申請日2015.09.30

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號C02F11/12

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種超聲波聯(lián)合改性蛋殼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改性蛋殼計，向剩余污泥中加入改性蛋殼，混合均勻制得污泥漿;然后用超聲波對污泥漿進行超聲處理，破解剩余污泥。本發(fā)明通過對采用改性蛋殼，實現(xiàn)了蛋殼變廢為寶，減少了環(huán)境污染，有效的解決了其處理處置問題，并獲得了破解剩余污泥的有效藥劑，節(jié)省了污泥處理中藥劑的費用，降低了剩余污泥處理成本;在破解實驗中，超聲波的引入，大大的提高了污泥細胞破解速率，有效地降低了剩余污泥的破解時間，提高了處理效率，且剩余污泥的破解效果顯著，沉降性能得到了極好地改善，破解后的污泥無臭味。

　　權利要求書

　　1.超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)按每毫升剩余污泥中加入0.05～0.4g改性蛋殼計，向剩余污泥中加入改性蛋殼，混 合均勻制得污泥漿;

　　(2)用超聲波對污泥漿進行超聲處理，破解剩余污泥。

　　2.根據權利要求1所述的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的改性蛋殼為粉末狀，且粒徑在2mm以下。

　　3.根據權利要求1所述的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的改性蛋殼是通過以下步驟制備得來的：首先取清洗過的蛋殼烘干并粉碎過篩，得到蛋殼粉末; 將蛋殼粉末浸泡于氫氧化鉀溶液中0.5～3h后分離得到固體X，將固體X于700～900℃焙燒1～ 4小時后經粉碎處理，得到粉末A，將粉末A浸泡于硫酸溶液中0.5～2h后分離得到固體Y， 將固體Y進行水洗，然后在700～900℃煅燒1～4小時，冷卻后研磨成粉末，得到改性蛋殼。

　　4.根據權利要求3所述的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的清洗過的蛋殼在100℃烘干，并粉碎過1～2mm篩。

　　5.根據權利要求3所述的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的氫氧化鉀溶液的濃度為4mol/L，硫酸溶液的濃度為2.5mol/L。

　　6.根據權利要求1所述的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的超聲處理中采用200～480W的超聲波發(fā)生裝置。

　　7.根據權利要求1所述的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，其特征在于，所述 的超聲處理的時間為10～60分鐘。

　　說明書

　　超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法

　　【技術領域】

　　本發(fā)明屬于污泥處理領域，涉及一種超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法。

　　【背景技術】

　　剩余污泥是污水處理過程中產生的一種含水率很高(≥97%)的絮狀泥粒，它實際上是由 污水中的懸浮物、微生物及所吸附的有機物和微生物代謝活動產物所形成的聚集體，其處理一 直是一個世界性的難題，處置不當極易造成環(huán)境二次污染。該聚集體顆粒細小，結構復雜，比 表面積大，含有大量的EPS(胞外聚合物)，而EPS主要由蛋白質、多糖、少量DNA等組 成，均為高親水物質，復雜的絮體結構間又存在著大量毛細管、細小間隙，可包裹大量水分， 因此剩余污泥脫水十分困難，為制約其處理與處置的瓶頸問題。

　　打碎污泥聚集體、破壞EPS，釋放其中包覆的大量水分，是目前改變污泥脫水性能的主要 途徑。在日本、美國等國家，污泥處理早、研究深入，有眾多學者就剩余污泥破解改善其脫水 性能問題進行了針對性的研究。在我國，剩余污泥的破解研究取得了顯著地成效。如天津大學 的王芬(2006)探討了利用超聲波破解剩余污泥的工藝與方法，超聲破解后的剩余污泥脫水性 能得到了明顯改善，王芬，天津大學博士論文，2006;東華大學的鄭憶楓(2011)和南華大學 的吳宇琦(2013)利用電子束輻照剩余污泥，發(fā)現(xiàn)采用γ-射線輻照剩余污泥可以強化其破解， 有利于污泥的穩(wěn)定、減量及后續(xù)處理處置，鄭憶楓，東華大學碩士論文，2011，吳宇琦，南華 大學碩士論文，2013。上述有關剩余污泥的破解技術均具有較好的效果，破解后的剩余污泥脫 水性能明顯改善，但是這些技術的運行成本普遍較高，破解時間較長，破解后的污泥仍會或多 或少的含有一定的臭味，且含水率始終在60%以上。

