申请日2013.09.17
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C02F103/32; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种啤酒废水污泥的无害化处理方法，它是在啤酒废水污泥中加入过氧乙酸密闭搅拌0.5-1h，过氧乙酸的加入量为啤酒废水污泥重量的11-13%，所述过氧乙酸的浓度为7-11%。本发明方法克服了现有污泥处理方法的缺点，工艺流程简单，工艺控制条件温和、运行管理方便，处理后污泥的营养成分损失较小，用作肥料对后续微生物肥料制作工艺不产生影响，设备技术要求简单、投资少、处理成本低，便于工业化应用，安全、无毒、无二次环境污染。
权利要求书
1.一种啤酒废水污泥的无害化处理方法，其特征在于：在啤酒废水污泥中加入过氧乙酸密闭搅拌0.5-1h，过氧乙酸的加入量为啤酒废水污泥重量的11-13%。
2.根据权利要求1所述的一种啤酒废水污泥的无害化处理方法，其特征在于：所述过氧乙酸的浓度为7-11%。
说明书
啤酒废水污泥的无害化处理方法
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，特别涉及一种啤酒废水污泥的无害化处理方法。
背景技术
啤酒废水污泥是在生产啤酒过程中产生的废水经处理达到排放标准后，将水分排出后剩下的废弃物。啤酒废水主要来源于洗涤、浸麦、糖化等工序中产生的废水，主要成分为糖类和蛋白质，组成比较单一，有毒物质的含量很低，而废水处理主要是去除其中的有机物，氮、磷、钾等元素，因此啤酒废水污泥含有较多的有机质和氮、磷、钾等营养物质，污泥中有毒物质的含量也较低，可以作为生产优质有机肥的原料。
啤酒废水污泥要用于农业肥料，首先必须对其进行无害化处理，去除其中的有毒成分，使其达到国家农用肥料的标准，其次还要以其为培养基，定向培养微生物制备成微生物肥料。啤酒废水污泥中的有毒成分主要是病原微生物，啤酒废水污泥的无害化处理就是要消除其中的病原微生物。目前污泥无害化处理的方式主要有采用污泥综合处理法的那瓦金斯克净化设施、好氧堆肥处理法、厌氧消化处理法、干燥法、二氧化氯消毒法等方法，这些方法有各自特定的工艺流程和优点，但也存在无害化处理不彻底、工艺控制条件难度大、设备设施要求高、安全性差、营养物质损失量大以及二次污染环境等缺点，导致其大规模应用受到限制。
例如二氧化氯消毒法是以二氧化氯为消毒剂处理污泥消除其中的病原微生物，但是为了激活二氧化氯的消毒作用，需要采用一些辅助试剂对污泥进行预处理，调整污泥的PH值、氧化还原电位等指标达到合适数值，操作复杂，同时在处理过程中会有氯气产生，存在安全隐患和环境二次污染，并且该方法对处理用的设备材质、密闭性能、耐压性等要求较高。
发明内容
本发明的目的就在于针对现有技术的不足，提供一种啤酒废水污泥的无害化处理方法，工艺流程简单，工艺控制条件温和、运行管理方便，处理后污泥的营养成分损失较小，用作肥料对后续微生物肥料制作工艺不产生影响，设备技术要求简单、投资少、处理成本低，便于工业化应用，安全、无毒、无二次环境污染。
为了实现上述目的，本发明采用过氧乙酸作为消毒剂，用于消除啤酒废水污泥中的病原微生物，其技术方案是这样的：
在啤酒废水污泥中加入过氧乙酸密闭搅拌0.5-1h，过氧乙酸的加入量为啤酒废水污泥重量的11-13%，所述过氧乙酸的浓度为7-11%。
本发明无害化处理啤酒废水污泥的作用机理是利用过氧乙酸的双重致死细胞机理，使微生物菌体致死，消除污泥中的病原微生物。过氧乙酸的氧化作用可以破坏微生物的细胞壁和细胞膜，进而破坏酶系统使微生物菌体致死，同时其强酸性可以改变细胞pH值，破坏细胞的正常代谢，与其氧化作用配合、增强，直接损伤微生物细胞，从而致死微生物菌体。因此过氧乙酸具有杀菌谱广的特点，微生物的杀死率高。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、工艺流程简单、工艺控制条件温和、设备技术要求简单、投资少;
