本發(fā)明屬于污泥減量生物處理，具體涉及一種用于廢水污泥原位減量的生物制劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、廢水處理過程中產(chǎn)生剩余污泥，需要對污泥進(jìn)行處理處置，避免對環(huán)境造成污染。污泥主要由微生物、有機殘片、無機顆粒和膠體等構(gòu)成?，F(xiàn)有的污泥減量化、無害化、資源化處置主要聚焦于后端污泥“瘦身”，主要包括污泥干化、厭氧消化、污泥熱水解、臭氧氧化法、超聲波法等技術(shù)。上述各種后端（末端）污泥減量技術(shù)存在建設(shè)成本高、運維難度大的問題。因此，污泥處置需更加聚焦于前端，采用原位減量的工藝技術(shù)，減少污水處理時的污泥產(chǎn)量，從源頭減輕“污泥之痛”，降低污水處理全程的碳排放。

2、對于在前端減少污泥產(chǎn)量的相關(guān)廢水處理工藝，目前污水處理中的mbr、mbbr工藝具有污泥產(chǎn)量少的特點，但是mbr基建投資大、運維成本高，其主要是將污泥截留在系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)高污泥濃度運行，并未實質(zhì)性減少污泥增量。而mbbr主要是使活性污泥系統(tǒng)依靠填料實現(xiàn)“雙泥齡”，從而一定程度上減少污泥增量。但是mbbr對于已經(jīng)運行的污水處理廠來說，需要大規(guī)模技改實現(xiàn)，且運維難。

3、現(xiàn)有技術(shù)已出現(xiàn)一些污泥減量用生物制劑，包括復(fù)合酶劑或復(fù)合菌劑等。使用時，將酶劑或菌劑投加至廢水或污泥中，實現(xiàn)污泥減量。但這些制劑的實際施用效果不盡人意，存在一定的問題。例如，部分菌劑中混雜有無機材料，具有潛在的微塑料和重金屬毒性風(fēng)險；一些方案所使用的微生物菌劑中添加了由硅酸鈉、氧化鋁、氧化鐵和黏土構(gòu)成的復(fù)合材料作為載體，向水體中引入了重金屬離子。此外，當(dāng)單一的生物制劑成分投入復(fù)雜的活性污泥群落中時，活性污泥群落容易產(chǎn)生自發(fā)的抗性應(yīng)對策略，從而使生物制劑對污泥的減量效果大打折扣。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)中污泥減量處理技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種用于廢水污泥原位減量的生物制劑，并提供其制備方法和在污泥原位減量中的應(yīng)用方法。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種污泥原位減量生物制劑，包括特異性碳源、復(fù)合酶制劑、復(fù)合菌劑以及噬菌體濃縮液；所述特異性碳源包括聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚乳酸和腐殖土；所述噬菌體濃縮液包括束縛桿菌噬菌體、球衣菌噬菌體和戈登氏菌噬菌體。

3、可選地，所述復(fù)合酶制劑包括溶菌酶、α-淀粉酶、磷酸酶和β-葡萄糖苷酶。

4、可選地，所述復(fù)合菌劑包括蛭弧菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌、類芽孢桿菌和酵母菌。

5、可選地，所述特異性碳源中，聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚乳酸和腐殖土的質(zhì)量比為1~4:1~4:1~3:1~2。

6、可選地，復(fù)合酶制劑中，溶菌酶、α-淀粉酶、磷酸酶和β-葡萄糖苷酶的質(zhì)量比為1~4:2~3:1~3:?1~2。

7、可選地，復(fù)合菌劑中，蛭弧菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌、類芽孢桿菌和酵母菌的菌粉質(zhì)量比為1~4:1~3:1~3:1~2:1~2。

8、可選地，復(fù)合噬菌體濃縮液中束縛桿菌噬菌體、球衣菌噬菌體和戈登氏菌噬菌體的體積比為3~5:2~4:1~2。

9、本發(fā)明的第二方面，提供上述的污泥原位減量生物制劑的制備方法。

10、可選地，特異性碳源的制備方法為冷凍-硼酸交聯(lián)法。進(jìn)一步地，所述冷凍-硼酸交聯(lián)法包括：將聚乙烯醇和海藻酸鈉在水中混勻，形成混合水凝膠；向混合水凝膠中加入聚乳酸和腐殖土，冷凍；加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)固化，干燥，得到特異性碳源。

11、進(jìn)一步地，所述交聯(lián)劑為無水氯化鈣和硼酸，具體操作方法包括：將聚乙烯醇和海藻酸鈉在水中混勻后加熱反應(yīng)，冷卻至室溫后，加入聚乳酸和腐殖土并冷凍，隨后在含有無水氯化鈣的硼酸飽和溶液中交聯(lián)固化，烘干。

12、可選地，噬菌體濃縮液的制備方法包括：將活性污泥混合液過濾，獲得噬菌體混合液；將噬菌體混合液分別加入含有束縛桿菌、球衣菌或戈登氏菌的培養(yǎng)基中擴大培養(yǎng)，得到相應(yīng)的噬菌體溶液；將各噬菌體溶液混合，形成噬菌體濃縮液。

13、本發(fā)明的第三方面，提供上述的污泥原位減量生物制劑或上述的制備方法制得的污泥原位減量生物制劑在污泥減量處理中的應(yīng)用。

14、可選地，所述應(yīng)用包括：將所述污泥原位減量生物制劑投入污水處理系統(tǒng)生化處理段好氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)。

