[发明专利]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

说明书

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；