一種改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學物質(zhì)對污泥脫水性能改善的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性污泥法是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的污水生物處理技術(shù)之一，但此技術(shù)最大的弊端就是產(chǎn)生大量的剩余污泥。目前，我國污泥產(chǎn)生量約為2500萬噸/年(按含水率85%計算)，若不及時進行妥善的處理與處置，將會對環(huán)境造成直接或潛在的污染。污泥厭氧消化是目前國內(nèi)外常用的污泥處理方法，以消滅病原菌、減少揮發(fā)性固體和去除惡臭，達到污泥穩(wěn)定化和資源化利用的目的。酶處理技術(shù)可以縮短污泥消化時間，提高污泥水解效率，同時污泥水解液可資源化利用，污泥則進一步做脫水處理。研究表明，經(jīng)厭氧水解處理后的污泥脫水性能變差，從而使污泥的處理處置受到諸多的局限和存在很多的弊端。因此，改善酶法水解處理后污泥的脫水性能是解決酶法水解污泥技術(shù)的關(guān)鍵。
[0003]目前，在各種污泥的調(diào)理方法中，化學方法是較為簡單且應(yīng)用較廣的一種方法。金屬鹽類在污泥絮凝、穩(wěn)定和脫水過程中起重要作用。二價陽離子通過與帶陰離子的相鄰細胞表面的架橋作用促進污泥絮體的形成。據(jù)報導(dǎo)，Ca2+能夠增加細胞壁的通透性，誘導(dǎo)細胞表面脫水。因此，利用Ca2+來調(diào)理酶強化污泥水解體系中的污泥，可以改善其脫水性能，在一定程度上減量化污泥。
[0004]工業(yè)級的CaCl2是比較常見、容易獲得、價格低廉的化學藥劑，其能明顯改善污泥的脫水性能。目前，將石灰作為助凝劑提高絮凝劑的絮凝效率已有相關(guān)的報道，但對于使用化學藥劑CaCl2來改善酶強化污泥水解體系中污泥的脫水性能，及對其投加劑量和投加時間的研究還鮮有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種經(jīng)濟高效，易控制的調(diào)理污泥的方法，該方法拓寬了污泥脫水的途徑，可以減量化污泥。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明中所提到的酶強化污泥水解體系即通過投加復(fù)合酶(蛋白酶:淀粉酶=3:1) (0.05-0.07) g/g干污泥來強化污泥水解的過程。
[0008]本發(fā)明是利用化學藥劑CaCl2來改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，其特征在于投加復(fù)合酶(蛋白酶:淀粉酶=3:1) (0.05-0.07) g/g干污泥的同時，投加CaCl2 (0.08-0.12) g/g干污泥，在厭氧條件下置于50°C水浴上反應(yīng)4_5 h，有機質(zhì)不斷降解，強化了污泥水解。同時，Ca2+能夠增加細胞壁的通透性，誘導(dǎo)細胞表面脫水，從而改善污泥的脫水性能，減量化污泥。
[0009]本發(fā)明中利用化學藥劑CaCl2來改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的流程如圖1所示。
[0010]下面進一步詳述本發(fā)明。
[0011]污泥:取污水處理廠二沉池剩余污泥沉淀4-5 h后去上清液，再經(jīng)0.71 mm篩網(wǎng)過濾去除雜質(zhì)后，4°C冰箱中保存?zhèn)溆谩?br>[0012]酶溶液配制:取I g蛋白酶溶解于20 mLpH為7.2的磷酸緩沖溶液中，于45飛(TC下加溫攪拌溶解。因為酶中含雜質(zhì)較多，溶解效果不佳，1000 r/s離心處理后，取上清液，得到蛋白酶溶液。淀粉酶溶解于19 mL pH為6.8的磷酸緩沖溶液中，再加入I mL 0.3 %氯化鈉溶液，作為淀粉酶的激活劑，其它處理如蛋白酶。