15、可選地，對于生物制劑的投加量，所述污泥原位減量生物制劑包括固體粉劑和液體制劑；固體粉劑包括特異性碳源、復(fù)合酶制劑和復(fù)合菌劑，液體制劑包括噬菌體濃縮液；所述固體粉劑的投加量為污水處理系統(tǒng)生化處理段好氧反應(yīng)區(qū)池容的1‰～1%，所述液體制劑的投加量為污水處理系統(tǒng)生化處理段好氧反應(yīng)區(qū)池容的5‰～10%。

16、本發(fā)明的污泥原位減量生物制劑組分包括特異性碳源、復(fù)合酶制劑、復(fù)合菌劑以及噬菌體濃縮液。本生物制劑組分經(jīng)過優(yōu)化和豐富，污泥減量效果顯著；克服了單一生物制劑在實際投加過程中容易失效的問題，能夠確保其在復(fù)雜的活性污泥微生物群落體系中發(fā)揮作用。使用時，本發(fā)明的生物制劑可直接投入廢水處理工藝段中，不需要再投加由化學(xué)材料構(gòu)成的微生物載體、無需對現(xiàn)有池體進(jìn)行改造、且實際使用時所需投加量較低。此外，本生物制劑具有較高的安全性，純生物組分的制劑無毒無害、生態(tài)友好，有助于后續(xù)對減量后的污泥開展進(jìn)一步的資源化和無害化利用工作。

技術(shù)特征：

1.一種污泥原位減量生物制劑，其特征在于，包括特異性碳源、復(fù)合酶制劑、復(fù)合菌劑以及噬菌體濃縮液；所述特異性碳源包括聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚乳酸和腐殖土；所述噬菌體濃縮液包括束縛桿菌噬菌體、球衣菌噬菌體和戈登氏菌噬菌體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥原位減量生物制劑，其特征在于，所述復(fù)合酶制劑包括溶菌酶、α-淀粉酶、磷酸酶和β-葡萄糖苷酶。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥原位減量生物制劑，其特征在于，所述復(fù)合菌劑包括蛭弧菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌、類芽孢桿菌和酵母菌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥原位減量生物制劑，其特征在于，特異性碳源中，聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚乳酸和腐殖土的質(zhì)量比為1~4:1~4:1~3:1~2。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥原位減量生物制劑，其特征在于，復(fù)合酶制劑中，溶菌酶、α-淀粉酶、磷酸酶和β-葡萄糖苷酶的質(zhì)量比為1~4:2~3:1~3:?1~2。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥原位減量生物制劑，其特征在于，復(fù)合菌劑中，蛭弧菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌、類芽孢桿菌和酵母菌的菌粉質(zhì)量比為1~4:1~3:1~3:1~2:1~2。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥原位減量生物制劑，其特征在于，復(fù)合噬菌體濃縮液中束縛桿菌噬菌體、球衣菌噬菌體和戈登氏菌噬菌體的體積比為3~5:2~4:1~2。

8.權(quán)利要求1-7任一所述的污泥原位減量生物制劑的制備方法，其特征在于，特異性碳源的制備方法包括：將聚乙烯醇和海藻酸鈉在水中混勻，形成混合水凝膠；向混合水凝膠中加入聚乳酸和腐殖土，冷凍；冷凍后在交聯(lián)劑中進(jìn)行交聯(lián)固化，干燥；

9.權(quán)利要求1-7任一所述的污泥原位減量生物制劑或權(quán)利要求8所述的制備方法制得的污泥原位減量生物制劑在污泥減量處理中的應(yīng)用，其特征在于：將所述污泥原位減量生物制劑投入污水處理系統(tǒng)生化處理段好氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述污泥原位減量生物制劑包括固體粉劑和液體制劑；固體粉劑包括特異性碳源、復(fù)合酶制劑和復(fù)合菌劑，液體制劑包括噬菌體濃縮液；所述固體粉劑的投加量為污水處理系統(tǒng)生化處理段好氧反應(yīng)區(qū)池容的1‰～1%，所述液體制劑的投加量為污水處理系統(tǒng)生化處理段好氧反應(yīng)區(qū)池容的5‰～10%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及污泥減量生物處理技術(shù)領(lǐng)域，提供一種污泥原位減量生物制劑及其制備方法和應(yīng)用。該生物制劑的組分包括特異性碳源、復(fù)合酶制劑、復(fù)合菌劑以及噬菌體濃縮液；所述特異性碳源包括聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚乳酸和腐殖土；所述噬菌體濃縮液包括束縛桿菌噬菌體、球衣菌噬菌體和戈登氏菌噬菌體；所述復(fù)合酶制劑包括溶菌酶、α?淀粉酶、磷酸酶和β?葡萄糖苷酶；所述復(fù)合菌劑包括蛭弧菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌、類芽孢桿菌和酵母菌。本生物制劑組分經(jīng)過優(yōu)化和豐富，污泥減量效果顯著；使用時可直接投入廢水中，不需再投加微生物載體材料、無需對現(xiàn)有池體進(jìn)行改造、無毒無害、生態(tài)友好。

技術(shù)研發(fā)人員：劉洋,陳毅強,倪明,屈德方,王菲,涂勇,凌虹,包健,徐良友,陳勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21