專利名稱：一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)處理剩余污泥的方法。
背景技術(shù)：
《中國(guó)污泥處理處置市場(chǎng)分析報(bào)告2011版》認(rèn)為，截至2010年年底，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理量達(dá)到343億立方米，脫水污泥產(chǎn)生量接近2200萬噸，其中有80%沒有得到妥善處理， 而且還以每年大約10%的速度增長(zhǎng)。污泥中含有大量重金屬、病毒、寄生蟲卵等有害物質(zhì)。 如果不進(jìn)行無害化，穩(wěn)定化的處理，將造成嚴(yán)重的二次污染。污泥的厭氧消化既可以使剩余污泥減量化、無害化，同時(shí)產(chǎn)生的沼氣可作為燃料， 解決現(xiàn)在日益嚴(yán)峻的能源短缺問題，從而得到廣泛應(yīng)用。厭氧消化工藝由三個(gè)階段組成，即水解、酸化、甲烷化。但是，污泥厭氧消化的周期較長(zhǎng)，主要是因?yàn)樗馐钦麄€(gè)過程的限速階段。目前認(rèn)為水解緩慢的主要原因是污泥表面被大分子的胞外聚合物(EPS)所覆蓋，同時(shí)絮體結(jié)構(gòu)緊密，絮體內(nèi)部有機(jī)物不能與水解酶等接觸。為了提高污泥的厭氧消化效率，縮短發(fā)酵周期，各種物理、化學(xué)、生物溶胞技術(shù)被用于厭氧消化的預(yù)處理。污泥預(yù)處理的目的是破壞污泥的結(jié)構(gòu)及細(xì)胞壁，使得污泥的絮體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細(xì)胞內(nèi)含物質(zhì)溶出進(jìn)入水相，在胞外酶的作用下快速水解為小分子化合物，以提高污泥處理效果，降低剩余污泥對(duì)環(huán)境造成的影響。物理方法預(yù)處理污泥存在的缺陷是能耗過大成本高，而化學(xué)方法需要投加藥劑容易與污泥中的一些物質(zhì)產(chǎn)生有毒的產(chǎn)物，對(duì)環(huán)境不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決污泥厭氧消化時(shí)水解速度慢的問題，而提供一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法。生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、取一環(huán)冷凍保藏的枯草芽孢桿菌接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，在30 40°C、150r/min的旋轉(zhuǎn)搖床上通氣培養(yǎng)28 35h，獲得活化后的枯草芽孢桿菌；二、取一環(huán)活化后的枯草芽孢桿菌接種于含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基中，在30 40°C下培養(yǎng)30h，獲得枯草芽孢桿菌A ；三、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將O. 2份的枯草芽孢桿菌A添加到I份的污水二級(jí)生物處理產(chǎn)生的剩余污泥中，在30 45°C、100 150r/min的攪拌速率下反應(yīng)30 40h，即完成生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥；其中步驟一中枯草芽孢桿菌為Bacillus subtilis I. 1413,保藏單位為中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，保藏編號(hào)為 CGMCC NO :1. 1413 ；步驟一中牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g的氯化鈉、 IOg的淀粉和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌30min ；步驟二中含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g的氯化鈉、IOg的淀粉、20g的瓊脂和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌 30min。本發(fā)明生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，具有操作簡(jiǎn)單，無害，能耗低，預(yù)處理城市污泥效果好的特點(diǎn)，其中對(duì)VSS去除率提高了 15. 1%，處理后污泥上清中的COD增加了 2734mg/l, VFA含量增加了 1080mg/l。采用本發(fā)明處理后的污泥有利于污泥的進(jìn)一步厭氧消化處理。本發(fā)明生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，利用枯草芽孢桿菌分泌的淀粉酶和胞外蛋白酶水解污泥表面的有機(jī)物，將固相中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到液相，破壞污泥絮體的結(jié)構(gòu)。胞外聚合物EPS普遍存在于活性污泥絮體內(nèi)部及表面，EPS的組成比較復(fù)雜，其中主要為多糖和蛋白質(zhì)，約占EPS總量的70% 80%。水解酶通過多步反應(yīng)破壞大分子的底物，使其更容易被生物降解，提高可生物降解物質(zhì)的降解速率。水解酶預(yù)處理污泥，不僅能夠縮短消化時(shí)間促進(jìn)污泥的可消化性，減少處理成本，而且酶預(yù)處理作用容易控制對(duì)環(huán)境無害。


圖I為實(shí)施例中處理后污泥上清中COD含量的曲線圖，其中■表示添加枯草芽孢桿菌的污泥，〇表示僅有污泥；圖2為實(shí)施例中處理后污泥上清中VFA含量的曲線圖，其中 ■表示添加枯草芽孢桿菌的污泥，〇表示僅有污泥。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、取一環(huán)冷凍保藏的枯草芽孢桿菌接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，在30 40°C、150r/min的旋轉(zhuǎn)搖床上通氣培養(yǎng)28 35h，獲得活化后的枯草芽孢桿菌；二、取一環(huán)活化后的枯草芽孢桿菌接種于含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基中，在30 40°C下培養(yǎng)30h，獲得枯草芽孢桿菌A ；三、按質(zhì)量份數(shù)比將O. 2份的枯草芽孢桿菌A添加到I份的污水二級(jí)生物處理產(chǎn)生的剩余污泥中，在30 45°C、100 150r/min的攪拌速率下反應(yīng)30 40h，即完成生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥；其中步驟一中枯草芽孢桿菌為Bacillus subtilis I. 1413,保藏單位為中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，保藏編號(hào)為 CGMCC NO :1. 1413 ；步驟一中牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g的氯化鈉、 IOg的淀粉和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌30min ；步驟二中含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g 的氯化鈉、IOg的淀粉、20g的瓊脂和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌 30min。