申请日2015.09.30
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明涉及一种超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，首先按每毫升剩余污泥中加入0.05～0.4g改性蛋壳计，向剩余污泥中加入改性蛋壳，混合均匀制得污泥浆;然后用超声波对污泥浆进行超声处理，破解剩余污泥。本发明通过对采用改性蛋壳，实现了蛋壳变废为宝，减少了环境污染，有效的解决了其处理处置问题，并获得了破解剩余污泥的有效药剂，节省了污泥处理中药剂的费用，降低了剩余污泥处理成本;在破解实验中，超声波的引入，大大的提高了污泥细胞破解速率，有效地降低了剩余污泥的破解时间，提高了处理效率，且剩余污泥的破解效果显著，沉降性能得到了极好地改善，破解后的污泥无臭味。
权利要求书
1.超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按每毫升剩余污泥中加入0.05～0.4g改性蛋壳计，向剩余污泥中加入改性蛋壳，混 合均匀制得污泥浆;
(2)用超声波对污泥浆进行超声处理，破解剩余污泥。
2.根据权利要求1所述的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的改性蛋壳为粉末状，且粒径在2mm以下。
3.根据权利要求1所述的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的改性蛋壳是通过以下步骤制备得来的：首先取清洗过的蛋壳烘干并粉碎过筛，得到蛋壳粉末; 将蛋壳粉末浸泡于氢氧化钾溶液中0.5～3h后分离得到固体X，将固体X于700～900℃焙烧1～ 4小时后经粉碎处理，得到粉末A，将粉末A浸泡于硫酸溶液中0.5～2h后分离得到固体Y， 将固体Y进行水洗，然后在700～900℃煅烧1～4小时，冷却后研磨成粉末，得到改性蛋壳。
4.根据权利要求3所述的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的清洗过的蛋壳在100℃烘干，并粉碎过1～2mm筛。
5.根据权利要求3所述的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的氢氧化钾溶液的浓度为4mol/L，硫酸溶液的浓度为2.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的超声处理中采用200～480W的超声波发生装置。
7.根据权利要求1所述的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的超声处理的时间为10～60分钟。
说明书
超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法
【技术领域】
本发明属于污泥处理领域，涉及一种超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法。
【背景技术】
剩余污泥是污水处理过程中产生的一种含水率很高(≥97%)的絮状泥粒，它实际上是由 污水中的悬浮物、微生物及所吸附的有机物和微生物代谢活动产物所形成的聚集体，其处理一 直是一个世界性的难题，处置不当极易造成环境二次污染。该聚集体颗粒细小，结构复杂，比 表面积大，含有大量的EPS(胞外聚合物)，而EPS主要由蛋白质、多糖、少量DNA等组 成，均为高亲水物质，复杂的絮体结构间又存在着大量毛细管、细小间隙，可包裹大量水分， 因此剩余污泥脱水十分困难，为制约其处理与处置的瓶颈问题。
打碎污泥聚集体、破坏EPS，释放其中包覆的大量水分，是目前改变污泥脱水性能的主要 途径。在日本、美国等国家，污泥处理早、研究深入，有众多学者就剩余污泥破解改善其脱水 性能问题进行了针对性的研究。在我国，剩余污泥的破解研究取得了显著地成效。如天津大学 的王芬(2006)探讨了利用超声波破解剩余污泥的工艺与方法，超声破解后的剩余污泥脱水性 能得到了明显改善，王芬，天津大学博士论文，2006;东华大学的郑忆枫(2011)和南华大学 的吴宇琦(2013)利用电子束辐照剩余污泥，发现采用γ-射线辐照剩余污泥可以强化其破解， 有利于污泥的稳定、减量及后续处理处置，郑忆枫，东华大学硕士论文，2011，吴宇琦，南华 大学硕士论文，2013。上述有关剩余污泥的破解技术均具有较好的效果，破解后的剩余污泥脱 水性能明显改善，但是这些技术的运行成本普遍较高，破解时间较长，破解后的污泥仍会或多 或少的含有一定的臭味，且含水率始终在60%以上。
超声波技术，广泛用于工业、农业、医疗、军事等领域，在清洗、提取、检测、治疗等方 面具有显著效果。尤其是细胞破壁提取内容物方面的应用，该技术不仅安全可靠，成本低，效 果好，而且对细胞内有益成分的破坏最小。
【发明内容】
本发明为了克服现有技术的上述缺点，提供一种超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方 法。本发明提供的超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法具有操作方便、能耗低、效率高、 成本低、破解后污泥脱水效果好及绿色环保等优点。
本发明的技术方案是：
包括以下步骤：
(1)按每毫升剩余污泥中加入0.05～0.4g改性蛋壳计，向剩余污泥中加入改性蛋壳，混 合均匀制得污泥浆;
(2)用超声波对污泥浆进行超声处理，破解剩余污泥。
进一步地，所述的改性蛋壳为粉末状，且粒径在2mm以下。
进一步地，所述的改性蛋壳是通过以下步骤制备得来的：首先取清洗过的蛋壳烘干并粉碎 过筛，得到蛋壳粉末;将蛋壳粉末浸泡于氢氧化钾溶液中0.5～3h后分离得到固体X，将固体 X于700～900℃焙烧1～4小时后经粉碎处理，得到粉末A，将粉末A浸泡于硫酸溶液中0.5～2h 后分离得到固体Y，将固体Y进行水洗，然后在700～900℃煅烧1～4小时，冷却后研磨成粉 末，得到改性蛋壳。
进一步地，所述的清洗过的蛋壳在100℃烘干，并粉碎过1～2mm筛。
进一步地，所述的氢氧化钾溶液的浓度为4mol/L，硫酸溶液的浓度为2.5mol/L。
进一步地，所述的超声处理中采用200～480W的超声波发生装置。
进一步地，所述的超声处理的时间为10～60分钟。
本发明相对现有技术来说，具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种超声波联合改性蛋壳破解剩余污泥的方法，通过对蛋壳的处理，实现了 其变废为宝，减少了环境污染，有效的解决了其处理处置问题;通过对废弃蛋壳进行改性处理 获得了破解剩余污泥的有效药剂，节省了污泥处理中药剂的费用，降低了剩余污泥处理成本， 相比现有普遍应用的污泥机械脱水在同等处理规模下能耗降低将近30%;在破解实验中，超声 波的引入，大大的提高了污泥细胞破解速率，有效地降低了剩余污泥的破解时间，提高了处理 效率，且剩余污泥的破解效果显著，破解率达到23.68%，含水率仅54.7%，突破了现有污泥 破解后含水率难以降至60%以下的瓶颈，25min内就发生沉降，沉降性能得到了极好地改善; 破解后的污泥无臭味;同时，该工艺不需要外加热能、操作方便、安全可靠、绿色环保。本发 明方法的效果明显，可实现蛋壳、剩余污泥的无害化资源化利用，获得的剩余污泥上清液含有 大量的蛋白质，可浓缩后开发蛋白泡沫剂，污泥残渣可做建材利用。
