(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111482525.X
(22)申请日 2021.12.06
(71)申请人 东莞理工学院
地址 523808 广东省东莞市松山湖科技产
业园区大学路1号
(72)发明人 黄海明 张鸣戈
(74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限
公司 44102
代理人 陈娟
(51)Int.Cl.
C02F 11/00(2006.01)
C02F 11/02(2006.01)
C02F 11/121(2019.01)
C02F 11/122(2019.01)
C02F 11/145(2019.01)
C02F 101/10(2006.01)C02F 101/16(2006.01)C02F 101/30(2006.01)C02F 101/38(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种污泥调理剂及其制备方法
和应用。该污泥调理剂包括如下重量份数的组
分：溶菌酶0.5～1.0份，EDTA ‑2钠0.75～1份，柠
檬酸盐0.75～1份。本发明的污泥调理剂中溶菌
酶可使得细菌溶解、
病毒失活、污泥破解；EDTA ‑2钠可使得污泥彻底破解进而使得氮磷及有机质 彻底地释放；柠檬酸盐可提升氮磷的稳定性，以
利于资源回收利用；通过溶菌酶、EDTA ‑2钠和柠 檬酸盐的协同配合，在有效且稳定地污泥处置的
同时可回收剩余污泥中的氮磷并将其资源化利
用。权利要求书1页 说明书7页 附图1页CN 114262129 A 2022.04.01
C N 114262129
A
1.一种污泥调理剂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
溶菌酶0.5～1份，
EDTA ‑2钠0.75～1.0份，
柠檬酸盐0.75～1.0份。
2.根据权利要求1所述污泥调理剂，其特征在于，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。
3.权利要求1～2任一所述污泥调理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将溶菌酶、EDTA ‑2钠、柠檬酸盐混合，即得所述污泥调理剂。
4.权利要求1～2任一所述污泥调理剂在污泥处理中的应用。
5.一种污泥破解及其氮磷回收的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：经污泥调节pH至酸性，
得预处理后的污泥溶液；S2：在温度为55～85℃及搅拌条件下，向预处理后的污泥溶液中加入权利要求1～2任一所述污泥调理剂，得到调理后的污泥溶液；所述预处理后的污泥溶液和污泥调理剂的质量比为1:0.010～0.015；
S3：对调理后的污泥溶液进行压滤，得滤饼和第一滤液；
S4：在搅拌条件下向第一滤液中加入钾盐、钙盐和镁盐进行鸟粪石沉淀反应，过滤得滤渣和第二滤液。
6.根据权利要求5所述污泥破解及其氮磷回收的方法，其特征在于，S1调节污泥的pH为3～5。
7.根据权利要求5所述污泥破解及其氮磷回收的方法，其特征在于，S2所述调理后的污泥中溶菌酶的浓度为2.5～7.5g/L，EDTA ‑2钠的浓度为0.375～0.750mmol/gSS，柠檬酸盐的浓度为0.375～0.750mmol/gSS。
8.根据权利要求5所述污泥破解及其氮磷回收的方法，其特征在于，S4中第一滤液和钾盐的质量比为1:0.001～0.003；第一滤液和钙盐的质量比为1:0.001～0.003；第一滤液和镁盐的质量比为1:0.001～0.003。
9.根据权利要求8所述污泥破解及其氮磷回收的方法，其特征在于，S4中第一滤液中氮元素、钾盐中钾元素、钙盐中钙元素和镁盐中镁元素的摩尔比为1:0.3～1.5:0.3～0.5:0.3～0.5；第一滤液中磷元素、钾盐中钾元素、钙盐中钙元素和镁盐中镁元素的摩尔比为1:0.3～0.5:0.3～0.5:0.3～0.5。
10.根据权利要求5所述污泥破解及其氮磷回收的方法，其特征在于，所述钾盐为氯化钾、硫酸钾或碳酸钾中的一种或几种；所述钙盐为氯化钙、硫酸钙或碳酸钙中的一种或几种；所述镁盐为氯化镁、硫酸镁或碳酸镁中的一种或几种。
权 利 要 求 书1/1页CN 114262129 A
