公布日：2024.12.20
申请日：2024.11.04
分类号：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
本发明公开了一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，涉及污泥脱水技术领域；具体包括以下步骤：将污泥从污水处理系统中收集起来，对污泥进行预处理；对预处理后的污泥投入搅拌釜中进行热处理和均匀搅拌；向搅拌釜中间歇投入比例为2：1的生物蛋白酶，连续搅拌1-2h，搅拌速度控制在260-400r/min；将搅拌釜进行密封，通过加热和喷水控制釜内温度和湿度；将处理后的污泥进行一级厌氧消化处理和二级厌氧消化处理，通过微生物分解有机物，释放出气体和产生热量。本发明促进污泥中有机物的降解和分解，提高有机物的溶解度和释放率；使污泥中的生物蛋白酶和其他成分均匀分布，提高生物蛋白酶的作用效果，加速有机物的降解。
权利要求书
1.一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将污泥从污水处理系统中收集起来，对污泥进行预处理；S2：对预处理后的污泥投入搅拌釜中进行热处理和均匀搅拌；S3：向搅拌釜中间歇投入比例为2：1的生物蛋白酶，连续搅拌1-2h，搅拌速度控制在260-400r/min；S4：将搅拌釜进行密封，通过加热和喷水控制釜内温度和湿度；S5：将处理后的污泥进行一级厌氧消化处理和二级厌氧消化处理，通过微生物分解有机物，释放出气体和产生热量；S6：对经过生物蛋白酶联合二级厌氧消化处理后的污泥进行脱水处理，得到干燥的污泥固体。
2.根据权利要求1所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S4步骤中，搅拌釜内温度保持在45-60℃，湿度保持在50-70％，静止时间在3-5h。
3.根据权利要求1所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S2步骤中，搅拌速度控制在350-820r/min，加热温度控制在50-70℃。
4.根据权利要求1所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S1步骤中，对污泥进行预处理，其具体方法如下：S11：从污水处理系统中收集500g污泥，并将污泥浸泡于220ml的磺酸盐型离子液体中；S12：将污泥和磺酸盐型离子液体混合搅拌反应，并维持加热温度在20-35℃；S13：静止1-2h后，将混合有磺酸盐型离子液体的污泥导入到离心机中进行过滤后的固液分离处理；S14：对去除磺酸盐型离子液体的污泥进行干燥处理，蒸发掉多余的磺酸盐型离子液体，并将固态的污泥溶入300ml的水中，以备用。
5.根据权利要求4所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S12步骤中，混合搅拌反应的速度为150r/min，混合搅拌反应的时间为30-50min。
6.根据权利要求1所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S5步骤中一级厌氧消化处理，其具体的步骤如下：一级厌氧消化处理：A1：选择产甲烷菌和厌氧氨氧化菌作为微生物菌种，并将其投入到一级厌氧消化反应器中，建立共培养系统；A2：调控共培养系统内环境条件；A3：调节产甲烷菌和厌氧氨氧化菌的比例和密度，促使二者之间的相互作用和协同效应；A4：将通过生物蛋白酶处理后的污泥投入到一级厌氧消化反应器中进行一级污泥有机物降解处理。
7.根据权利要求6所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述A2步骤中，控制共培养系统中的温度为35-40℃、PH值为6.5-7.5、无氧、碳源1-5％、氮源0.4-1％和磷源0.1-0.3％。
8.根据权利要求6所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述A3步骤中，控制产甲烷菌和厌氧氨氧化菌的数量比在2：1之间，且密度控制在10^6-10^8个细胞/mL。
9.根据权利要求1所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S5步骤中二级厌氧消化处理，其具体的步骤如下：二级厌氧消化处理：B1：搭建二级厌氧消化反应器，选用多孔陶瓷作为固定化微生物所需的载体材料；B2：选择产甲烷菌和硫还原菌作为微生物菌种，将其接种到多孔陶瓷上，让微生物附着于表面形成固定微生物膜，并向二级厌氧消化反应器引入比例为3：2的维生素B和谷氨酸。B3：调控系统内环境条件，控制系统中的温度为30-50℃、PH值为6-7.6、无氧、碳源1-4％、氮源0.4-1.2％和磷源0.2-0.4％；B4：将一级厌氧消化处理后的污泥导入到二级厌氧消化反应器中，让污泥充分与多孔陶瓷表面接触，完成二级污泥有机物降解处理。
10.根据权利要求1所述的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，其特征在于，所述S6步骤中，对经过生物蛋白酶联合二级厌氧消化处理后的污泥进行脱水处理，其具体步骤如下：S61：将污泥投入到磁场辅助离心脱水机的脱水区域中；S62：向脱水区域施加电场，使其作用于污泥，控制微生物和颗粒物质移动，促使水分的分离和排出，施加电场控制在2-15kV/m；S63：在脱水过程中，通过水分仪监控水分含量和脱水效率，并根据实际情况调节电场参数；S64：对处理脱水过程中产生的液态废水通过沉淀和过滤方法进行处理，再排放。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，包括以下步骤：
