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将剩余污泥提取物用于乳状液破乳方法
浏览: 发布日期:2019-05-17

  本发明属于污泥资源化处理领域,涉及一种将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,该方法包括以下步骤:(一)将剩余污泥沉淀浓缩;(二)对沉淀浓缩后的污泥进行超声处理;(三)超声后的污泥通过固液分离得到污泥提取物清液;(四)步骤(三)所得提取物清液经浓缩后得到破乳剂的浓缩液,再将破乳剂的浓缩液经干燥过程得破乳剂干粉;(五)将步骤(四)所得破乳剂的浓缩液或破乳剂干粉投入待处理乳状液中,以实现乳状液的破乳。本发明中的破乳剂产物能实现近90%的破乳率,可应用于原油乳状液的破乳及含乳化油废水的处理,在降低破乳成本的同时为污泥资源化提供了新的途径,而提取后剩余的污泥超声混合液可进一步进行厌氧消化处理。

 


  权利要求书

  1.一种将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:(一)将剩余污泥沉淀浓缩;(二)对沉淀浓缩后的污泥进行超声处理,以破碎污泥中的絮体和细胞,使胞内物质得以释放;(三)超声后的污泥通过固液分离得到污泥提取物清液;(四)步骤(三)所得提取物清液经浓缩后得到破乳剂的浓缩液,再将破乳剂的浓缩液经干燥过程得破乳剂干粉;(五)将步骤(四)所得破乳剂的浓缩液或破乳剂干粉投入待处理乳状液中。

  2.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(一)所述的剩余污泥来源于采用生物法处理污水的污水处理厂。

  3.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(一)所述的剩余污泥经沉淀浓缩后,污泥总悬浮固体浓度为5~20g/L。

  4.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(二)所述的超声处理过程中,声能密度为0.1~0.7W/mL。

  5.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(二)所述的超声处理过程中,超声时间为1~30min。

  6.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(三)所述的固液分离过程采用离心分离或微滤分离,其中优选微滤分离。

  7.根据权利要求6所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:所述离心分离采用10000g的离心力,离心时间为20min;所述微滤分离采用的滤膜平均孔径为0.45μm。

  8.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(四)所述的经浓缩步骤后,破乳剂的浓缩液总有机碳浓度为5000~10000mg/L,其中,浓缩步骤采用旋转蒸发法,温度为45~55℃,真空度为0.1Mpa。

  9.根据权利要求1或8所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(四)所述干燥过程,其中,干燥是在温度为-50℃,压力<20Pa的条件下,冷冻干燥24h。

  10.根据权利要求1所述的将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,其特征是:步骤(五)将所述破乳剂的浓缩液或破乳剂干粉投入待处理乳状液中,是按照投加后每升乳状液中破乳剂的总有机碳浓度为10~250mg/L的剂量进行操作。

  说明书

  一种将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法

  技术领域

  本发明属于污泥资源化处理领域,涉及一种将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法。

  背景技术

  原油开采、冷轧工艺、机械零件清洗等会产生大量的乳状液,对乳状液的破乳是其后续加工或处理的前提。目前常见的破乳方式以投加聚氧乙烯、聚醚等化学破乳剂为主,此类化学破乳剂属难降解有机物,随分离出的废水排放到环境中会引起环境污染。而近年来发展迅速的生物破乳剂虽具有高效低毒、可生物降解、能在极端条件下发挥活性等优点,但其培养周期长,培养过程需投入大量的底物,生产成本较高。目前已有利用废弃物培养生物破乳剂产生菌的报道,但尚无利用废弃生物质直接制取破乳剂的文献。城市污水处理厂在运行过程中产生大量的剩余污泥,其处理处置成本较高,处理不当会对环境造成严重影响。作为一种富含生物质的废弃物,将剩余污泥进行资源化利用不仅可以解决污泥处理的问题,同时实现能源或资源的回收,在近年来发展迅速。污泥资源化技术主要包括建材利用、热能回收以及对其生物质资源的利用等。随着技术的发展,对污泥中生物质的资源化方式和应用途径也逐渐多样化,如制取聚羟基脂肪酸酯、生物絮凝剂、发泡剂等。目前已有研究发现剩余污泥中提取的生物质具有表面活性,但尚无将其应用于乳状液破乳的文献或报道。

