专利名称：一种利用剩余污泥生产生物絮凝剂的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于环境工程中的大宗固体废物处理处置技术领域，涉及一种生产生物絮 凝剂的方法，具体涉及一种利用污水处理厂剩余污泥生产生物絮凝剂的方法。
背景技术：
剩余污泥是城市污水处理及废水处理不可避免的固体副产品。剩余污泥产量巨 大。据估计，全球一年可能产生干污泥达1亿t。大量积累的剩余污泥不仅将占用土地，而 且将成为影响城市环境卫生的一大公害。如何妥善科学地处理处置剩余污泥是全球共同关 注的课题。当今剩余污泥处理处置领域内，将剩余污泥视为一种资源加以有效利用、在治理 污染的同时变废为宝已成为共识。目前，污泥资源化利用的途径主要有污泥的农田林地利 用、回收能源和建材利用等。由于剩余污泥中含有微生物、原生动物、后生动物、藻类等有机 体，这些有机体中含有大量糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等物质，它们是生物絮凝剂 的主要成分。因此，用剩余污泥生产生物絮凝剂，与其他污泥资源化利用途径相比，资源化 利用附加值较高，具有广阔的发展前景。
发明内容
本发明提供了一种以剩余污泥为原料，通过化学水解破碎剩余污泥中有机体细 胞，生产生物絮凝剂的工艺方法。本发明要解决的技术问题是通过投加碱性药剂，使剩余污泥中有机体细胞水解破碎，释放絮凝活性的物质 (如蛋白质、多糖等)，得到的水解胶体混合液具有絮凝活性，可以作为生物絮凝剂应用到 污水处理系统中。将水解胶体混合液进行不同的后处理，可以得到不同种类的生物絮凝剂。 具体过程如下(1)制备剩余污泥水解悬浮液在15 120°C水解反应0 60分钟，得到水解胶 体混合液作为生物絮凝剂MBF。(2)将生物絮凝剂MBF静置沉降1 12小时得到上清液和残渣悬浮液，或在200 500转/min的转速下离心分离5 60分钟得到上清液和残渣沉淀。上清液作为生物絮凝 剂LBF，残渣悬浮液或残渣作为生物絮凝剂RBF。(3)将生物絮凝剂LBF酸化，静置沉降1 5小时或在200 500转/min的转速 下离心分离5 20分钟，得到二次上清液和二次残渣；二次上清液作为生物絮凝剂SLBF， 二次残渣作为生物絮凝剂副产品SRBF被回收利用。剩余污泥水解悬浮液中，干物质与水的质量百分比为0. 5 3%，干物质与水的质 量百分比优选范围为1.5 2%;干物质与氢氧化钠的质量百分比为1 0.01 1 10.0， 干物质与氢氧化钠的质量百分比的优选范围为1 1 1 2。水解反应在常压或者不大于0. 35MPa的低压下进行，优选范围为0. 1 0. 25MPa。所述的剩余污泥为污水处理厂或污水处理工艺的剩余活性污泥、浓缩池污泥、脱水污泥。由于水和废 水中污染物的种类和特性不同、絮凝剂的种类、成分和特性不同、对水 和废水的处理要求不同，对于不同来源的水和废水进行絮凝处理，可以选用不同种类的絮 凝剂，达到不同的处理效果。所述的生物絮凝剂MBF、LBF、RBF、SLBF和副产品SRBF的成分 和特性不同，可以根据不同来源的水和废水以及处理要求选用。本发明的效果和益处是该方法与其他剩余污泥资源化利用途径相比，具有较高 的资源化利用附加值。利用该方法制备的生物絮凝剂对废水的除浊、去除毒性有机物和毒 性无机物等均具有良好的絮凝效果。
具体实施例方式下面结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。实施例中絮凝实验和絮凝效果表征方法为废水的除浊采用自来水分别配制5g/L高岭土悬浮液和10g/L淀粉悬浮液作为絮 凝实验水样，向待测水样中加入一定量的生物絮凝剂，调节水样PH，以相同条件不添加絮凝 剂的水样作为空白对照。经六联混凝搅拌仪搅拌后静置20分钟，在550nm处测定上清液的 吸光度。废水的絮凝除浊效果用絮凝率表征絮凝率(%) = (A-B)/AXlOO式中，A-空白水样上清液的吸光度值，B-待测水样上清液的吸光度值。废水的脱毒采用自来水分别配制100mg/L染料(直接翠兰)、对硝基酚、六价铬 废水，分别向待测水样中加入一定量的生物絮凝剂，调节水样PH，以相同条件不添加絮凝剂 的水样作为空白对照。经六联混凝搅拌仪搅拌后静置20分钟，取上清液测定污染物的浓 度，废水的絮凝脱除污染物效果用去除率表征去除率(%) = (C0-C)/C0X 100式中，Ccr空白水样上清液的污染物浓度，C-待测水样上清液的污染物浓度。实施例1按干物质与水的质量百分比为2%，干物质与氢氧化钠的质量百分比为1 2， 将剩余污泥、水与氢氧化钠三者混合均勻制备剩余污泥水解悬浮液，于常压(0. IMPa)下 70°C水解反应5分钟，得到生物絮凝剂MBF。MBF对高岭土悬浮液的絮凝率为98. 8%。将 MBF在400转/min的转速下离心分离30分钟，得到上清液和残渣，上清液作为生物絮凝剂 LBF，对对硝基酚废水去除率为60. 2% ；残渣作为生物絮凝剂RBF，对六价铬废水去除率为 72. 5%。