公布日：2023.12.19

申請日：2023.11.06

分類號：C02F11/02(2006.01)I

摘要高新可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料、制備和應用，屬于污泥好氧發(fā)酵技術領域，克服了現(xiàn)有技術中添加輔料成本高的缺陷。本發(fā)明提供了一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料，為直徑2～3cm的木片，厚度0.5～1cm；所述木片上設置有孔，所述木片含水率＜20wt％。本發(fā)明木片可降低污泥含水率、提高孔隙度從而降低其他輔料的添加量，降低輔料的成本，且木片可重復使用，可進一步降低成本。

權利要求書

1.一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料，其特征在于，為直徑2～3cm的木片，厚度0.5～1cm；所述木片上設置有孔，所述木片含水率＜20wt％。

2.根據(jù)權利要求1所述的可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料，其特征在于，滿足以下條件中的任一項：(1)孔的孔徑為2～4mm；(2)每個木片上設置有3～7個孔；優(yōu)選的，當木片直徑在2.5cm以下時，木片上設置有4個以下的孔；(3)木片上多個孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點、正五邊形、正五邊形及中心點、正六邊形或正六邊形及中心點；(4)相鄰孔的中心間距為0.9～1.8cm；優(yōu)選的，兩兩相鄰孔的中心間距相等。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料，其特征在于，所述木片為經過水熱處理的木片；優(yōu)選的，所述水熱處理條件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。

4.一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、獲取直徑2～3cm、厚度0.5～1cm的木質片體；步驟2、在木質片體上打孔；步驟3、將木質片體干燥至含水率＜20wt％，制得木片。

5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟1包括將直徑＞3cm的原料切片粉碎后篩分；優(yōu)選的，原料為城市園林綠化修剪后直徑>3cm的樹枝和/或樹干；優(yōu)選的，采用兩級滾筒篩篩分。

6.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2滿足以下條件中的至少一項：(1)在木質片體含水率≥30wt％時進行打孔；(2)孔的孔徑為2～4mm；(3)在每個木質片體上打3～7個孔；優(yōu)選的，當木片直徑在2.5cm以下時，木片上設置有4個以下的孔；(4)木片上多個孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點、正五邊形、正五邊形及中心點、正六邊形或正六邊形及中心點；(5)相鄰孔的中心間距為0.9～1.8cm；優(yōu)選的，兩兩相鄰孔的中心間距相等。

7.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟2與步驟3之間還包括對打好孔后的木質片體進行水熱處理；優(yōu)選的，所述水熱處理條件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。

8.一種權利要求1-3任一項所述的可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料或根據(jù)權利要求4-7任一項所述的制備方法制得的可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料在污泥好氧發(fā)酵中的應用。

9.根據(jù)權利要求8所述的應用，其特征在于，所述可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料體積占比＜輔料總體積的70％，所述輔料總體積指的是在污泥好氧發(fā)酵過程中加入的所有種類的輔料的總體積。

10.根據(jù)權利要求8或9所述的應用，其特征在于，完成一次污泥好氧發(fā)酵后，采用振動篩將所述木片篩出，干燥至含水率＜20wt％后進入下一次的污泥好氧發(fā)酵；優(yōu)選的，當木片上孔的堵塞比例≥30％時，采用振動篩將孔中的堵塞物質振出，直至木片上孔的堵塞比例≤10％；優(yōu)選的，將重復使用次數(shù)超10次的木片重新進行水熱處理并干燥含水率＜20wt％。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中添加輔料成本高的缺陷，從而提供一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料、制備和應用。

為此，本發(fā)明提供了以下技術方案。

第一方面，本發(fā)明提供了一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料，為直徑2～3cm的木片，厚度0.5～1cm；所述木片上設置有孔，所述木片含水率＜20wt％。

進一步的，孔的孔徑為2～4mm；

進一步的，每個木片上設置有3～7個孔；

優(yōu)選的，當木片直徑在2.5cm以下時，木片上設置有4個以下的孔；

優(yōu)選的，當木片直徑＞2.5cm時，木片上設置孔的個數(shù)＞4個；

進一步的，木片上多個孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點、正五邊形、正五邊形及中心點、正六邊形或正六邊形及中心點；

進一步的，相鄰孔的中心間距為0.9～1.8cm；優(yōu)選的，兩兩相鄰孔的中心間距相等。

可選的，所述孔可以是圓孔或方孔。

進一步的，所述木片為經過水熱處理的木片；

優(yōu)選的，所述水熱處理條件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。

第二方面，本發(fā)明提供了一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、獲取直徑2～3cm、厚度0.5～1cm的木質片體；

步驟2、在木質片體上打孔；

步驟3、將木質片體干燥至含水率＜20wt％，制得木片。

進一步的，步驟1包括將直徑＞3cm的原料切片粉碎后篩分；

優(yōu)選的，原料為城市園林綠化修剪后直徑>3cm的樹枝和/或樹干；

優(yōu)選以不易腐爛的樹木為佳，例如梧桐、香樟、國槐或楊樹等樹木的樹枝和/或樹干。

優(yōu)選的，采用兩級滾筒篩篩分。

進一步的，所述步驟2滿足以下條件中的至少一項：

(1)在木質片體含水率≥30wt％時進行打孔；

(2)孔的孔徑為2～4mm；

(3)在每個木質片體上打3～7個孔；

優(yōu)選的，當木片直徑在2.5cm以下時，木片上設置有4個以下的孔；

(4)木片上多個孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點、正五邊形、正五邊形及中心點、正六邊形或正六邊形及中心點；