  发明内容

  针对目前化学破乳剂难降解、生物破乳剂生产成本高的问题,本发明目的在于提供一种由废弃生物质资源(剩余污泥)直接提取破乳剂用于乳状液破乳的方法,同时为剩余污泥的处理提供一条新的具有高附加值的资源化途径。

  为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

  一种将剩余污泥提取物用于乳状液破乳的方法,包含以下步骤:

  (一)将剩余污泥沉淀浓缩;

  (二)对沉淀浓缩后的污泥进行超声处理;

  (三)超声后的污泥通过固液分离得到污泥提取物清液;

  (四)步骤(三)所得提取物清液经浓缩后得到破乳剂的浓缩液,再将破乳剂的浓缩液经干燥过程得破乳剂干粉;

  (五)将步骤(四)所得破乳剂的浓缩液或破乳剂干粉投入待处理乳状液中。步骤(一)所述的剩余污泥来源于采用生物法处理污水的污水处理厂,其中,剩余污泥经沉淀浓缩后,污泥总悬浮固体浓度为5~20g/L。

  步骤(二)所述的超声处理过程中,声能密度为0.1~0.7W/mL,超声时间为1~30min,可采用超声频率为20kHz、具有浸入式探头的超声破碎仪对污泥进行处理。该步骤的目的是为了打碎污泥中的絮体和细胞,以使细胞内的细胞质和酶得以释放,以提高破乳剂的提取率。

  步骤(三)所述的固液分离过程可采用离心分离或微滤分离的方式,其中优选微滤分离。当采用离心分离法分离时,采用10000g的离心力,离心时间为20min;采用微滤分离法分离时,过滤压力为0.2MPa,所采用的滤膜平均孔径为0.45μm。

  步骤(四)所述的浓缩步骤后破乳剂的浓缩液TOC(Total Organic Carbon,总有机碳)浓度为5000~10000mg/L,其中,浓缩步骤可采用旋转蒸发法,温度为45~55℃,真空度为0.1Mpa。

  步骤(四)所述将破乳剂的浓缩液干燥的过程,干燥是在温度为-50℃,压力<20Pa的条件下冷冻干燥24h,从而得到破乳剂干粉。压力<20Pa为冷冻干燥机所标注的工作压力,一般冷冻干燥机的压力以小于20Pa为符合要求。

  步骤(五)将所述破乳剂的浓缩液或破乳剂干粉投入待处理乳状液中,是按照投加后每升乳状液中破乳剂的TOC浓度为10~250mg/L的剂量进行操作。

  本发明具有以下的优点和有益效果:

  1.本发明所得到的剩余污泥提取物,即破乳剂产物是以废弃生物质为原料,提取过程简单高效,与传统的化学或生物破乳剂相比无合成或培养过程,成本低廉。

  2.本发明所得到的破乳剂产物主要为污泥中的生物质,与化学破乳剂相比具有生物易降解的特点,有利于破乳剂在破乳后的处理。

  3.本发明所得到的破乳剂产物在优化的投加条件下,可对模型乳状液实现近90%的破乳率,破乳效果好。

  4.本发明为生活污水处理厂剩余污泥的资源化提供了一条新的途径,且资源化产物的附加值高,可应用于原油乳状液破乳及含乳化油废水的处理领域。

  5.本发明以超声作为提取方法,与污泥厌氧消化前的超声预处理相一致,由于污泥经超声处理后其水解酸化时间可显著缩短,因此本发明的超声提取过程可同时视为污泥厌氧消化的预处理过程,提取后的剩余物质可进一步进行厌氧处理用于产酸或产甲烷。