　　超聲波技術，廣泛用于工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域，在清洗、提取、檢測、治療等方 面具有顯著效果。尤其是細胞破壁提取內容物方面的應用，該技術不僅安全可靠，成本低，效 果好，而且對細胞內有益成分的破壞最小。

　　【發(fā)明內容】

　　本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術的上述缺點，提供一種超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方 法。本發(fā)明提供的超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法具有操作方便、能耗低、效率高、 成本低、破解后污泥脫水效果好及綠色環(huán)保等優(yōu)點。

　　本發(fā)明的技術方案是：

　　包括以下步驟：

　　(1)按每毫升剩余污泥中加入0.05～0.4g改性蛋殼計，向剩余污泥中加入改性蛋殼，混 合均勻制得污泥漿;

　　(2)用超聲波對污泥漿進行超聲處理，破解剩余污泥。

　　進一步地，所述的改性蛋殼為粉末狀，且粒徑在2mm以下。

　　進一步地，所述的改性蛋殼是通過以下步驟制備得來的：首先取清洗過的蛋殼烘干并粉碎 過篩，得到蛋殼粉末;將蛋殼粉末浸泡于氫氧化鉀溶液中0.5～3h后分離得到固體X，將固體 X于700～900℃焙燒1～4小時后經粉碎處理，得到粉末A，將粉末A浸泡于硫酸溶液中0.5～2h 后分離得到固體Y，將固體Y進行水洗，然后在700～900℃煅燒1～4小時，冷卻后研磨成粉 末，得到改性蛋殼。

　　進一步地，所述的清洗過的蛋殼在100℃烘干，并粉碎過1～2mm篩。

　　進一步地，所述的氫氧化鉀溶液的濃度為4mol/L，硫酸溶液的濃度為2.5mol/L。

　　進一步地，所述的超聲處理中采用200～480W的超聲波發(fā)生裝置。

　　進一步地，所述的超聲處理的時間為10～60分鐘。

　　本發(fā)明相對現(xiàn)有技術來說，具有以下有益的技術效果：

　　本發(fā)明提供了一種超聲波聯(lián)合改性蛋殼破解剩余污泥的方法，通過對蛋殼的處理，實現(xiàn)了 其變廢為寶，減少了環(huán)境污染，有效的解決了其處理處置問題;通過對廢棄蛋殼進行改性處理 獲得了破解剩余污泥的有效藥劑，節(jié)省了污泥處理中藥劑的費用，降低了剩余污泥處理成本， 相比現(xiàn)有普遍應用的污泥機械脫水在同等處理規(guī)模下能耗降低將近30%;在破解實驗中，超聲 波的引入，大大的提高了污泥細胞破解速率，有效地降低了剩余污泥的破解時間，提高了處理 效率，且剩余污泥的破解效果顯著，破解率達到23.68%，含水率僅54.7%，突破了現(xiàn)有污泥 破解后含水率難以降至60%以下的瓶頸，25min內就發(fā)生沉降，沉降性能得到了極好地改善; 破解后的污泥無臭味;同時，該工藝不需要外加熱能、操作方便、安全可靠、綠色環(huán)保。本發(fā) 明方法的效果明顯，可實現(xiàn)蛋殼、剩余污泥的無害化資源化利用，獲得的剩余污泥上清液含有 大量的蛋白質，可濃縮后開發(fā)蛋白泡沫劑，污泥殘渣可做建材利用。