申请日2010.07.08
公开(公告)日2013.08.07
IPC分类号C02F11/14; C02F11/02
摘要
本发明提供了一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂，属于环境工程技术领域。城市污泥生物沥浸药剂含有供硫杆菌和耐酸性异养菌生长所需要的碳源和营养物质，包括硫酸铵，氯化钾，磷酸氢二钾，硝酸钙，硫酸镁，维生素，微量元素，碳源物质，硫代硫酸钠，硫粉，精黄铁矿或七水硫酸亚铁，表面活性剂及敷料等。生产工艺包括，先将液态物料吸附在敷料硅藻土上，然后再与其他固体物料一起与敷料硅藻土充分混合而成。该药剂可同时满足生物沥浸复合微生物中各类微生物生长需要，大幅度提高污泥生物沥浸效率。
翻译权利要求书
1.一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂，其特征在于1吨药剂中含有：硫酸铵， 3千克;氯化钾，0.2千克;磷酸氢二钾，2千克;硝酸钙，0.4千克;七水硫酸镁，0.5千克; 维生素B，1.5千克;维生素C，1.5千克;七水硫酸锰，0.4千克;七水硫酸锌，2千克;硼 酸，0.4千克;钼酸钠，0.4千克;淀粉，3.6千克;甲酸，2.4千克;五水硫代硫酸钠，200 千克;改性硫粉，200千克;100目精黄铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁，100千克;生物表面活 性剂鼠李糖脂，0.6千克;填料硅藻土加至1吨。
2.权利要求1所述的一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂，是通过以下工艺生 产而成：
1)分别称取硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维生素B、维生素C、 七水硫酸锰、七水硫酸锌、硼酸、钼酸钠、淀粉、甲酸、五水硫代硫酸钠、改性硫粉、精黄 铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁、生物表面活性剂鼠李糖脂;
2)甲酸吸附在硅藻土上，硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维生 素B、维生素C、七水硫酸锰、七水硫酸锌、硼酸、钼酸钠、淀粉、五水硫代硫酸钠、改性 硫粉、100目精黄铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁、生物表面活性剂鼠李糖脂分别用硅藻土拌混;
3)将各类物质加入混合器后，加硅藻土至1吨充分混合、搅拌均匀;
4)分装。
说明书
一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂及其生产工艺
一、技术领域
本发明涉及一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂，属于环境工程技术领域。
二、背景技术
截止2009年底，我国城市污水处理厂已达1993座，日处理污水逾1亿M3，年产生 脱水污泥(含水80-85%)近4000万吨。由于我国城市污泥主要是污水处理厂二级生化处理 后排出的剩余污泥或与一沉池混合而成的混合污泥，有机质含量高，亲水性强，加之进行机 械脱水前均采用聚丙烯酰胺(PAM)絮凝，因此脱水污泥含水率高(80%-85%)，给后续处置 增加了极大难度。另一方面，我国一些城市污水处理厂特别是一些工业园区的污水处理厂由 于接纳部分工业污水，导致污泥中存在较多的有毒重金属。污泥含水量高和存在重金属是目 前制约污泥处置与资源化利用的两大瓶颈。
为了降低污泥粘度、改善污泥脱水性能，国内外在污泥的预处理技术方面进行了大 量研究，如采用高温高压的水热处理技术或通过添加混凝剂氯化铁(FeCl3·6H2O)和助凝剂 石灰、硅藻土、粉煤灰等然后再压滤脱水，可使脱水污泥含水率达到60%以下。然而前一预 处理方法涉及高昂的投资与能耗成本，而且还存在安全隐患以及产生高氨氮高COD的难处理 有机废水问题，后一方法则由于需要加添加大量的无机混凝剂和助凝剂，导致脱水后的污泥 干物质量大幅度增加，而有机质含量则大幅度下降，严重影响污泥的资源化利用。针对污泥 中重金属的问题，Macchi等(1998)和Panswad(1995)就曾尝试过采用无机酸如硫酸浸提法去除 制革污泥铬的方案。但该方法耗酸量极大、环境不安全(直接加无机酸还会造成大量的有毒 气体硫化氢外泄)、有大量泡沫产生影响操作。这些缺点使得污泥的化学脱毒法并无实际应用 价值。近年来，有研究者采用微波法，超声波法对污泥细胞进行破碎消融处理以利于脱水， 但该方法并不能使污泥中重金属脱出。
