一种利用剩余污泥制备生物絮凝剂的方法技术

一种利用剩余污泥制备生物絮凝剂的方法，涉及一种采用阳离子交换树脂法从剩余污泥中提取生物絮凝剂的方法。A、阳离子交换树脂的预处理；B、从采用生物处理工艺的污水处理厂取回剩余污泥，在污泥pH＝4-9、树脂投加量为5-100g/g?VSS、搅拌速度为200-800rpm条件下连续搅拌0.5-6h，得到污泥样品；C、将污泥样品在0-6℃、3000-12000rpm下离心10-30min得到上清液即为液态生物絮凝剂。本发明专利技术的生物絮凝剂可生物降解，使用后无二次污染；价廉，同时工艺的可控性高，更易满足工业化生产的要求，具有很好的经济和社会效益，可广泛适用于污水生物处理厂产生的剩余污泥再利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体涉及一种采用阳离子交换树脂法从剩余污泥中提取生物絮凝剂的方法。
技术介绍
絮凝剂是一类可使液体中不易沉降的悬浮颗粒凝聚沉淀的物质，广泛应用于工业水处理、生活污水处理以及食品生产和发酵工业等。絮凝剂一般可分为三类①无机絮凝剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和明矾等；②人工合成有机高分子絮凝剂，如聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酰胺衍生物和聚乙烯亚胺等；③天然有机高分子絮凝剂，如纤维素、淀粉、聚氨基葡萄糖、藻蛋白酸钠和生物絮凝剂等。许多无机絮凝剂由于其良好的絮凝效果和较低成本而被广泛应用，然而人们已经发现它们在使用过程中存在着较大的不安全性和潜在的二次污染问题。人工合成有机高分子絮凝剂中使用较多的聚丙烯酰胺，因其单体具有强烈的神经毒性和致癌性，所以使用受到了限制。此外，大部分天然有机高分子絮凝剂存在絮凝活性较弱和使用成本较高等缺点。生物絮凝剂是由微生物产生的可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体颗粒等凝聚沉淀的特殊高分子物质。生物絮凝剂是通过微生物发酵、分离提取而得到的新型、高效、可生物降解的水处理剂，它能够满足絮凝剂使用安全、絮凝活性高、无二次污染的要求，对改进絮凝沉淀法工艺和絮凝剂产品的生产，保护人类健康和环境都具有很重要的意义。是一种绿色水处理剂，具有广阔的开发与应用前景。目前已有一些关于通过培养生物絮凝剂产生菌制备生物絮凝剂和利用城市污水处理厂脱水污泥制备微生物絮凝剂的报道。1984年，Fattom A.等利用从排水渠内获得的丝状藻青菌(Phormidium J-1)研制出对斑脱土有良好絮凝效果的高分子生物絮凝剂。1986年，Kurane R.等人研究活性污泥法处理酞酚酯废水时发现红平红球菌(Miodococcus erythropolis)，用特定的培养基和培养条件研制出了微生物絮凝剂N0C-1，该产品可用于畜产废水处理、膨胀污泥的沉降、瓦厂废水及纸浆废水处理，是目前为止推广的最好的生物絮凝剂。后来，Nakamura J.等又用酱油曲霉(Aspergillus sojae)制备出了生物絮凝剂AJ7002 ;Takagi H.利用拟青霉属微生物(Paecilomyces sp. 1-1)研制出了生物絮凝剂PF101。近几年国内研究者也对一些产絮菌株进行了培养和研究宫小燕从污水处理厂活性污泥中分离筛选到1株具有稳定絮凝性状的菌株，经初步鉴定为假单胞菌属(Paseudomonas sp. GX4-1)，对影响该菌所产MBF的絮凝活性条件进行了初步研究；何宁等研究了谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) 产生新型蛋白聚糖类生物絮凝剂REA-Il的途径。所有利用纯菌种进行生物发酵产生生物絮凝剂都需要纯菌分离、保藏、接种和扩大培养等一系列配套技术与设备，因此具有制备成本高，操作性要求高的特点。大连理工大学的周集体等人以城市污水处理厂的脱水污泥为原料，通过超声破碎、丙酮沉淀及冷冻干燥得到微生物絮凝剂。但是，脱水污泥中一般都投加了化学絮凝剂或人工合成有机高分子絮凝剂，且混有无机成分为主的初沉池污泥。而剩余污泥是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体。菌胶团是由微生物分泌的天然有机高分子物质将微生物包覆成的黏性团块。与脱水污泥相比，剩余污泥的生物活性更高，且由于没有投加化学絮凝剂和人工合成有机高分子絮凝剂而不影响其生物可降解性。 迄今为止，在国内外尚未见利用阳离子交换树脂法从剩余污泥中提取生物絮凝剂的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。