申請日2013.09.17
公開(公告)日2013.12.25
IPC分類號C02F103/32; C02F11/00
摘要
本發(fā)明公開了一種啤酒廢水污泥的無害化處理方法，它是在啤酒廢水污泥中加入過氧乙酸密閉攪拌0.5-1h，過氧乙酸的加入量為啤酒廢水污泥重量的11-13%，所述過氧乙酸的濃度為7-11%。本發(fā)明方法克服了現(xiàn)有污泥處理方法的缺點(diǎn)，工藝流程簡單，工藝控制條件溫和、運(yùn)行管理方便，處理后污泥的營養(yǎng)成分損失較小，用作肥料對后續(xù)微生物肥料制作工藝不產(chǎn)生影響，設(shè)備技術(shù)要求簡單、投資少、處理成本低，便于工業(yè)化應(yīng)用，安全、無毒、無二次環(huán)境污染。
權(quán)利要求書
1.一種啤酒廢水污泥的無害化處理方法，其特征在于：在啤酒廢水污泥中加入過氧乙酸密閉攪拌0.5-1h，過氧乙酸的加入量為啤酒廢水污泥重量的11-13%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種啤酒廢水污泥的無害化處理方法，其特征在于：所述過氧乙酸的濃度為7-11%。
說明書
啤酒廢水污泥的無害化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污泥處理領(lǐng)域，特別涉及一種啤酒廢水污泥的無害化處理方法。
背景技術(shù)
啤酒廢水污泥是在生產(chǎn)啤酒過程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，將水分排出后剩下的廢棄物。啤酒廢水主要來源于洗滌、浸麥、糖化等工序中產(chǎn)生的廢水，主要成分為糖類和蛋白質(zhì)，組成比較單一，有毒物質(zhì)的含量很低，而廢水處理主要是去除其中的有機(jī)物，氮、磷、鉀等元素，因此啤酒廢水污泥含有較多的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，污泥中有毒物質(zhì)的含量也較低，可以作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥的原料。
啤酒廢水污泥要用于農(nóng)業(yè)肥料，首先必須對其進(jìn)行無害化處理，去除其中的有毒成分，使其達(dá)到國家農(nóng)用肥料的標(biāo)準(zhǔn)，其次還要以其為培養(yǎng)基，定向培養(yǎng)微生物制備成微生物肥料。啤酒廢水污泥中的有毒成分主要是病原微生物，啤酒廢水污泥的無害化處理就是要消除其中的病原微生物。目前污泥無害化處理的方式主要有采用污泥綜合處理法的那瓦金斯克凈化設(shè)施、好氧堆肥處理法、厭氧消化處理法、干燥法、二氧化氯消毒法等方法，這些方法有各自特定的工藝流程和優(yōu)點(diǎn)，但也存在無害化處理不徹底、工藝控制條件難度大、設(shè)備設(shè)施要求高、安全性差、營養(yǎng)物質(zhì)損失量大以及二次污染環(huán)境等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其大規(guī)模應(yīng)用受到限制。
例如二氧化氯消毒法是以二氧化氯為消毒劑處理污泥消除其中的病原微生物，但是為了激活二氧化氯的消毒作用，需要采用一些輔助試劑對污泥進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)整污泥的PH值、氧化還原電位等指標(biāo)達(dá)到合適數(shù)值，操作復(fù)雜，同時在處理過程中會有氯氣產(chǎn)生，存在安全隱患和環(huán)境二次污染，并且該方法對處理用的設(shè)備材質(zhì)、密閉性能、耐壓性等要求較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種啤酒廢水污泥的無害化處理方法，工藝流程簡單，工藝控制條件溫和、運(yùn)行管理方便，處理后污泥的營養(yǎng)成分損失較小，用作肥料對后續(xù)微生物肥料制作工藝不產(chǎn)生影響，設(shè)備技術(shù)要求簡單、投資少、處理成本低，便于工業(yè)化應(yīng)用，安全、無毒、無二次環(huán)境污染。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用過氧乙酸作為消毒劑，用于消除啤酒廢水污泥中的病原微生物，其技術(shù)方案是這樣的：
