一種處理污泥水熱碳化廢液的方法與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>環(huán)保節(jié)能,再生,污水處理設(shè)備的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種處理污泥水熱碳化廢液的方法。

背景技術(shù)：

水熱碳化法以水為熱的載體，是目前碳化技術(shù)發(fā)展中的新起之秀，無需對污泥進行事先干燥，對原料污泥的含水率要求低，反應(yīng)條件溫和，工藝過程簡單，因而在能量耗費和生產(chǎn)控制上較傳統(tǒng)碳化法具有明顯的優(yōu)勢。然而，作為污泥水熱碳化副產(chǎn)物—水熱碳化液，具有高有機組分濃度、高氮磷含量、低碳氮比、含有大量重金屬、難以生物降解的特點，若直接排放，對環(huán)境造成巨大影響。

污泥處理前廢水中BOD₅/COD比值約為0.10～0.15，而水熱碳化處理后增加至0.36～0.46，更適合進行生化處理。由于污泥水熱碳化技術(shù)起步較晚，其副產(chǎn)物水熱碳化液的處理方法尚處于實驗室研發(fā)階段。藻類作為一種生命力強并且易得的生物資源，可以利用太陽能有效地去除污水中的營養(yǎng)物質(zhì)和重金屬等，例如中國專利CN102583749A公開了“有效利用太陽光的藻類凈化系統(tǒng)”，涉及一種生物凈化系統(tǒng)，合并有光轉(zhuǎn)化材料和太陽追蹤器以增強藻類的光合作用，可用于處理市政、農(nóng)業(yè)、工業(yè)來源的廢水。例如中國專利CN104211265A公開了“一種基于天然藻類去除廢水中鉻的方法”，提供了一種天然藻類去除廢水中鉻的方法，通過利用天然藻類與鉻離子發(fā)生表面絡(luò)合和生化反應(yīng)以達到去除鉻離子的目的。例如中國專利CN104710014A公開了“一種利用改性泡葉藻吸附水中重金屬離子鉻的方法”，該方法能夠選擇性的吸附水中的低濃度的Cr⁶⁺，去除率高，高效環(huán)保，不會造成二次污染。然而，藻類能耐受的有機物濃度較低，對有毒化合物耐受性較為敏感，用其處理污泥水熱碳化液，需要大量水的進行稀釋，造成水資源的浪費。例如中國專利CN1047926022A公開了“水熱液化廢水中營養(yǎng)元素的回收利用方法及使用設(shè)備”，主要用于處理制備生物原油過程中產(chǎn)生的廢水，首次提出了使用光合細菌與微藻聯(lián)用技術(shù)回收水熱液化廢水中營養(yǎng)元素并回收水資源的方法，不需要對高濃度廢水進行稀釋。

然而，水熱碳化液中溶解性有機物主要是蛋白質(zhì)及碳水化合物，而多用于有機廢水處理的光合細菌的主要營養(yǎng)物質(zhì)則主要是低分子的有機酸、氨基酸、糖類，對大分子物質(zhì)利用速率較慢。因此，利用異養(yǎng)菌(eg.酵母菌)，將高分子的碳水化合物及蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生低分子有機物，供光合細菌利用。到目前為止，尚未見利用酵母菌-光合細菌-藻類聯(lián)用技術(shù)處理污泥水熱碳化廢液的報道。利用該聯(lián)用技術(shù)處理污泥水熱碳化廢液，不僅可有效的去除廢液中氮、磷、有機污染物、重金屬離子等有害物質(zhì)，而且可以節(jié)約水資源、成本低廉，使水熱碳化廢液達到排放標(biāo)準(zhǔn)，不造成二次污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒如此，有必要針對現(xiàn)在技術(shù)存在的缺陷，提供一種可節(jié)約水資源、工藝簡單、環(huán)境友好的污泥水熱碳化廢液的處理方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種處理污泥水熱碳化廢液的方法，包括下述步驟：

步驟S110：污泥經(jīng)水熱碳化法、固液分離后得到的廢液；

步驟S120：將所述廢液的化學(xué)需氧量濃度范圍稀釋至15000～20000mg/L，調(diào)節(jié)pH值至4～6，得到反應(yīng)液；

步驟S130：在所述反應(yīng)液加入馴化后的酵母菌，并于溫度為22～37℃下連續(xù)培養(yǎng)3～7天后離心分離，得到第一水溶液；

步驟S140：調(diào)節(jié)所述第一水溶液的pH值至6～8，并加入馴化好的光合細菌進行自然光照、爆氣，并于溫度為25～35℃下連續(xù)培養(yǎng)2-3天后離心分離，得到第二水溶液；

步驟S150：在所述第二水溶液中加入馴化后的微藻進行自然光照、爆氣，并于溫度為20～40℃下連續(xù)培養(yǎng)3～6天后，離心分離，得到處理后的水溶液。

在一些實施例中，步驟S110中，所述固液分離采用離心分離，離心轉(zhuǎn)速為3000～6000rpm。

在一些實施例中，步驟S110中，所述廢液中化學(xué)需氧量的濃度為30000～55000mg/L、水體中各種形態(tài)氮的濃度為3000～8000mg/L，總磷的濃度為200～700mg/L。