本實(shí)施方式步驟一中枯草芽孢桿菌購(gòu)買自中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心。本實(shí)施方式步驟二中獲得的枯草芽孢桿菌A，具有較高蛋白酶活性和淀粉酶活性。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是，步驟一中在35°C、150r/min的旋轉(zhuǎn)搖床上通氣培養(yǎng)30h，獲得活化后的枯草芽孢桿菌。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是，步驟二中在35V 下培養(yǎng)30h，獲得枯草芽孢桿菌A。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是，步驟三中在 35°C、120r/min的攪拌速率下反應(yīng)35h，即完成生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。實(shí)施例生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、取一環(huán)冷凍保藏的枯草芽孢桿菌接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，在35°C、 150r/min的旋轉(zhuǎn)搖床上通氣培養(yǎng)30h，獲得活化后的枯草芽孢桿菌；二、取一環(huán)活化后的枯草芽孢桿菌接種于含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基中，在35 °C下培養(yǎng)30h，獲得枯草芽孢桿菌A ;三、按質(zhì)量份數(shù)比將O. 2份的枯草芽孢桿菌A添加到I份的污水二級(jí)生物處理產(chǎn)生的剩余污泥中，在35°C、100r/min的攪拌速率下反應(yīng)34h，即完成生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥；其中步驟一中枯草芽孢桿菌為Bacillus subtilis I. 1413,保藏單位為中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，保藏編號(hào)為 CGMCC NO :1. 1413 ；步驟一中牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g的氯化鈉、 IOg的淀粉和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌30min ；步驟二中含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g 的氯化鈉、IOg的淀粉、20g的瓊脂和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌 30min。本實(shí)施例中生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的效果，如圖I和2所示，其污泥溶解率達(dá)到 17. 2% ;處理后污泥上清中的COD增加了 2734mg/l，VFA含量增加了 1080mg/l。
權(quán)利要求
1.一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，其特征在于生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、取一環(huán)冷凍保藏的枯草芽孢桿菌接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，在30 40°C、150r/min的旋轉(zhuǎn)搖床上通氣培養(yǎng)28 35h，獲得活化后的枯草芽孢桿菌；二、取一環(huán)活化后的枯草芽孢桿菌接種于含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基中，在 30 40°C下培養(yǎng)30h，獲得枯草芽孢桿菌A ；三、按質(zhì)量份數(shù)比將O.2份的枯草芽孢桿菌A添加到I份的污水二級(jí)生物處理產(chǎn)生的剩余污泥中，在30 45°C、100 150r/min的攪拌速率下反應(yīng)30 40h，即完成生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥；其中步驟一中枯草芽孢桿菌為Bacillus subtilis I. 1413,保藏單位為中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，保藏編號(hào)為 CGMCC NO 1. 1413 ；步驟一中牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g的氯化鈉、IOg的淀粉和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121°C下高壓滅菌30min ；步驟二中含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基由5g的牛肉膏、IOg的蛋白胨、5g的氯化鈉、IOg的淀粉、20g的瓊脂和IOOOml的水組成，pH值為7. 2 7. 4，121 °C下高壓滅菌 30mino
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，其特征在于步驟一中在35°C、150r/min的旋轉(zhuǎn)搖床上通氣培養(yǎng)30h，獲得活化后的枯草芽孢桿菌。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，其特征在于步驟二中在35°C下培養(yǎng)30h，獲得枯草芽孢桿菌A。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，其特征在于步驟三中在35°C、120r/min的攪拌速率下反應(yīng)35h，即完成生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥。
全文摘要
一種生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，它涉及一種預(yù)處理剩余污泥的方法。它解決了污泥厭氧消化時(shí)水解速度慢的問題。方法一、活化后的枯草芽孢桿菌；二、活化后的枯草芽孢桿菌接種于含有淀粉的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得枯草芽孢桿菌A；三、將枯草芽孢桿菌A添加到污水二級(jí)生物處理產(chǎn)生的剩余污泥中反應(yīng)，即完成。本發(fā)明生物強(qiáng)化預(yù)處理剩余污泥的方法，具有操作簡(jiǎn)單，無害，能耗低，預(yù)處理城市污泥效果好的特點(diǎn)，其中對(duì)VSS去除率提高了15.1％，處理后污泥上清中的COD增加了2734mg/l，VFA含量增加了1080mg/l。采用本發(fā)明處理后的污泥有利于污泥的進(jìn)一步厭氧消化處理。
文檔編號(hào)C02F11/02GK102583925SQ201210024359
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者萬甜, 于淑玉, 張光明, 李建政 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)