一种污泥调理剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明属于污泥处理技术领域，更具体地，涉及一种污泥调理剂及其制备方法和应用。
背景技术
[0002]目前的城镇生活污水处理厂主要使用活性污泥法处理城镇生活污水，这种工艺方法会产生大量的剩余污泥，污泥处理处置的问题亟待解决。剩余污泥中含有有毒有害物质、病原微生物、寄生虫卵及重金属等有害元素，且稳定性比较差，容易腐化发臭，若不及时处理会造成严重环境污染。此外，剩余污泥中仍含有大量的氮磷及有机质，属于可被回收利用的资源。已有专利污水厂脱水污泥连续快速零排污的资源化处理工艺公开了利用蛋白质分解菌和重金属络合剂对污泥进行处理的方案，但其未能利用污泥中的磷源。目前，现有技术中关于有效且稳定地在污泥处置的同时回收剩余污泥中的氮磷并将其资源化利用的报道非常少。
[0003]因此，开发一种有效且稳定地在污泥处置的同时回收剩余污泥中的氮磷并将其资源化利用的工艺具有重要的研究意义和经济价值。
发明内容
[0004]本发明的目的在于克服现有技术在处置污泥时无法有效回收剩余污泥中的氮磷并将其资源化利用的缺陷或不足，提供一种污泥调理剂。本发明的污泥调理剂中溶菌酶可使得细菌溶解、病毒失活、污泥破解；EDTA‑2钠可使得污泥彻底破解进而使得氮磷及有机质彻底地释放；柠檬酸盐可提升氮磷的稳定性，以利于资源回收利用；通过溶菌酶、EDTA‑2钠和柠檬酸盐的协同配合，在有效且稳定地污泥处置的同时可回收剩余污泥中的氮磷并将其资源化利用。
[0005]本发明的另一目的在于提供上述污泥调理剂的制备方法。
[0006]本发明的另一目的在于提供上述污泥调理剂在污泥处理中的应用。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种污泥破解及其氮磷回收的方法。
[0008]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0009]一种污泥调理剂，包括如下重量份数的组分：
[0010]溶菌酶0.5～1.0份，
[0011]EDTA‑2钠0.75～1.0份，
[0012]柠檬酸盐0.75～1份。
[0013]溶菌酶(胞壁质酶)通过破坏细胞壁中的N‑乙酰胞壁酸和N‑乙酰氨基葡萄糖之间的β‑1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。另外，溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复合体，使病毒失活、使污泥破解。
[0014]EDTA‑2钠可通过与金属离子的络合，将污泥中细胞为抵抗外界变化而分泌的以金
属离子架桥作用形成的胞外聚合物破坏，将污泥彻底破解，从而保证大量的氮磷及有机质彻底地释放出体系中。
[0015]柠檬酸钠对Ca2+、Mg2+等金属离子具有良好的络合能力，可以防止污泥破解后释放到溶液中的磷酸盐和氨氮与Ca2+、Mg2+等金属离子结合生成鸟粪石而减少清液中的磷酸盐及氨氮的浓度。
[0016]通过三者的协同配合可使得污泥中的大量的氮磷及有机质彻底的释放出来且保持稳定；后续经过压滤、沉淀处理可实现氮磷和有机质的有效回收利用。
[0017]优选地，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾；进一步优选为柠檬酸钠。[0018]上述污泥调理剂的制备方法，包括如下步骤：将溶菌酶、EDTA‑2钠、柠檬酸盐混合，即得所述污泥调理剂。
[0019]一种污泥破解及其氮磷回收的方法，包括如下步骤：
[0020]S1：经污泥调节pH至酸性，得预处理后的污泥溶液；
[0021]S2：在温度为55～85℃及搅拌条件下，向预处理后的污泥溶液中加入权利要求1～2任一所述污泥调理剂，得到调理后的污泥溶液；所述预处理后的污泥溶液和污泥调理剂的质量比为1:0.010～0.015；
[0022]S3：对调理后的污泥溶液进行压滤，得滤饼和第一滤液；
[0023]S4：在搅拌条件下向第一滤液中加入钾盐、钙盐和镁盐进行鸟粪石沉淀反应，过滤得滤渣和第二滤液。
[0024]本发明提供的方法可实现污泥的彻底破解及其氮磷的高效回收，具体如下：[0025]S1中，调节污泥pH为酸性，可对污泥进行预处理，使得部分污泥中的致病微生物及虫卵死亡，细胞裂解，污泥颗粒变得更加细小，有利于后续利用污泥调理剂进行调理处理；同时使污泥溶液体系保持酸性保证溶菌酶能有较好的活性，确保污泥中释放的磷酸盐尽可能少地生成沉淀。