[0013]向剩余污泥中投加復(fù)合酶(蛋白酶:淀粉酶=3:1) (0.05-0.07) g/g干污泥的同時，投加CaCl2 (0.08-0.12) g/g干污泥，通入氮氣約4 min以驅(qū)除殘留空氣，在厭氧條件下，置于50°C水浴振蕩器(100 r/min)上反應(yīng)4-5 h，有機質(zhì)不斷降解，強化了污泥水解，水解液可進一步資源化利用。同時，Ca2+能夠增加細胞壁的通透性，誘導(dǎo)細胞表面脫水，污泥脫水性能得到改善，經(jīng)脫水后，污泥體積降低，減少了污泥運輸和后續(xù)處理的費用。
[0014]分析可知，化學藥劑CaCl2可以改善污泥的脫水性能，最佳投加量為0.10 gCaCl2/g干污泥，且其在厭氧水解前投加比在水解后投加效果更好。當CaCl2在污泥厭氧水解前投加，經(jīng)4-5 h厭氧水解反應(yīng)后，污泥毛細吸水時間CST由83.9 s (O g CaCl2/g干污泥)下降至IJ 27.6 s (0.10 g CaCl2/g 干污泥)，Zeta 電位由-13.8 mV 上升至Ij -7.14 mV ;當CaCl2于污泥厭氧水解反應(yīng)4-5 h后投加時，CST由84.5 s (O g CaCl2/g干污泥)降低到65.0 s (0.10 g CaCl2/g 干污泥)，Zeta 電位由-13.7 mV 上升至Ij -9.04 mV。隨 CaCl2 投加量的增加，污泥離心上清液的濁度不斷降低，且CaCl2在污泥厭氧水解反應(yīng)前投加比反應(yīng)后投加的濁度更低。CaCl2在污泥厭氧水解反應(yīng)后投加釋放的溶解性碳水化合物和溶解性蛋白質(zhì)的量更多，而溶解性有機物的釋放會影響污泥的脫水性能，由此也可知，CaCl2于厭氧水解過程前投加的脫水效果更好。
【附圖說明】
[0015]圖1 CaCl2調(diào)理酶強化污泥水解體系中污泥的工藝流程圖；
圖2 CST隨CaCl2投加量的變化；
圖3 Zeta電位隨CaCl2投加量的變化；
圖4溶解性碳水化合物隨CaCl2投加量的變化；
圖5溶解性蛋白質(zhì)隨CaCl2投加量的變化。
【具體實施方式】
[0016]下面根據(jù)具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不意味著限制本發(fā)明的保護范圍。
[0017]實施例1
(一)CaCl2改善酶強化污泥水解體系中污泥的脫水性能
向剩余污泥中投加復(fù)合酶(蛋白酶:淀粉酶=3:1) 0.06 g/g干污泥的同時，投加CaCl20.10 g/g干污泥，通入氮氣約4 min以驅(qū)除殘留空氣，在厭氧條件下，置于50°C水浴振蕩器(100 r/min)上反應(yīng)4 h，取樣進行污泥沉降與脫水指標如:污泥CST、Zeta電位、離心上清液濁度、溶解性碳水化合物和溶解性蛋白質(zhì)等的測定，可知CaCl2可以改善酶法厭氧水解污泥的脫水性能，污泥毛細吸水時間CST由83.9 S (O g 0&(:12/^干污泥)降低到27.6 s(0.10 g CaCl2/g干污泥)，Zeta電位由-13.8 mV上升到-7.14 mV ;隨0&(:12投加量的增加，污泥離心上清液的濁度不斷降低。
[0018](二)CaCl2的投加時間
向剩余污泥中投加復(fù)合酶(蛋白酶:淀粉酶=3:1)0.06 g/g干污泥的同時，投加CaCl20.10 g/g干污泥，經(jīng)4 h厭氧水解反應(yīng)后，CST由83.9 s(0 g CaCl2/g干污泥)降低到27.6s (0.10 g CaCl2/g干污泥)，相應(yīng)地，Zeta電位由-13.8 mV上升到-7.14 mV ;向剩余污泥中投加復(fù)合酶(蛋白酶:淀粉酶=3:1) 0.06 g/g干污泥，經(jīng)4 h厭氧水解反應(yīng)后，再向水解體系中投加CaCl2 0.10 g/g干污泥，CST由84.5 s (O g CaCl2/g干污泥)降低到65.0 s(0.10 g CaCl2/g干污泥)，相應(yīng)地，Zeta電位由-13.7 mV上升至Ij -9.04 mV。隨CaCl2投加量的增加，污泥離心上清液的濁度不斷降低，且CaCl2在厭氧水解反應(yīng)前投加比反應(yīng)后投加的濁度更低。CaCl2在厭氧水解反應(yīng)后投加釋放的溶解性碳水化合物和溶解性蛋白質(zhì)的量更多，而溶解性有機物的釋放會影響污泥的脫水性能，由此也可知，CaCl2于厭氧水解反應(yīng)前投加脫水效果更好。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例。凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)該指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下的改進和潤飾，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用化學藥劑CaCl2改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，其具體步驟為: (1)取污水處理廠二沉池剩余污泥沉淀4-5h后去上清液，再將磷酸緩沖溶液溶解的復(fù)合酶投加至剩余污泥中，其投加量為(0.05-0.07) g/g干污泥； 所述復(fù)合酶為蛋白酶和淀粉酶溶液的混合液，其中復(fù)合酶溶液中蛋白酶和淀粉酶的質(zhì)量比為3:1 ； (2)再將化學藥劑投加至剩余污泥中，其中化學藥劑的投加量為(0.08-0.12) g/g干污泥； 所述化學藥劑為氯化鈣粉末(CaCl2)； (3)在厭氧條件下，置于50°C水浴上反應(yīng)4-5h。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學藥劑CaCl2改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，其特征在于所述干污泥是指經(jīng)105°C烘干不含水的污泥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學藥劑CaCl2改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，其特征在于所述蛋白酶和淀粉酶溶液的配制過程為:取I g蛋白酶溶解于20 mLPH為7.2的磷酸緩沖溶液中，于45-50°C下攪拌溶解，離心得上清液，即為蛋白酶溶液；取Ig淀粉酶溶解于19 mL pH為6.8磷酸緩沖溶液中，再加入I mL 0.3 %氯化鈉溶液作為淀粉酶的激活劑，于45-50°C下攪拌溶解，離心得上清液，即為淀粉酶溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學藥劑CaCl2改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，其特征在于化學藥劑CaCl2的最佳投加量為0.10 g CaCl2/g干污泥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用化學藥劑CaCl2改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，其特征在于CaCl2應(yīng)在厭氧水解反應(yīng)前投加。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的方法，所述方法包括化學藥劑CaCl2，研究了其對酶強化污泥水解體系中污泥脫水性能的影響；本發(fā)明還公開了CaCl2在調(diào)理污泥時的最佳投加量和投加時間。結(jié)果表明，化學藥劑CaCl2可以改善污泥的脫水性能，最佳投加量為(0.08-0.12)CaCl2/g干污泥，且其在水解反應(yīng)前投加比在水解后投加效果更好。當CaCl2在厭氧水解前投加，經(jīng)4-5h水解反應(yīng)后，污泥毛細吸水時間CST由83.9s（0gCaCl2/g干污泥）下降到27.6s（0.10gCaCl2/g干污泥），相應(yīng)地，Zeta電位由-13.8mV上升到-7.14mV；當CaCl2于水解反應(yīng)4-5h后投加時，CST由84.5s（0gCaCl2/g干污泥）降低到65.0s（0.10gCaCl2/g干污泥），相應(yīng)地，Zeta電位由-13.7mV上升到-9.04mV。該方法拓寬了污泥脫水的途徑，可以減量化污泥。
【IPC分類】C02F11/04, C02F11/14
【公開號】CN104973743
【申請?zhí)枴緾N201410140251
【發(fā)明人】羅琨, 龐婭, 李雪
【申請人】長沙學院
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月10日