该方法工艺简单，易于控制，周期短，无污染，所产生物絮凝剂具有高效、无二次污染等优点，可广泛应用于污水生物处理厂产生的污泥再利用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下工艺A、对阳离子交换树脂进行预处理得到氢型阳离子交换树脂将阳离子交换树脂置于饱和食盐溶液中浸泡10_20h，再水洗至流出水不带黄色， 然后用1^-10% NaOH溶液浸泡2- 后水洗至pH = 6. 5-7. 5，最后用-10%的盐酸浸泡2-8h后水洗至pH = 6. 5-7. 5，待用;B、对剩余污泥进行阳离子交换树脂处理得到污泥样品从采用生物处理工艺的污水处理厂取回剩余污泥，在污泥pH = 4-9、氢型阳离子交换树脂投加量为10-100g/g VSS、搅拌速度为200-800rpm条件下连续搅拌0. 5_6h，得到污泥样品；C、液态生物絮凝剂的制备将B步骤得到的污泥样品在转速3000-12000rpm、离心温度0_6 °C、离心时间 10-30min的条件下离心，得到的上清液即为液态生物絮凝剂，测定其絮凝率后将其在0 6°C下保藏，备用。所述的测定絮凝率是，取2个IOOml比色管，在2个IOOml比色管中各加入0.4g 高岭土，3ml的1WT%的&(12溶液，然后在其中一个比色管中加入2ml生物絮凝剂，再加蒸馏水至100ml，盖上磨口塞，接着将比色管作10个上下的自然翻转，转速以每次翻转时气泡上升完毕为准，翻转结束后，静置5min，然后用移液器吸取5ml于比色管中，用型号为 HACH, DR2800分光光度计，在550nm下测其吸光度(B)，用相同操作条件和方法测量不加生物絮凝剂的吸光度(A)，以絮凝率(E)来表示絮凝活性，计算公式为絮凝率(E) = (A-B)/ AX100%。本专利技术与现有的技术相比，具有以下优点和效果1、由于本专利技术从剩余污泥中直接提取生物絮凝剂，避免了对生物絮凝剂产生菌的培养，较传统的生物絮凝剂制备方法大大节省了培养成本，因此本专利技术的生物絮凝剂制备成本低廉。2、由于本专利技术制备生物絮凝剂的原料为污水厂的剩余污泥，与以脱水污泥为原料、通过超声破碎、丙酮沉淀及冷冻干燥得到微生物絮凝剂相比，本专利技术的剩余污泥的生物活性更高，且未投加化学絮凝剂和人工合成有机高分子絮凝剂，因而不影响其生物可降解性，为剩余污泥的资源化利用提供了一个方向。3、本专利技术操作工艺简单，耗时短，因此，生物絮凝剂制备周期短，可操作性强。4、本专利技术所制备的生物絮凝剂的主要成分为微生物分泌的天然有机高分子物质， 可生物降解，使用后无二次污染。附图说明图1为本专利技术的氢型阳离子交换树脂投加量为10-100g/g VSS下提取到的生物絮凝剂的絮凝效果曲线2为本专利技术的在各种搅拌速度下提取到的生物絮凝剂絮凝效果曲线图具体实施例方式实施例1A、阳离子交换树脂预处理。首先，取其量约等于被处理阳离子交换树脂体积3倍的饱和食盐水，将树脂置于食盐溶液中浸泡20h，然后放净食盐水，用清水漂洗至出水不带黄色；然后，用4%质量百分比NaOH溶液，其量与上述饱和食盐水相同，在其中浸泡4h，放尽 NaOH溶液后，冲洗树脂直至排出水pH = 7. 2为止；最后，用5%质量百分比HCl溶液，浸泡他，放尽酸液，用清水漂洗至PH = 7 ；得到氢型阳离子交换树脂。B、用氢型阳离子交换树脂处理剩余污泥。从采用生物处理工艺的污水处理厂取回剩余污泥，混勻后分装在250ml烧杯中，约装150ml ；然后投加80g/g VSS的经A步骤预处理之后的氢型阳离子交换树脂，用六连搅拌机于500rpm的转速下，连续搅拌4h得到污泥样 C、液态生物絮凝剂的制备。将B步骤得到的污泥样品，转移至50m本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用剩余污泥制备生物絮凝剂的方法，其特征是：Ａ、对阳离子交换树脂进行预处理得到氢型阳离子交换树脂将阳离子交换树脂置于饱和食盐溶液中浸泡１０－２０ｈ，再水洗至流出水不带黄色，然后用质量百分比为１％－１０％的ＮａＯＨ溶液浸泡２－８ｈ后水洗至ｐＨ＝６．５－７．５，最后用质量百分比为１％－１０％的盐酸浸泡２－８ｈ后水洗至ｐＨ＝６．５－７．５，待用；Ｂ、对剩余污泥进行阳离子交换树脂处理得到污泥样品从采用生物处理工艺的污水处理厂取回剩余污泥，在污泥ｐＨ＝４－９、氢型阳离子交换树脂投加量为１０－１００ｇ／ｇ　ＶＳＳ、搅拌速度为２００－８００ｒｐｍ条件下连续搅拌０．５－６ｈ，得到污泥样品；Ｃ、液态生物絮凝剂的制备将Ｂ步骤得到的污泥样品在转速３０００－１２０００ｒｐｍ、离心温度０－６℃、离心时间１０－３０ｍｉｎ的条件下离心，得到的上清液即为液态生物絮凝剂，测定其絮凝率后将其在０～６℃下保藏，备用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，李向蓉，张艳君，夏四清，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31