分離處理；
S14：對去除磺酸鹽型離子液體的污泥進行干燥處理，蒸發掉多余的磺酸鹽型離子液體，并將固態的污泥溶入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，混合攪拌反應的速度為150r/min，混合攪拌反應的時間為30-50min。
作為本發明進一步的方案：所述S5步驟中一級厭氧消化處理，其具體的步驟如下：
一級厭氧消化處理：
A1：選擇產甲烷菌和厭氧氨氧化菌作為微生物菌種，并將其投入到一級厭氧消化反應器中，建立共培養系統；
A2：調控共培養系統內環境條件；
A3：調節產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同效應；
A4：將通過生物蛋白酶處理后的污泥投入到一級厭氧消化反應器中進行一級污泥有機物降解處理。
同時，所述A2步驟中，控制共培養系統中的溫度為35-40℃、PH值為6.5-7.5、無氧、碳源1-5％、氮源0.4-1％和磷源0.1-0.3％。
作為本發明的一種優選的：所述A3步驟中，控制產甲烷菌和厭氧氨氧化菌的數量比在2：1之間，且密度控制在10^6-10^8個細胞/mL。
同時，所述S5步驟中二級厭氧消化處理，其具體的步驟如下：
二級厭氧消化處理：
B1：搭建二級厭氧消化反應器，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，并向二級厭氧消化反應器引入比例為3：2的維生素B和谷氨酸。
B3：調控系統內環境條件，控制系統中的溫度為30-50℃、PH值為6-7.6、無氧、碳源1-4％、氮源0.4-1.2％和磷源0.2-0.4％；
B4：將一級厭氧消化處理后的污泥導入到二級厭氧消化反應器中，讓污泥充分與多孔陶瓷表面接觸，完成二級污泥有機物降解處理。
作為本發明的一種更優的方案：所述S6步驟中，對經過生物蛋白酶聯合二級厭氧消化處理后的污泥進行脫水處理，其具體步驟如下：
S61：將污泥投入到磁場輔助離心脫水機的脫水區域中；
S62：向脫水區域施加電場，使其作用于污泥，控制微生物和顆粒物質移動，促使水分的分離和排出，施加電場控制在2-15kV/m；
S63：在脫水過程中，通過水分儀監控水分含量和脫水效率，并根據實際情況調節電場參數；
S64：對處理脫水過程中產生的液態廢水通過沉淀和過濾方法進行處理，再排放。
本發明的有益效果為：
1.該一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，通過對預處理后的污泥投入攪拌釜中進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，將攪拌釜進行密封，通過加熱和噴水控制釜內溫度和濕度，可以促進污泥中有機物的降解和分解，提高有機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，加速有機物的降解；同時，有助于生物蛋白酶充分與污泥中的有機物接觸，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行進一步的發酵和降解，促進有機物的降解和釋放，且保持適宜的溫度和濕度有利于微生物的生長和活動，提高消化效率。
2.該一種生物蛋白酶聯合二級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物質，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，有助于促進有機物質的降解，加快污泥處理過程；同時，通過過濾和固液分離處理，可以有效地將離子液體和溶解的有機物質分離開來，減少后續處理過程中的能耗。
3.該一種生物蛋白酶聯合二級厭氧消化法污泥脫水方法，一級厭氧消化處理過程中，選擇產甲烷菌和厭氧氨氧化菌作為微生物菌種，建立共培養系統，可以促進有機物的降解，提高產氣效率，且調控系統內環境條件，包括溫度、PH值、碳源、氮源和磷源等，為微生物的生長和代謝提供適宜的條件，同時控制產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同效應，增強有機物降解效果；二級厭氧消化處理過程中，選擇產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，可以促進微生物活性和有機物降解效率，且增加了微生物的降解面積，提高有機物降解質量，實現污泥在處理中充分促進氣體產生和熱量釋放。
（發明人：李恩勝）
