CN2016106505032一种酶复合生物污泥脱水剂及其制备方法公开号106242213

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201610650503.2(22)申请日2016.08.10(71)申请人宁夏和氏璧生物技术有限公司地址750001宁夏回族自治区银川市金凤区金丰路南侧18号标准厂房(72)发明人刘辉　(74)专利代理机构银川长征知识产权代理事务所64102代理人陈晓庆(51)Int.Cl.C02F11/02(2006.01)C02F11/14(2006.01)C02F11/12(2006.01)(54)发明名称一种酶复合生物污泥脱水剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种酶复合生物污泥脱水剂及其制备方法，该酶复合生物污泥脱水剂由酶制剂与改性生物絮凝剂复合而成，制备方法为：a.选择酶制剂；b.制备改性生物絮凝剂备用；c.制备改性硅藻土载体备用；d.将改性硅藻土载体与改性生物絮凝剂液体混合搅拌均匀，排干上清液，将沉淀物烘干，即得酶复合生物污泥脱水剂。该污泥脱水剂还可用于工业及生活污水和城市景观水体的净化处理。其制备方法简单，可自然降解、绿色环保、高效脱水，避免对自然环境造成二次污染。权利要求书1页说明书5页CN106242213A2016.12.21CN106242213A1.一种酶复合生物污泥脱水剂，其特征在于：由酶制剂与改性生物絮凝剂复合而成。2.根据权利要求1所述的酶复合生物污泥脱水剂，其特征在于：所述酶制剂根据不同类型污泥的生物特征选择相应的酶制剂，包括蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、木聚糖酶、植酸酶中的一种或两种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的酶复合生物污泥脱水剂，其特征在于：所述改性生物絮凝剂是以壳聚糖为原料，依次添加水、氢氧化钠、氯乙酸制备而成。4.制备如权利要求1、2或3所述的酶复合生物污泥脱水剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：选择酶制剂：根据不同类型污泥的生物特征选择相应的酶制剂，其催化反应的化学条件与污水、污泥以及絮凝剂的化学特征吻合，所选择的酶制剂的pH值的有效范围为4.5～7.5；S2：制备改性生物絮凝剂：a.以壳聚糖为原料，按比例依次添加水、氢氧化钠、壳聚糖、氯乙酸，每一步充分搅拌至全部溶解，制得壳聚糖溶液，所述壳聚糖溶液的pH值保持在7.0～8.0；b.将制得的壳聚糖溶液置于80℃水浴锅中反应5h，调整pH值至6.0～7.0后，将壳聚糖溶液冷却至常温；c.将上述壳聚糖溶液按壳聚糖溶液：酶制剂＝1：1的比例溶入选好的酶制剂中，制得改性生物絮凝剂液体，备用；S3：制备改性硅藻土载体：a.将硅藻土于超声波频率为10～1000Hz的超声波处理器内处理30min；b.将处理后的硅藻土泡入含10％盐酸的处理池内酸洗24h；c.清水冲洗酸处理后的硅藻土，调整pH值至6.0～7.0，排干水份，制得改性硅藻土载体，备用；S4：硅藻土载体负载:a.将改性硅藻土载体与改性生物絮凝剂液体按照15:1的比例进行混合搅拌；b.搅拌均匀后，加入戊二醛，边加边迅速搅拌直至完全混合均匀，然后静置4h；c.排干上清液，将沉淀物烘干至水份小于6.5％，即得酶复合生物污泥脱水剂。5.根据权利要求4所述的酶复合生物污泥脱水剂的制备方法，其特征在于：所述述原料壳聚糖的脱乙酰度为70％～85％。6.根据权利要求4所述的酶复合生物污泥脱水剂的制备方法，其特征在于：所述添加的壳聚糖：水：氢氧化钠：氯乙酸的比例为1：40：2：0.01。7.根据权利要求4所述的酶复合生物污泥脱水剂的制备方法，其特征在于：所述硅藻土的粒度为80～100目、SiO2含量大于85％。8.根据权利要求4所述的酶复合生物污泥脱水剂的制备方法，其特征在于：所述戊二醛的加入量为所述改性硅藻土载体量的0.1％。9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的酶复合生物污泥脱水剂，其特征在于：所述酶复合生物污泥脱水剂可用于不同类型的工业及生活污水和城市景观水体的净化处理，包括去除重金属污染特征、有机物污染特征、微生物及藻类污染特征。