在一些實施例中，步驟S120中，用水將所述廢液的化學(xué)需氧量濃度范圍稀釋至15000～20000mg/L。

在一些實施例中，步驟S120中，調(diào)節(jié)pH值至4～6的試劑為HCl或NaOH溶液。

在一些實施例中，步驟S130中，馴化后的酵母菌的接種比例為V水：V酵母菌＝20：0.5～5之間。

在一些實施例中，步驟S140中，所述光合細菌包括沼澤紅假單胞菌、球形紅假單胞菌的一種或兩種。

在一些實施例中，步驟S140中，馴化后的光合細菌的接種比例為V水：V光合細菌＝20：0.5～5之間。

在一些實施例中，步驟S150中，所述微藻包括小球藻、葡萄藻、柵藻、硅藻、纖維藻中的一種或多種。

在一些實施例中，步驟S150中，馴化后的微藻的接種比例為V水：V微藻＝20：3.5。

在一些實施例中，步驟S140及S150中，所述爆氣的氣體為空氣，控制流量為0.05～0.2L/minL^-1。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的優(yōu)點是：

本發(fā)明提供的一種處理污泥水熱碳化廢液的方法，將水熱碳化法固液分離后得到的廢液的化學(xué)需氧量濃度范圍稀釋至15000～20000mg/L，調(diào)節(jié)pH值至4～6，得到反應(yīng)液；在所述反應(yīng)液加入馴化后的酵母菌，并于溫度為22～37℃下連續(xù)培養(yǎng)3～7天后離心分離，得到第一水溶液，調(diào)節(jié)所述第一水溶液的pH值至6～8，并加入馴化好的光合細菌進行自然光照、爆氣，并于溫度為25～35℃下連續(xù)培養(yǎng)2-3天后離心分離，得到第二水溶液，在所述第二水溶液中加入馴化后的微藻進行自然光照、爆氣，并于溫度為20～40℃下連續(xù)培養(yǎng)3～6天后，離心分離，得到處理后的水溶液，本發(fā)明提供的處理污泥水熱碳化廢液的方法，利用酵母菌、光合細菌、微藻聯(lián)合處理污泥水熱碳化廢液，和現(xiàn)有方法相比，節(jié)約水資源，成本低廉，工藝步驟簡單易行，環(huán)境友好，易于推廣應(yīng)用，采用上述方法處理后的出水可達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)以上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種處理污泥水熱碳化廢液的方法的步驟流程圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的一種處理污泥水熱碳化廢液的方法，包括下步驟：

步驟S110：污泥經(jīng)水熱碳化法、固液分離后得到的廢液；

其中，本申請?zhí)峁┑奈勰酁槭姓勰?、鋼鐵行業(yè)污泥、印染污泥等。

進一步地，所述的廢液的性質(zhì)為：化學(xué)需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand)的濃度為30000～55000mg/L、水體中各種形態(tài)氮(TN，total nitrogen)的濃度為3000～8000mg/L，總磷(TP，total phosphorus)的濃度為200～700mg/L，部分重金屬含量由水熱碳化處理前未檢出大幅增加，如Cd、Cr由未檢出到分別增加到0.060mg/L、2.326mg/L。

優(yōu)選地，所述固液分離采用離心分離，離心轉(zhuǎn)速為3000～6000rpm。

步驟S120：將所述廢液的化學(xué)需氧量濃度范圍稀釋至15000～20000mg/L，調(diào)節(jié)pH值至4～6，得到反應(yīng)液；

優(yōu)選地，用水將所述廢液的COD濃度范圍稀釋至15000～20000mg/L。

優(yōu)選地，調(diào)節(jié)pH值至4～6的試劑為HCl或NaOH溶液。

步驟S130：在所述反應(yīng)液加入馴化后的酵母菌，并于溫度為22～37℃下連續(xù)培養(yǎng)3～7天后離心分離，得到第一水溶液；

優(yōu)選地，馴化后的酵母菌的接種比例為V水：V酵母菌＝20：0.5～5之間。

優(yōu)選地，所述光合細菌包括沼澤紅假單胞菌、球形紅假單胞菌的一種或兩種。

進一步地，馴化后的光合細菌的接種比例為V水：V光合細菌＝20：0.5～5之間。

優(yōu)選地，所述微藻包括小球藻、葡萄藻、柵藻、硅藻、纖維藻中的一種或多種。

進一步地，馴化后的微藻的接種比例為V水：V微藻＝20：3.5。

進一步地，在步驟S140及S150中，所述爆氣的氣體為空氣，控制流量為0.05～0.2L/minL^-1。

本發(fā)明提供的一種處理污泥水熱碳化廢液的方法，將水熱碳化法固液分離后得到的廢液的化學(xué)需氧量濃度范圍稀釋至15000～20000mg/L，調(diào)節(jié)pH值至4～6，得到反應(yīng)液；在所述反應(yīng)液加入馴化后的酵母菌，并于溫度為22～37℃下連續(xù)培養(yǎng)3～7天后離心分離，得到第一水溶液，調(diào)節(jié)所述第一水溶液的pH值至6～8，并加入馴化好的光合細菌進行自然光照、爆氣，并于溫度為25～35℃下連續(xù)培養(yǎng)2-3天后離心分離，得到第二水溶液，在所述第二水溶液中加入馴化后的微藻進行自然光照、爆氣，并于溫度為20～40℃下連續(xù)培養(yǎng)3～6天后，離心分離，得到處理后的水溶液，本發(fā)明提供的基于水熱碳化的污泥處理方法，利用酵母菌、光合細菌、微藻聯(lián)合處理污泥水熱碳化廢液，和現(xiàn)有方法相比，節(jié)約水資源，成本低廉，工藝步驟簡單易行，環(huán)境友好，易于推廣應(yīng)用，采用上述方法處理后的出水可達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)以上。

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細描述。

實施例1