在啤酒廢水污泥中加入過氧乙酸密閉攪拌0.5-1h，過氧乙酸的加入量為啤酒廢水污泥重量的11-13%，所述過氧乙酸的濃度為7-11%。
本發(fā)明無害化處理啤酒廢水污泥的作用機(jī)理是利用過氧乙酸的雙重致死細(xì)胞機(jī)理，使微生物菌體致死，消除污泥中的病原微生物。過氧乙酸的氧化作用可以破壞微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，進(jìn)而破壞酶系統(tǒng)使微生物菌體致死，同時其強(qiáng)酸性可以改變細(xì)胞pH值，破壞細(xì)胞的正常代謝，與其氧化作用配合、增強(qiáng)，直接損傷微生物細(xì)胞，從而致死微生物菌體。因此過氧乙酸具有殺菌譜廣的特點(diǎn)，微生物的殺死率高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、工藝流程簡單、工藝控制條件溫和、設(shè)備技術(shù)要求簡單、投資少;
本發(fā)明只需在常溫常壓下將過氧乙酸直接與啤酒廢水污泥混合密閉攪拌0.5-1.0h即可，處理周期很短，控制條件簡單，操作方便，容易使用，而且對設(shè)備技術(shù)要求較低，處理裝置只要求是非金屬容器即可。
以往的處理方法中，那瓦金斯克凈化設(shè)施需要修筑沼化池，并且要安裝供氧裝置，工藝技術(shù)要求較高。而且在將污泥送入有氧穩(wěn)定器之前需要將污泥加熱到60-65℃，條件不容易控制。
好氧堆肥處理法工藝過程比較繁瑣，需要占用大量的場地，在發(fā)酵過程中也要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行溫度控制，防止溫度無法達(dá)到要求，從而影響處理的效果。
厭氧消化法需要在30℃下貯停30d左右，其工藝處理周期較長。
干燥法也需要將溫度升高到95℃以上，且保持1-2h，處理裝置也要求能加熱和抵抗高溫，工藝控制條件和設(shè)備技術(shù)要求較高。
二氧化氯消毒法在使用過程中會產(chǎn)生氯氣，存在很大的安全隱患，因此對設(shè)備的密閉、耐壓要求較高，而且在生產(chǎn)過程中需要調(diào)整污泥pH、加入亞硝酸鹽，過程控制比較繁瑣復(fù)雜。
2、處理成本低;
目前市場上30%含量的過氧乙酸(雙劑)的價格約為10元/Kg，如果按過氧乙酸的濃度為9%，添加量為13%來計算，那么1 Kg過氧乙酸就可以處理26Kg啤酒廢水污泥，處理1000Kg啤酒廢水污泥只需花藥劑費(fèi)380元。處理時，常溫常壓下，將污泥放入罐或池中，然后直接加入混合好的過氧乙酸溶液即可，處理裝置簡單，處理?xiàng)l件溫和，處理周期短，所以成本很低。
而那瓦金斯克凈化設(shè)施所采用的污泥綜合處理法為了驅(qū)蟲需要預(yù)加熱污泥至60—65℃，能耗較大;處理裝置還要求安裝帶供氧裝置的沼化池，處理成本增加。
好氧堆肥處理法雖然不需要添加物質(zhì)，但是需要占用大量的土地，在處理過行程中會產(chǎn)生一些帶有不和諧氣味的氣態(tài)代謝產(chǎn)物或中間產(chǎn)物，這些氣體物質(zhì)不但對大氣環(huán)境造成二次污染, 而且影響周圍居民的生活質(zhì)量, 危害工作人員的身體健康，對這些臭氣的處理會大大的復(fù)雜無害化處理的工藝流程，增大成本的投入。
厭氧消化處理法的處理裝置簡單，但是無害化處理率較低，需要進(jìn)行反復(fù)處理，成本也比較高。
干燥法包括了普通的日曬干燥和熱干燥法。普通的日曬處理效率很低，受天氣等環(huán)境影響較大，且不容易控制，污泥本身的氣味也會污染環(huán)境;熱干燥法需要對污泥進(jìn)行持續(xù)不斷的升溫處理，保持干燥溫度≥95℃，能耗太高，成本太大。