权　利　要　求　书1/1页2CN106242213A2一种酶复合生物污泥脱水剂及其制备方法技术领域：[0001]本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种酶复合生物污泥脱水剂及其制备方法。背景技术：[0002]污泥是污水处理的最终产物，污染物集中度高，成分比较复杂，有机质含量高，亲水性强，比表面积大，脱水难度大，机械脱水效率低。污泥脱水作为最重要的前处理过程，是降低污泥后续处理和处置成本一个非常关键的环节。在污泥填埋时，污泥脱水可大大地减少污泥的堆积场地、节约运输费用，减少填埋场的渗滤液，防止填埋对地表和地下水环境的破坏；在对污泥进行堆肥处理时，污泥脱水能大大降低污泥含水率，从而可以满足堆肥对低含水率污泥的要求；若对污泥进行焚烧处理时，污泥脱水可大大减少干燥部分能耗。[0003]目前，现有技术中大多数污泥脱水剂为化工合成高分子化合物，如CN104829086A公开的一种复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用，该脱水剂由调理剂和絮凝剂组成；所述调理剂由氧化镁、聚合硫酸铁、三氯化铁组成；所述絮凝剂由硅藻土、壳聚糖、聚丙烯酰胺组成；该脱水剂使用调理剂和絮凝剂的联合而形成混合聚合物的吸附层，导致更强的架桥作用，从而加强了絮凝，脱水效果好。但是上述污泥脱水剂中聚丙烯酰胺是一种性能优良的化工合成高分子絮凝剂，目前是污水处理中最重要、使用最广泛的絮凝剂，但由于其在脱水污泥中难以自然降解，不但浪费了污泥的使用价值，还要大量占用污泥堆场，形成对自然环境的二次污染。为此，本发明研制出一种其使用性能和成本均可与现有技术匹敌，且产品的成分无害性和可自然降解，彻底消除污泥对环境的二次污染的酶复合生物污泥脱水剂。发明内容：[0004]为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种酶复合生物污泥脱水剂及其制备方法，该污泥脱水剂制备方法简单，可自然降解、绿色环保、高效脱水。[0005]为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：[0006]一种酶复合生物污泥脱水剂，由酶制剂与改性生物絮凝剂复合而成。[0007]所述酶制剂根据不同类型污泥的生物特征选择相应的酶制剂，包括蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、木聚糖酶、植酸酶中的一种或两种或两种以上的组合。[0008]所述改性生物絮凝剂是以壳聚糖为原料，依次添加水、氢氧化钠、氯乙酸制备而成。[0009]本发明制备上述酶复合生物污泥脱水剂的方法，包括如下步骤：[0010]S1：选择酶制剂：根据不同类型污泥的生物特征选择相应的酶制剂，其催化反应的化学条件与污水、污泥以及絮凝剂的化学特征吻合；[0011]S2：制备改性生物絮凝剂：[0012]a.以壳聚糖为原料，按比例依次添加水、氢氧化钠、壳聚糖、氯乙酸，每一步充分搅拌至全部溶解，制得壳聚糖溶液；说　明　书1/5页3CN106242213A3[0013]b.将制得的壳聚糖溶液置于80℃水浴锅中反应5h，调整pH值至6.0～7.0后，将壳聚糖溶液冷却至常温；[0014]c.将上述壳聚糖溶液按壳聚糖溶液：酶制剂＝1：1的比例溶入选好的酶制剂中，制得改性生物絮凝剂液体，备用；[0015]S3：制备改性硅藻土载体：[0016]a.将硅藻土于超声波频率为10～1000Hz的超声波处理器内处理30min；[0017]b.将处理后的硅藻土泡入含10％盐酸的处理池内酸洗24h；[0018]c.清水冲洗酸处理后的硅藻土，调整pH值至6.0～7.0，排干水份，制得改性硅藻土载体，备用；[0019]S4：硅藻土载体负载:[0020]a.将改性硅藻土载体与改性生物絮凝剂液体按照15:1的比例进行混合搅拌；[0021]b.搅拌均匀后，加入戊二醛，边加边迅速搅拌直至完全混合均匀，然后静置4h；[0022]c.排干上清液，将沉淀物烘干至水份小于6.5％，即得酶复合生物污泥脱水剂。[0023]上述所选择的酶制剂的pH值的有效范围为4.5-7.5。[0024]上述原料壳聚糖的脱乙酰度为70％-85％。