为解决污泥重金属问题，本课题组曾发明了利用微生物主要是嗜酸性硫杆菌的作用 将污泥中重金属去除的生物沥浸技术(英文名称为Bioleaching，以前也称“生物淋滤”)的若 干专利(ZL02137921.1;ZL02112924.X;ZL200410014801.X;ZL200410044843.8; ZL200520072316.8)。随后研究发现，该工艺不但具有去除重金属的功效，而且还具有同步脱 臭、杀灭病原物和促进污泥高效絮凝和高干度脱水的功效。申请号为200810242584.8的专利 公开了一种能同时改善污泥脱水性能和促进污泥重金属脱出，并实现连续推流式处理的生物 沥浸方法。污泥在生物沥浸处理后，再通过压滤脱水可使脱水污泥含水率降低到50%-60%， 重金属脱出率大于80%。
然而生物沥浸效果的优劣与生物沥浸过程中添加的药剂种类与数量息息相关。这种 药剂主要是包括提供给生物沥浸复合微生物(由硫杆菌和耐酸性异养菌组成的复合菌群)能 源和营养的药剂，是一种复合药剂，单一的物质构成的生物沥浸药剂往往效果较差。
三、发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂。该药剂主要含 有供微生物生长的能源物质(包括供应给耐酸性异养菌的碳源物质)、营养物质以及表面活性 剂类物质，使药剂进入液态污泥后能很快与污泥混溶而不沉淀。
技术方案
用于城市污泥生物沥浸处理的专用药剂，含有：硫酸铵，2000-4000mg/kg;氯化钾， 100-200mg/kg;磷酸氢二钾，1000-3000mg/kg;硝酸钙，200-500mg/kg;七水硫酸镁， 300-600mg/kg;维生素，2000-3000mg/kg;微量元素，3000-3500mg/kg;碳源物质， 5000-8000mg/kg;五水硫代硫酸钠，200g/kg;改性硫粉，200g/kg;100目精黄铁矿(FeS2)或 七水硫酸亚铁，100g/kg;生物表面活性剂鼠李糖酯，500-1000mg/kg;敷料加至100份。
微量元素组成为：七水硫酸锰，1份;七水硫酸锌，5份;硼酸，1份;钼酸钠，1份。
维生素组成为：维生素B，1份;维生素C，1份。
碳源物质包括：淀粉，3份;甲酸，2份(重量)。
敷料：大于80目的硅藻土。
生产上述城市污泥生物沥浸专用药剂的工艺，包括：
1)分别称取硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维生素、微量元 素、碳源物质、五水硫代硫酸钠、改性硫粉、精黄铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁、生物表面活 性剂鼠李糖酯;
2)甲酸吸附在敷料上，硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维生 素、微量元素、淀粉、五水硫代硫酸钠、改性硫粉、100目精黄铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁、 生物表面活性剂鼠李糖酯分别用敷料拌混;
3)将各类物质加入混合器后，加敷料100份充分混合、搅拌均匀;
4)分装。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
该药剂可同时满足生物沥浸复合微生物中各类微生物生长需要。
碳源物质能很好地促进耐酸性异养微生物的生长，有利于异养微生物通过偏利共栖 关系促进硫杆菌的繁殖和新陈代谢。
该药剂加入到生物沥浸反应器中后能在2-3天内通过刺激微生物生长而很快使污泥 pH下降，提高污泥的絮凝脱水性和重金属去除率。
四、具体实施方式
本发明最佳实施方案。
城市污泥生物沥浸专用药剂，含有：硫酸铵，3000mg/kg;氯化钾，200mg/kg;磷 酸氢二钾，2000mg/kg;硝酸钙，400mg/kg;七水硫酸镁，500mg/kg;维生素B、维生素 C，3000mg/kg;微量元素七水硫酸锰、七水硫酸锌、硼酸、钼酸钠，3200mg/kg，碳源物质淀 粉、甲酸，6000mg/kg，五水硫代硫酸钠，200g/kg;改性硫粉，200g/kg;100目精黄铁矿(FeS2) 或七水硫酸亚铁，100g/kg;生物表面活性剂鼠李糖酯，600mg/kg;硅藻土，加至100份。 生产上述1吨城市污泥生物沥浸专用药剂的工艺步骤包括：
1)分别称量硫酸铵，3千克;氯化钾，0.2千克;磷酸氢二钾，2千克;硝酸钙， 0.4千克;七水硫酸镁，0.5千克;维生素B，1.5千克;维生素C，1.5千克;微量元素七水 硫酸锰，0.4千克;七水硫酸锌，2千克;硼酸，0.4千克;钼酸钠，0.4千克;碳源物质淀粉， 3.6千克;甲酸，2.4千克;五水硫代硫酸钠，200千克;改性硫粉，200千克;100目精黄 铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁，100千克;生物表面活性剂鼠李糖酯，0.6千克;
2)甲酸吸附在硅藻土上，硫酸铵、氯化钾、磷酸氢二钾、硝酸钙、七水硫酸镁、维 生素、微量元素、淀粉、五水硫代硫酸钠、改性硫粉、100目精黄铁矿(FeS2)或七水硫酸亚铁、 生物表面活性剂鼠李糖酯分别用硅藻土拌混;
3)将以上各物质加入混合容器后，加硅藻土至1吨刻度，然后充分混合、搅拌均匀;
4)分装。