S1：将污泥从污水处理系统中收集起来，对污泥进行预处理；
S2：对预处理后的污泥投入搅拌釜中进行热处理和均匀搅拌；
S3：向搅拌釜中间歇投入比例为2：1的生物蛋白酶，连续搅拌1-2h，搅拌速度控制在260-400r/min；
S4：将搅拌釜进行密封，通过加热和喷水控制釜内温度和湿度；
S5：将处理后的污泥进行一级厌氧消化处理和二级厌氧消化处理，通过微生物分解有机物，释放出气体和产生热量；
S6：对经过生物蛋白酶联合二级厌氧消化处理后的污泥进行脱水处理，得到干燥的污泥固体。
优选地：所述S4步骤中，搅拌釜内温度保持在45-60℃，湿度保持在50-70％，静止时间在3-5h。
进一步地：所述S2步骤中，搅拌速度控制在350-820r/min，加热温度控制在50-70℃。
在前述方案的基础上：所述S1步骤中，对污泥进行预处理，其具体方法如下：
S11：从污水处理系统中收集500g污泥，并将污泥浸泡于220ml的磺酸盐型离子液体中；
S12：将污泥和磺酸盐型离子液体混合搅拌反应，并维持加热温度在20-35℃；
S13：静止1-2h后，将混合有磺酸盐型离子液体的污泥导入到离心机中进行过滤后的固液分离处理；
S14：对去除磺酸盐型离子液体的污泥进行干燥处理，蒸发掉多余的磺酸盐型离子液体，并将固态的污泥溶入300ml的水中，以备用。
在前述方案中更佳的方案是：所述S12步骤中，混合搅拌反应的速度为150r/min，混合搅拌反应的时间为30-50min。
作为本发明进一步的方案：所述S5步骤中一级厌氧消化处理，其具体的步骤如下：
一级厌氧消化处理：
A1：选择产甲烷菌和厌氧氨氧化菌作为微生物菌种，并将其投入到一级厌氧消化反应器中，建立共培养系统；
A2：调控共培养系统内环境条件；
A3：调节产甲烷菌和厌氧氨氧化菌的比例和密度，促使二者之间的相互作用和协同效应；
A4：将通过生物蛋白酶处理后的污泥投入到一级厌氧消化反应器中进行一级污泥有机物降解处理。
同时，所述A2步骤中，控制共培养系统中的温度为35-40℃、PH值为6.5-7.5、无氧、碳源1-5％、氮源0.4-1％和磷源0.1-0.3％。
作为本发明的一种优选的：所述A3步骤中，控制产甲烷菌和厌氧氨氧化菌的数量比在2：1之间，且密度控制在10^6-10^8个细胞/mL。
同时，所述S5步骤中二级厌氧消化处理，其具体的步骤如下：
二级厌氧消化处理：
B1：搭建二级厌氧消化反应器，选用多孔陶瓷作为固定化微生物所需的载体材料；
B2：选择产甲烷菌和硫还原菌作为微生物菌种，将其接种到多孔陶瓷上，让微生物附着于表面形成固定微生物膜，并向二级厌氧消化反应器引入比例为3：2的维生素B和谷氨酸。
B3：调控系统内环境条件，控制系统中的温度为30-50℃、PH值为6-7.6、无氧、碳源1-4％、氮源0.4-1.2％和磷源0.2-0.4％；
B4：将一级厌氧消化处理后的污泥导入到二级厌氧消化反应器中，让污泥充分与多孔陶瓷表面接触，完成二级污泥有机物降解处理。
作为本发明的一种更优的方案：所述S6步骤中，对经过生物蛋白酶联合二级厌氧消化处理后的污泥进行脱水处理，其具体步骤如下：
S61：将污泥投入到磁场辅助离心脱水机的脱水区域中；
S62：向脱水区域施加电场，使其作用于污泥，控制微生物和颗粒物质移动，促使水分的分离和排出，施加电场控制在2-15kV/m；
S63：在脱水过程中，通过水分仪监控水分含量和脱水效率，并根据实际情况调节电场参数；
S64：对处理脱水过程中产生的液态废水通过沉淀和过滤方法进行处理，再排放。
本发明的有益效果为：
1.该一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，通过对预处理后的污泥投入搅拌釜中进行热处理和均匀搅拌，并向搅拌釜中间歇投入比例为2：1的生物蛋白酶，同时，将搅拌釜进行密封，通过加热和喷水控制釜内温度和湿度，可以促进污泥中有机物的降解和分解，提高有机物的溶解度和释放率；使污泥中的生物蛋白酶和其他成分均匀分布，提高生物蛋白酶的作用效果，加速有机物的降解；同时，有助于生物蛋白酶充分与污泥中的有机物接触，提高降解效率，在一定的温度和湿度条件下，利用污泥中的微生物进行进一步的发酵和降解，促进有机物的降解和释放，且保持适宜的温度和湿度有利于微生物的生长和活动，提高消化效率。
2.该一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，浸泡污泥于离子液体中，利用离子液体的溶解能力可以有效地去除污泥中的有机物质，提高处理效率；且混合搅拌污泥和离子液体并维持适宜的温度，有助于促进有机物质的降解，加快污泥处理过程；同时，通过过滤和固液分离处理，可以有效地将离子液体和溶解的有机物质分离开来，减少后续处理过程中的能耗。
3.该一种生物蛋白酶联合二级厌氧消化法污泥脱水方法，一级厌氧消化处理过程中，选择产甲烷菌和厌氧氨氧化菌作为微生物菌种，建立共培养系统，可以促进有机物的降解，提高产气效率，且调控系统内环境条件，包括温度、PH值、碳源、氮源和磷源等，为微生物的生长和代谢提供适宜的条件，同时控制产甲烷菌和厌氧氨氧化菌的比例和密度，促使二者之间的相互作用和协同效应，增强有机物降解效果；二级厌氧消化处理过程中，选择产甲烷菌和硫还原菌作为微生物菌种，并固定在多孔陶瓷上，引入维生素B和谷氨酸，可以促进微生物活性和有机物降解效率，且增加了微生物的降解面积，提高有机物降解质量，实现污泥在处理中充分促进气体产生和热量释放。
（发明人：李恩胜）