[0026]S2中利用污泥调理剂进行调理，使得细菌溶解、污泥彻底破解，大量的氮磷及有机质彻底的释放出来；同时，柠檬酸盐的存在，避免了释放出来的磷酸盐和氨氮与Ca2+、Mg2+等金属离子结合生成鸟粪石而减少清液中的磷酸盐及氨氮的浓度；
[0027]S3对污泥进行压滤，得到的滤饼可继续进行厌氧消化、污泥焚烧、土地填埋等处置；得到的第一
滤液中含大量氮磷及有机质。
[0028]S4中向第一滤液中加入钾盐、钙盐和镁盐进行鸟粪石沉淀反应(具体反应方程式如下)，得到的滤渣中富含氮磷，可直接用作肥料；得到的第二滤液仍含有较高浓度的COD，可用作碳源回用至污水处理厂用于微生物的培养。
[0029]本发明的方法利用污泥调理剂进行调理，并配合其它处理步骤，可实现污泥有效且稳定地处置，同时回收污泥中的氮磷并将其资源化利用。
[0030]优选地，S1调节污泥溶液的pH为3～5。可利用酸性试剂或酸性废水进行调节。[0031]优选地，S2所述调理后的污泥中溶菌酶的浓度为2.5～7.5g/L，EDTA‑2钠的浓度为0.375～0.750mmol/gSS，柠檬酸盐的浓度为0.375～0.750mmol/gSS。
[0032]当溶菌酶、EDTA‑2钠和柠檬酸盐控制在该浓度范围时，可更好地实现污泥的破解及维持氮磷的稳定性。
[0033]优选地，S2中搅拌的转速为150～300r/min。
[0034]优选地，S4中搅拌的转速为150～300r/min。
[0035]优选地，S4中第一滤液和钾盐的质量比为1:0.003～0.009；第一滤液和钙盐的质量比为1:0.003～0.009；第一滤液和镁盐的质量比为1:0.003～0.009。
[0036]更为优选地，S4中第一滤液中氮元素、钾盐中钾元素、钙盐中钙元素和镁盐中镁元素的摩尔比为1:0.2～0.5:0.2～0.5:0.1～0.5；第一滤液中磷元素、钾盐中钾元素、钙盐中钙元素和镁盐中镁元素的摩尔比为1:0.2～0.5:0.2～0.5:0.1～0.5。
[0037]优选地，所述钾盐为氯化钾、硫酸钾或碳酸钾中的一种或几种。
[0038]优选地，所述钙盐为氯化钙、硫酸钙或碳酸钙中的一种或几种。
[0039]优选地，所述镁盐为氯化镁、硫酸镁或碳酸镁中的一种或几种。
[0040]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0041]本发明的污泥调理剂中溶菌酶可使得细菌溶解、病毒失活、污泥破解； EDTA‑2钠可使得污泥彻底破解进而使得氮磷及有机质彻底地释放；柠檬酸盐可提升氮磷的稳定性，以利于资源回收利用；通过溶菌酶、EDTA‑2钠和柠檬酸盐的协同配合，在有效且稳定地污泥处置的同时可回收剩余污泥中的氮磷并将其资源化利用。
附图说明
[0042]图1为污泥破解及其氮磷回收的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0043]下面结合实施例和对照例对本发明做进一步的描述。这些实施例仅是对本发明的典型描述，但本发明不限于此。下述实施例和对比例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的原料，试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市购等商业途径得到的原料和试剂。
[0044]本发明各实施例中的污泥来源于东莞市东城牛山污水处理厂。
[0045]各实施例和对比例中选用的污泥调理剂的配方如下表1。
[0046]表1污泥调理剂的配方(份)
[0047]
[0048]各污泥调理剂通过如下过程制备得到：将各组分混合均匀，即得污泥调理剂。[0049]实施例1
[0050]本实施例提供一种污泥破解及其氮磷回收的方法，如图1，具体包括如下步骤：
[0051](1)将污泥浓缩池污泥通过污泥泵抽至反应池1，用H
2SO
4
将污泥溶液的 pH调节至
3，进行剩余污泥的预处理。
[0052](2)将步骤(1)处理后的污泥溶液(100kg)用污泥泵抽至混合反应池2 中，调节反应池中温度70℃；搅拌(150r/min)；在水热和搅拌的过程中，加入污泥调理剂1#1.5Kg，此时污泥溶液中溶菌酶为3.0g/L，EDTA‑2钠为0.600 mmol/gSS，柠檬酸钠为0.600mmol/gSS。
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