二氧化氯消毒法需要預(yù)先對污泥的pH、氧化還原電位等進(jìn)行調(diào)整，工藝控制條件多，過程繁瑣，pH調(diào)節(jié)劑以及氧化還原調(diào)節(jié)劑的消耗量大，成本增加，且在處理過程中有氯氣產(chǎn)生，對處理設(shè)備材質(zhì)、設(shè)施密閉性、耐壓要求較高，成本比較高。
3、啤酒廢水污泥中的營養(yǎng)元素?fù)p失小，對后續(xù)工藝實(shí)施不產(chǎn)生影響;
過氧乙酸除殺菌作用外,其分解產(chǎn)物是醋酸、水和氧氣, 不會生成其他有毒害物質(zhì)，長期使用不會造成殘留，對后續(xù)工藝實(shí)施不產(chǎn)生影響。過氧乙酸處理啤酒廢水污泥后，對啤酒廢水污泥中的有機(jī)質(zhì)、總氮等營養(yǎng)元素的含量影響較小，啤酒廢水污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)損耗小，最大程度的保持了啤酒廢水污泥中的營養(yǎng)價值，對后續(xù)處理工藝影響較小且不會對污泥作農(nóng)用肥料的利用產(chǎn)生影響。
那瓦金斯克凈化設(shè)施和好氧堆肥處理法以及厭氧消化法都是利用發(fā)酵污泥進(jìn)行處理，污泥的發(fā)酵是通過微生物或微小低級動物的新陳代謝活動降解廢物中的有機(jī)物, 從而達(dá)到分解廢物、消除污染的目的，所以發(fā)酵后污泥中會損失污泥中有機(jī)物以及氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的含量，對后續(xù)處理工藝產(chǎn)生一定影響且處理后污泥肥料的品質(zhì)有所降低。此外發(fā)酵過程中不會對污泥中的微生物數(shù)量及種類進(jìn)行定向控制，將影響污泥微生物肥料中有益菌的生長繁殖。
二氧化氯消毒法在使用時需要預(yù)先在污泥中加入亞硝酸鹽，處理后污泥中會有殘留，不適宜用于農(nóng)用化;處理過程中有氯氣產(chǎn)生，存在安全隱患和環(huán)境二次污染。
4、安全、無毒、無二次環(huán)境污染。
過氧乙酸分解產(chǎn)物是醋酸、水和氧氣, 不會生成其他有毒害物質(zhì)，長期使用不會造成殘留和環(huán)境污染,使用本發(fā)明處理啤酒廢水污泥安全、無毒、無二次環(huán)境污染。
那瓦金斯克凈化設(shè)施和好氧堆肥處理法以及厭氧消化法都是利用發(fā)酵污泥進(jìn)行處理，在利用發(fā)酵污泥處理法處理污泥時，在將有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)加以利用的過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生一些帶有不和諧氣味的氣態(tài)代謝產(chǎn)物或中間產(chǎn)物，這些物質(zhì)包括脂肪酸、胺、芳香化合物、硫類等。這些氣體物質(zhì)不但對大氣環(huán)境造成二次污染, 而且影響周圍居民的生活質(zhì)量, 危害工作人員的身體健康。
利用日曬干燥法處理污泥時，污泥本身的氣味也會污染環(huán)境。
二氧化氯消毒過程中會產(chǎn)生氯，容易造成安全隱患。
綜上所述，本發(fā)明工藝流程簡單，工藝控制條件溫和、運(yùn)行管理方便，設(shè)備要求簡單、投資少、處理成本低，便于工業(yè)化應(yīng)用，安全、無毒、無二次環(huán)境污染。
具體實(shí)施方式
為了更加清楚的理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果，下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但并不將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在以下實(shí)施例中。
以下實(shí)施例所用的啤酒廢水污泥為同一批啤酒廢水污泥，其污泥的各項(xiàng)指標(biāo)見下表1。