本发明只需在常温常压下将过氧乙酸直接与啤酒废水污泥混合密闭搅拌0.5-1.0h即可，处理周期很短，控制条件简单，操作方便，容易使用，而且对设备技术要求较低，处理装置只要求是非金属容器即可。
以往的处理方法中，那瓦金斯克净化设施需要修筑沼化池，并且要安装供氧装置，工艺技术要求较高。而且在将污泥送入有氧稳定器之前需要将污泥加热到60-65℃，条件不容易控制。
好氧堆肥处理法工艺过程比较繁琐，需要占用大量的场地，在发酵过程中也要适当的进行温度控制，防止温度无法达到要求，从而影响处理的效果。
厌氧消化法需要在30℃下贮停30d左右，其工艺处理周期较长。
干燥法也需要将温度升高到95℃以上，且保持1-2h，处理装置也要求能加热和抵抗高温，工艺控制条件和设备技术要求较高。
二氧化氯消毒法在使用过程中会产生氯气，存在很大的安全隐患，因此对设备的密闭、耐压要求较高，而且在生产过程中需要调整污泥pH、加入亚硝酸盐，过程控制比较繁琐复杂。
2、处理成本低;
目前市场上30%含量的过氧乙酸(双剂)的价格约为10元/Kg，如果按过氧乙酸的浓度为9%，添加量为13%来计算，那么1 Kg过氧乙酸就可以处理26Kg啤酒废水污泥，处理1000Kg啤酒废水污泥只需花药剂费380元。处理时，常温常压下，将污泥放入罐或池中，然后直接加入混合好的过氧乙酸溶液即可，处理装置简单，处理条件温和，处理周期短，所以成本很低。
而那瓦金斯克净化设施所采用的污泥综合处理法为了驱虫需要预加热污泥至60—65℃，能耗较大;处理装置还要求安装带供氧装置的沼化池，处理成本增加。
好氧堆肥处理法虽然不需要添加物质，但是需要占用大量的土地，在处理过行程中会产生一些带有不和谐气味的气态代谢产物或中间产物，这些气体物质不但对大气环境造成二次污染, 而且影响周围居民的生活质量, 危害工作人员的身体健康，对这些臭气的处理会大大的复杂无害化处理的工艺流程，增大成本的投入。
厌氧消化处理法的处理装置简单，但是无害化处理率较低，需要进行反复处理，成本也比较高。
干燥法包括了普通的日晒干燥和热干燥法。普通的日晒处理效率很低，受天气等环境影响较大，且不容易控制，污泥本身的气味也会污染环境;热干燥法需要对污泥进行持续不断的升温处理，保持干燥温度≥95℃，能耗太高，成本太大。
二氧化氯消毒法需要预先对污泥的pH、氧化还原电位等进行调整，工艺控制条件多，过程繁琐，pH调节剂以及氧化还原调节剂的消耗量大，成本增加，且在处理过程中有氯气产生，对处理设备材质、设施密闭性、耐压要求较高，成本比较高。
3、啤酒废水污泥中的营养元素损失小，对后续工艺实施不产生影响;
过氧乙酸除杀菌作用外,其分解产物是醋酸、水和氧气, 不会生成其他有毒害物质，长期使用不会造成残留，对后续工艺实施不产生影响。过氧乙酸处理啤酒废水污泥后，对啤酒废水污泥中的有机质、总氮等营养元素的含量影响较小，啤酒废水污泥中的营养物质损耗小，最大程度的保持了啤酒废水污泥中的营养价值，对后续处理工艺影响较小且不会对污泥作农用肥料的利用产生影响。
那瓦金斯克净化设施和好氧堆肥处理法以及厌氧消化法都是利用发酵污泥进行处理，污泥的发酵是通过微生物或微小低级动物的新陈代谢活动降解废物中的有机物, 从而达到分解废物、消除污染的目的，所以发酵后污泥中会损失污泥中有机物以及氮磷等营养物质的含量，对后续处理工艺产生一定影响且处理后污泥肥料的品质有所降低。此外发酵过程中不会对污泥中的微生物数量及种类进行定向控制，将影响污泥微生物肥料中有益菌的生长繁殖。
二氧化氯消毒法在使用时需要预先在污泥中加入亚硝酸盐，处理后污泥中会有残留，不适宜用于农用化;处理过程中有氯气产生，存在安全隐患和环境二次污染。