[0025]上述添加的壳聚糖：水：氢氧化钠：氯乙酸的比例为1：40：2：0.01。[0026]上述壳聚糖溶液的pH值保持在7.0～8.0。[0027]上述硅藻土的粒度为80～100目、SiO2含量大于85％。[0028]上述戊二醛的加入量为所述改性硅藻土载体量的0.1％。[0029]进一步地，本发明的酶复合生物污泥脱水剂可用于去除重金属污染特征、有机物污染特征、微生物及藻类污染特征等不同类型的工业及生活污水和城市景观水体的净化处理。[0030]对于重污染的水质、水体，可将本发明的酶复合生物污泥脱水剂作为其他处理工艺的后处理工艺使用。[0031]本发明的有益效果在于：[0032](1)该酶复合生物污泥脱水剂中所选择的酶制剂均产于自然发酵，以保证其在降解污泥中的大分子、释放水份后，能短期内自然降解，避免对自然环境造成二次污染。[0033](2)该酶复合生物污泥脱水剂较现有技术的污泥脱水剂，其表面积更大，吸附微孔更多，表面电性更强，除具有常规的物理、化学混凝作用外，增加了酶解作用，因此，对目标物的去除更为有效。[0034](3)该酶复合生物污泥脱水剂与现有技术相比，制备成本相当，绿色环保，使用性能高，使用范围广，不仅可高效进行污泥脱水，并且可用于不同类型的工业及生活污水和城市景观水体的净化处理等。具体实施方式：[0035]下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。[0036]实施例1[0037]1)根据不同类型污泥的生物特征选择相应的酶制剂，所述酶制剂包括蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、木聚糖酶、植酸酶中的一种或两种或两种以上的组合，所说　明　书2/5页4CN106242213A4选择酶制剂的pH值的有效范围为4.5-7.5；[0038]2)以脱乙酰度为70％-85％的壳聚糖为原料，依次添加水400kg、氢氧化钠20kg、壳聚糖10kg，氢氧化钠0.1kg，每一步充分搅拌至全部溶解，制得壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的pH值保持在7.0～8.0；[0039]3)将制得的壳聚糖溶液置于80℃水浴锅中反应5h，调整pH值至6.0～7.0后，将壳聚糖溶液冷却至常温；将壳聚糖溶液按壳聚糖溶液：酶制剂＝1：1的比例溶入选好的酶制剂中，制得改性生物絮凝剂液体，备用；[0040]4)将硅藻土于超声波频率为10～1000Hz的超声波处理器内处理30min后，泡入含10％盐酸的处理池内酸洗24h；清水冲洗酸处理后的硅藻土，调整pH值至6.0～7.0，排干水份，制得改性硅藻土载体，备用；[0041]5)将上述备用的改性硅藻土载体与改性生物絮凝剂液体按照15:1的比例进行混合搅拌，搅拌均匀后，加入戊二醛，边加边迅速搅拌直至完全混合均匀，然后静置4h，排干上清液，将沉淀物烘干至水份小于6.5％，即得酶复合生物污泥脱水剂。[0042]实施例2[0043]1)根据不同类型污泥的生物特征选择相应的酶制剂，所述酶制剂包括蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、木聚糖酶、植酸酶中的一种或两种或两种以上的组合，所选择酶制剂的pH值的有效范围为4.5-7.5；[0044]2)以脱乙酰度为70％-85％的壳聚糖为原料，依次添加水1000kg、氢氧化钠50kg、壳聚糖25kg，氢氧化钠0.25kg，每一步充分搅拌至全部溶解，制得壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的pH值保持在7.0～8.0；[0045]3)将制得的壳聚糖溶液置于80℃水浴锅中反应5h，调整pH值至6.0～7.0后，将壳聚糖溶液冷却至常温；将壳聚糖溶液按壳聚糖溶液：酶制剂＝1：1的比例溶入选好的酶制剂中，制得改性生物絮凝剂液体，备用；[0046]4)将硅藻土于超声波频率为10～1000Hz的超声波处理器内处理30min后，泡入含10％盐酸的处理池内酸洗24h；清水冲洗酸处理后的硅藻土，调整pH值至6.0～7.0，排干水份，制得改性硅藻土载体，备用；[0047]5)将上述备用的改性硅藻土载体与改性生物絮凝剂液体按照15:1的比例进行混合搅拌，搅拌均匀后，加入戊二醛，边加边迅速搅拌直至完全混合均匀，然