将LBF酸化，静置沉降4小时，得到二次上清液和二次残渣，二次上清液作为生物 絮凝剂SLBF，对淀粉悬浮液的絮凝率为81. 8%;二次残渣作为生物絮凝剂副产品SRBF被回 收利用。实施例2按干物质与水的质量百分比为2%，干物质与氢氧化钠的质量百分比为1 0.08， 将剩余污泥、水与氢氧化钠三者混合均勻制备剩余污泥水解悬浮液，于0. 25MPa下120°C7jC 解反应20分钟，得到生物絮凝剂MBF。MBF对淀粉悬浮液的絮凝率为82. 4%。将MBF静置 沉降10小时，得到上清液和残渣悬浮液，上清液作为生物絮凝剂LBF，对对硝基酚废水去除 率为59. 1% ；残渣悬浮液作为生物絮凝剂RBF，对染料废水的去除率为99. 6%。将生物絮凝剂LBF酸化，在250转/min的转速下离心分离5分钟，得到二次上清液和二次残渣，二次 上清液作为生物絮凝剂SLBF，对对高岭土悬浮液的絮凝率为99. 3%，二次残渣作为生物絮 凝剂副产品SRBF被回收利用。 实施例3按干物质与水的质量百分比为1.7%，干物质与氢氧化钠的质量百分比为 1 0. 04，将剩余污泥、水与氢氧化钠三者混合均勻制备剩余污泥水解悬浮液，于0. 25MPa 下120°C水解反应40分钟，得到生物絮凝剂MBF，对染料废水的去除率为98. 9%。将MBF在 450转/min的转速下离心分离20分钟，得到上清液和残渣，上清液作为生物絮凝剂LBF， 对高岭土悬浮液的絮凝率为92. 5% ；残渣作为生物絮凝剂RBF，对对硝基酚废水去除率为 58. 4%。将生物絮凝剂LBF酸化，静置沉降3小时，得到二次上清液和二次残渣，二次上清 液作为生物絮凝剂SLBF，对淀粉悬浮液的絮凝率为80. 6% ；二次残渣作为生物絮凝剂副产 品SRBF被回收利用。实施例4按干生物污泥与水的比例为1.7% (质量百分比)，干生物污泥与氢氧化钠的比例 为1 2(质量百分比)，将生物污泥、水与氢氧化钠三者混合均勻制备剩余污泥水解悬浮 液，于常压(0. IMPa)下15°C水解反应10分钟，得到生物絮凝剂MBF，对六价铬废水去除率 为71. 5%。将生物絮凝剂MBF 450转/min的转速下离心分离25分钟，得到上清液和残渣， 上清液作为生物絮凝剂LBF，对淀粉悬浮液的絮凝率为81. 0% ；残渣作为生物絮凝剂RBF， 对高岭土悬浮液的絮凝率为96. 3%。将生物絮凝剂LBF酸化，静置沉降3小时，得到二次上 清液和二次残渣，二次上清液作为生物絮凝剂SLBF，对染料废水的去除率为98. 2%;二次残 渣作为生物絮凝剂副产品SRBF被回收利用。
权利要求
1.一种利用剩余污泥生产生物絮凝剂的工艺，其特征在于如下步骤(1)制备剩余污泥水解悬浮液，于15-120°C水解反应0-60分钟，得到水解胶体混合液 作为生物絮凝剂MBF ；(2)将生物絮凝剂MBF静置沉降1 12小时，或在200 500转/min的转速下离心分 离5 60分钟，得到上清液和残渣悬浮液或残渣沉淀，上清液作为生物絮凝剂LBF，残渣悬 浮液或残渣作为生物絮凝剂RBF ；(3)将生物絮凝剂LBF酸化，静置沉降1 5小时，或在200 500转/min的转速下离 心分离5 20分钟，得到二次上清液和二次残渣，二次上清液作为生物絮凝剂SLBF，二次残 渣作为生物絮凝剂副产品SRBF被回收利用；所述的剩余污泥水解悬浮液中，干物质与水的质量百分比为0. 5 3% ；干物质与氢氧 化钠的质量百分比为1 0. 01 1 10. 0 ；水解反应在常压或者不大于0. 35MPa的低压 下进行。
2.根据权利要求1所述的一种利用剩余污泥生产生物絮凝剂的工艺，其特征还在于 剩余污泥水解悬浮液中，干物质与水的质量百分比为1. 5 2% ；干物质与氢氧化钠的质量 百分比为1 1 1 2。
3.根据权利要求1所述的一种利用剩余污泥生产生物絮凝剂的工艺，其特征还在于 水解反应在0. 1 0. 25MPa下进行。
4.根据权利要求1所述的一种利用剩余污泥生产生物絮凝剂的工艺，其特征还在于 所述的剩余污泥为污水处理厂或污水处理工艺的剩余活性污泥、浓缩池污泥、脱水污泥。
全文摘要
一种利用剩余污泥生产生物絮凝剂的工艺，属于环境工程中的大宗固体废物处理处置技术领域。其特征是通过投加碱性药剂，使剩余污泥中有机体细胞水解破碎，释放絮凝活性的物质(如蛋白质、多糖等)，得到的水解胶体混合液具有絮凝活性，可以作为生物絮凝剂应用到污水处理系统中。将水解胶体混合液进行不同的后处理，可以得到不同种类的生物絮凝剂。将剩余污泥视为一种资源加以有效利用，与其他剩余活性污泥资源化利用途径相比，具有较高的资源化利用附加值。生产的生物絮凝剂对废水的除浊、去除毒性有机物和毒性无机物等具有良好的絮凝效果，可以应用到不同污水处理系统中。
文档编号C02F1/52GK102092829SQ201010617740
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者吕红, 周集体, 张劲松, 张爱丽, 张玉, 曲媛媛, 李春玲, 王竞, 金若菲, 项学敏 申请人:大连理工大学