4、安全、无毒、无二次环境污染。
过氧乙酸分解产物是醋酸、水和氧气, 不会生成其他有毒害物质，长期使用不会造成残留和环境污染,使用本发明处理啤酒废水污泥安全、无毒、无二次环境污染。
那瓦金斯克净化设施和好氧堆肥处理法以及厌氧消化法都是利用发酵污泥进行处理，在利用发酵污泥处理法处理污泥时，在将有机物作为营养物质加以利用的过程中，经常会产生一些带有不和谐气味的气态代谢产物或中间产物，这些物质包括脂肪酸、胺、芳香化合物、硫类等。这些气体物质不但对大气环境造成二次污染, 而且影响周围居民的生活质量, 危害工作人员的身体健康。
利用日晒干燥法处理污泥时，污泥本身的气味也会污染环境。
二氧化氯消毒过程中会产生氯，容易造成安全隐患。
综上所述，本发明工艺流程简单，工艺控制条件温和、运行管理方便，设备要求简单、投资少、处理成本低，便于工业化应用，安全、无毒、无二次环境污染。
具体实施方式
为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。
以下实施例所用的啤酒废水污泥为同一批啤酒废水污泥，其污泥的各项指标见下表1。
实施例1：在1000g啤酒废水污泥中加入110g的过氧乙酸密闭搅拌0.5h，过氧乙酸的浓度为7%，处理后污泥的各项检测指标见下表2所示。
实施例2：在1000g啤酒废水污泥中加入130g的过氧乙酸密闭搅拌0.6h，过氧乙酸的浓度为7%，处理后污泥的各项检测指标见下表2所示。
实施例3：在1000g啤酒废水污泥中加入120g的过氧乙酸密闭搅拌0.7h，过氧乙酸的浓度为9%，处理后污泥的各项检测指标见下表2所示。
实施例4：在1000g啤酒废水污泥中加入120g的过氧乙酸密闭搅拌1.0h，过氧乙酸的浓度为9%，处理后污泥的各项检测指标见下表2所示。
实施例5：在1000g啤酒废水污泥中加入110g的过氧乙酸密闭搅拌0.8h，过氧乙酸的浓度为11%，处理后污泥的各项检测指标见下表2所示。
研究实验表明，用本发明方法处理啤酒废水污泥，细菌去除率可达到97.0%，放线菌去除率可达到91.8%，真菌去除率可达到99.4%，粪大肠杆菌的去除率为100%，处理后的污泥符合国家污泥农用标准。
对比实施例：
1、用那瓦金斯克净化设施处理上面所述同一批啤酒废水污泥，处理后污泥中有机质含量为11.5%，损失率为48.0%，总氮的含量为1.0%，损失率为43.2%，污泥中的营养物质损耗大。
2、用好氧堆肥法处理上面所述同一批啤酒废水污泥，处理后污泥中有机质含量为13.5%，损失率为38.9%，总氮的含量为0.6%，损失率为77.0%，污泥中的营养物质损耗大。
3、用厌氧消化处理法处理上面所述同一批啤酒废水污泥，处理后污泥中有机质含量为11.0%，损失率为50.1%，总氮的含量为0.8%，损失率为56.5%，污泥中的营养物质损耗大。
4、用干燥法处理上面所述同一批啤酒废水污泥，由于该方法水分的大量蒸发，产生浓缩效应，使营养物质在污泥中含量增大，处理后污泥中有机质含量为47.1%，增加了25.9%，总氮的含量为40.0%，增加了38.2%。虽然该方法营养物质的含量增大，但是该方法存在工艺控制条件多、设备技术要求高、能耗高、成本高以及二次环境污染等多个缺陷，不适宜大范围推广使用。
而本发明方法的有机质损失率为1.3%，总氮损失率为13.3%，以上对比实施例可以说明本发明方法其营养物质的损耗较其它方法小，最大程度的保留了啤酒废水污泥中的营养物质，将本发明方法处理后的污泥作肥料用对后续肥料制作工艺的实施影响较小，因此用本发明方法处理过的啤酒废水污泥用作有机质肥料的原料更加优异。
因此，从以上实施例可以证明，本发明方法不仅工艺流程简单，控制条件温和，操作方法简单，去除了污泥中的病原微生物，而且最大程度的保留了污泥中的营养物质，为污泥的后期加工肥料提供了条件，本发明方法安全、无毒、无二次环境污染。