實(shí)施例1：在1000g啤酒廢水污泥中加入110g的過氧乙酸密閉攪拌0.5h，過氧乙酸的濃度為7%，處理后污泥的各項(xiàng)檢測指標(biāo)見下表2所示。
實(shí)施例2：在1000g啤酒廢水污泥中加入130g的過氧乙酸密閉攪拌0.6h，過氧乙酸的濃度為7%，處理后污泥的各項(xiàng)檢測指標(biāo)見下表2所示。
實(shí)施例3：在1000g啤酒廢水污泥中加入120g的過氧乙酸密閉攪拌0.7h，過氧乙酸的濃度為9%，處理后污泥的各項(xiàng)檢測指標(biāo)見下表2所示。
實(shí)施例4：在1000g啤酒廢水污泥中加入120g的過氧乙酸密閉攪拌1.0h，過氧乙酸的濃度為9%，處理后污泥的各項(xiàng)檢測指標(biāo)見下表2所示。
實(shí)施例5：在1000g啤酒廢水污泥中加入110g的過氧乙酸密閉攪拌0.8h，過氧乙酸的濃度為11%，處理后污泥的各項(xiàng)檢測指標(biāo)見下表2所示。
研究實(shí)驗(yàn)表明，用本發(fā)明方法處理啤酒廢水污泥，細(xì)菌去除率可達(dá)到97.0%，放線菌去除率可達(dá)到91.8%，真菌去除率可達(dá)到99.4%，糞大腸桿菌的去除率為100%，處理后的污泥符合國家污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。
對比實(shí)施例：
1、用那瓦金斯克凈化設(shè)施處理上面所述同一批啤酒廢水污泥，處理后污泥中有機(jī)質(zhì)含量為11.5%，損失率為48.0%，總氮的含量為1.0%，損失率為43.2%，污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)損耗大。
2、用好氧堆肥法處理上面所述同一批啤酒廢水污泥，處理后污泥中有機(jī)質(zhì)含量為13.5%，損失率為38.9%，總氮的含量為0.6%，損失率為77.0%，污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)損耗大。
3、用厭氧消化處理法處理上面所述同一批啤酒廢水污泥，處理后污泥中有機(jī)質(zhì)含量為11.0%，損失率為50.1%，總氮的含量為0.8%，損失率為56.5%，污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)損耗大。
4、用干燥法處理上面所述同一批啤酒廢水污泥，由于該方法水分的大量蒸發(fā)，產(chǎn)生濃縮效應(yīng)，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在污泥中含量增大，處理后污泥中有機(jī)質(zhì)含量為47.1%，增加了25.9%，總氮的含量為40.0%，增加了38.2%。雖然該方法營養(yǎng)物質(zhì)的含量增大，但是該方法存在工藝控制條件多、設(shè)備技術(shù)要求高、能耗高、成本高以及二次環(huán)境污染等多個缺陷，不適宜大范圍推廣使用。
而本發(fā)明方法的有機(jī)質(zhì)損失率為1.3%，總氮損失率為13.3%，以上對比實(shí)施例可以說明本發(fā)明方法其營養(yǎng)物質(zhì)的損耗較其它方法小，最大程度的保留了啤酒廢水污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)，將本發(fā)明方法處理后的污泥作肥料用對后續(xù)肥料制作工藝的實(shí)施影響較小，因此用本發(fā)明方法處理過的啤酒廢水污泥用作有機(jī)質(zhì)肥料的原料更加優(yōu)異。
因此，從以上實(shí)施例可以證明，本發(fā)明方法不僅工藝流程簡單，控制條件溫和，操作方法簡單，去除了污泥中的病原微生物，而且最大程度的保留了污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)，為污泥的后期加工肥料提供了條件，本發(fā)明方法安全、無毒、無二次環(huán)境污染。