(5)相鄰孔的中心間距為0.9～1.8cm；優(yōu)選的，兩兩相鄰孔的中心間距相等。

進一步的，步驟2與步驟3之間還包括對打好孔后的木質片體進行水熱處理；

優(yōu)選的，所述水熱處理條件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。

第三方面，本發(fā)明還提供了一種可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料或根據(jù)所述的制備方法制得的可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料在污泥好氧發(fā)酵中的應用。

進一步的，所述可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料體積占比＜輔料總體積的70％，所述輔料總體積指的是在污泥好氧發(fā)酵過程中加入的所有種類的輔料的總體積。

進一步的，完成一次污泥好氧發(fā)酵后，采用振動篩將所述木片篩出，干燥至含水率＜20wt％后進入下一次的污泥好氧發(fā)酵；

優(yōu)選的，當木片上孔的堵塞比例≥30％時，采用振動篩將孔中的堵塞物質振出，直至木片上孔的堵塞比例≤10％；孔的堵塞比例指的是木片上被堵塞的孔的數(shù)量占木片上孔的總數(shù)量的比例。

優(yōu)選的，將重復使用次數(shù)超10次的木片重新進行水熱處理并干燥含水率＜20wt％。

優(yōu)選的，當木質片體含水率＜30wt％時，撒水浸泡12～24小時瀝干明水后再打孔。

可選的，干燥為自然風干。

具體的，普通污泥好氧發(fā)酵選擇50～65℃的溫度，超高溫污泥好氧發(fā)酵選擇70～90℃的溫度。

進一步的，木片的應用方法為：將得到的木片替代部分其他輔料，與污泥按照常規(guī)物料混合比混合后，進行好氧發(fā)酵。其他輔料可以是蘑菇渣、秸稈、玉米芯、花生殼等中的至少一種。

進一步的，污泥混合料發(fā)酵腐熟后，利用孔徑1～1.6cm的振動篩將木片篩分出來，振動篩篩分過程中可排出部分堵塞在木片小孔內腐熟后的污泥混合料。

本發(fā)明技術方案，具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料為直徑2～3cm、厚度0.5～1cm的木片；所述木片上設置有孔，所述木片含水率＜20wt％。

由于污泥物料的特殊性質，污泥好氧發(fā)酵需要一些必要條件，例如降低污泥的含水率提供適宜的水分環(huán)境，增加污泥混合料孔隙度提供供氧的條件。本發(fā)明輔料材質為木質，木質素含量高，難腐爛，適用于污泥好氧發(fā)酵的環(huán)境，且木片直徑為2～3cm、厚度0.5～1cm，較容易進行打孔，同時可避免木片使用過程中斷裂，可重復使用；木片上設置有孔，可提高污泥混合料的孔隙度、增加透氣性，使物料曝氣供氧更加充分，還增強輔料的微生物附著性，為污泥混合料中的微生物營造繁殖空間。木片含水率＜20wt％，干燥的木片具有快速吸收污泥水分的作用，可使污泥混合料的水分快速降低。

本發(fā)明木片可降低污泥含水率、提高孔隙度從而降低其他輔料的添加量，降低輔料的成本，且木片可重復使用，可進一步降低成本。

2.本發(fā)明木片上孔的孔徑為2～4mm，相鄰孔的中心間距為0.9～1.8cm。在此范圍內可保證木片的強度，避免木片破碎；同時保證木片發(fā)揮的透氣和附著微生物的作用。

3.本發(fā)明木片為經過水熱處理的木片。水熱處理可去除部分樹脂等物質，提高木片的韌性，使其不易破碎，從而提高使用壽命、提高其回用次數(shù)。

4.本發(fā)明水熱處理條件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。通過模擬污泥好氧發(fā)酵維持高溫期的溫濕度環(huán)境進行水熱處理，利用木質材料具有的記憶功能，使其更好的適應好氧發(fā)酵的環(huán)境。

5.可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料的制備方法中，在木質片體含水率≥30wt％時進行打孔，可避免在干燥后的木片上打孔導致木片破裂。

6.本發(fā)明原料為城市園林綠化修剪后直徑>3cm的新鮮樹枝樹干，利用園林綠化修剪產生的廢棄樹枝樹干為原料加工污泥好氧發(fā)酵輔料，選材綠色環(huán)保、成本低、加工方便，還促進了園林廢棄物的循環(huán)利用。

7.可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料在污泥好氧發(fā)酵中的應用時，所述可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料體積占比＜輔料總體積的70％，避免影響好氧發(fā)酵正常的啟動、升溫等過程。

本發(fā)明可重復使用的污泥好氧發(fā)酵輔料既能降低污泥含水率、又能有效增加污泥混合料的孔隙度；實現(xiàn)了替代一定量的蘑菇渣、秸稈、玉米芯、花生殼、棉籽殼等其他輔料，同時不完全取代其他易腐的有機輔料，不影響好氧發(fā)酵正常的啟動、升溫等過程，實現(xiàn)了該輔料的重復使用，對于降低好氧發(fā)酵的成本意義重大。

（發(fā)明人：陳祥;李錕;王先愷;劉楓;曹光榮;喬雪園;王航;景方圓）