公布日：2023.12.19

申請(qǐng)日：2023.11.06

分類號(hào)：C02F11/02(2006.01)I

摘要高新可重復(fù)使用的污泥好氧發(fā)酵輔料、制備和應(yīng)用，屬于污泥好氧發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，克服了現(xiàn)有技術(shù)中添加輔料成本高的缺陷。本發(fā)明提供了一種可重復(fù)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(shè)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(fù)使用，可進(jìn)一步降低成本。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種可重復(fù)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(shè)置有孔，所述木片含水率＜20wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)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(xiàng)：(1)孔的孔徑為2～4mm；(2)每個(gè)木片上設(shè)置有3～7個(gè)孔；優(yōu)選的，當(dāng)木片直徑在2.5cm以下時(shí)，木片上設(shè)置有4個(gè)以下的孔；(3)木片上多個(gè)孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點(diǎn)、正五邊形、正五邊形及中心點(diǎn)、正六邊形或正六邊形及中心點(diǎn)；(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(quán)利要求1或2所述的可重復(fù)使用的污泥好氧發(fā)酵輔料，其特征在于，所述木片為經(jīng)過(guò)水熱處理的木片；優(yōu)選的，所述水熱處理?xiàng)l件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。

4.一種可重復(fù)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(zhì)片體；步驟2、在木質(zhì)片體上打孔；步驟3、將木質(zhì)片體干燥至含水率＜20wt％，制得木片。

5.根據(jù)權(quán)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(shù)枝和/或樹(shù)干；優(yōu)選的，采用兩級(jí)滾筒篩篩分。

6.根據(jù)權(quán)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(xiàng)：(1)在木質(zhì)片體含水率≥30wt％時(shí)進(jìn)行打孔；(2)孔的孔徑為2～4mm；(3)在每個(gè)木質(zhì)片體上打3～7個(gè)孔；優(yōu)選的，當(dāng)木片直徑在2.5cm以下時(shí)，木片上設(shè)置有4個(gè)以下的孔；(4)木片上多個(gè)孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點(diǎn)、正五邊形、正五邊形及中心點(diǎn)、正六邊形或正六邊形及中心點(diǎn)；(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(quán)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(duì)打好孔后的木質(zhì)片體進(jìn)行水熱處理；優(yōu)選的，所述水熱處理?xiàng)l件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。

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

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述可重復(fù)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(guò)程中加入的所有種類的輔料的總體積。

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

發(fā)明內(nèi)容

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

為此，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案。

第一方面，本發(fā)明提供了一種可重復(fù)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(shè)置有孔，所述木片含水率＜20wt％。

進(jìn)一步的，孔的孔徑為2～4mm；

進(jìn)一步的，每個(gè)木片上設(shè)置有3～7個(gè)孔；

優(yōu)選的，當(dāng)木片直徑在2.5cm以下時(shí)，木片上設(shè)置有4個(gè)以下的孔；

優(yōu)選的，當(dāng)木片直徑＞2.5cm時(shí)，木片上設(shè)置孔的個(gè)數(shù)＞4個(gè)；

進(jìn)一步的，木片上多個(gè)孔的排列為正三角形、正方形、正方形及中心點(diǎn)、正五邊形、正五邊形及中心點(diǎn)、正六邊形或正六邊形及中心點(diǎn)；

進(jìn)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(jìn)一步的，所述木片為經(jīng)過(guò)水熱處理的木片；

優(yōu)選的，所述水熱處理?xiàng)l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(fù)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(zhì)片體；

步驟2、在木質(zhì)片體上打孔；

步驟3、將木質(zhì)片體干燥至含水率＜20wt％，制得木片。

進(jìn)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(shù)枝和/或樹(shù)干；

優(yōu)選以不易腐爛的樹(shù)木為佳，例如梧桐、香樟、國(guó)槐或楊樹(shù)等樹(shù)木的樹(shù)枝和/或樹(shù)干。

優(yōu)選的，采用兩級(jí)滾筒篩篩分。

進(jìn)一步的，所述步驟2滿足以下條件中的至少一項(xiàng)：

(1)在木質(zhì)片體含水率≥30wt％時(shí)進(jìn)行打孔；

(2)孔的孔徑為2～4mm；

(3)在每個(gè)木質(zhì)片體上打3～7個(gè)孔；

優(yōu)選的，當(dāng)木片直徑在2.5cm以下時(shí)，木片上設(shè)置有4個(gè)以下的孔；

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

(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(jìn)一步的，步驟2與步驟3之間還包括對(duì)打好孔后的木質(zhì)片體進(jìn)行水熱處理；

優(yōu)選的，所述水熱處理?xiàng)l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(fù)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(fù)使用的污泥好氧發(fā)酵輔料在污泥好氧發(fā)酵中的應(yīng)用。

進(jìn)一步的，所述可重復(fù)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(guò)程中加入的所有種類的輔料的總體積。

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

優(yōu)選的，當(dāng)木片上孔的堵塞比例≥30％時(shí)，采用振動(dòng)篩將孔中的堵塞物質(zhì)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(fù)使用次數(shù)超10次的木片重新進(jìn)行水熱處理并干燥含水率＜20wt％。

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

可選的，干燥為自然風(fēng)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(jìn)一步的，木片的應(yīng)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(jìn)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(jìn)一步的，污泥混合料發(fā)酵腐熟后，利用孔徑1～1.6cm的振動(dòng)篩將木片篩分出來(lái)，振動(dòng)篩篩分過(guò)程中可排出部分堵塞在木片小孔內(nèi)腐熟后的污泥混合料。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明可重復(fù)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(shè)置有孔，所述木片含水率＜20wt％。

由于污泥物料的特殊性質(zhì)，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(zhì)為木質(zhì)，木質(zhì)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(jìn)行打孔，同時(shí)可避免木片使用過(guò)程中斷裂，可重復(fù)使用；木片上設(shè)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(qiáng)輔料的微生物附著性，為污泥混合料中的微生物營(yíng)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(fù)使用，可進(jìn)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(nèi)可保證木片的強(qiáng)度，避免木片破碎；同時(shí)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(jīng)過(guò)水熱處理的木片。水熱處理可去除部分樹(shù)脂等物質(zhì)，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?xiàng)l件為在50～90℃的水中浸泡12～15h。通過(guò)模擬污泥好氧發(fā)酵維持高溫期的溫濕度環(huán)境進(jìn)行水熱處理，利用木質(zhì)材料具有的記憶功能，使其更好的適應(yīng)好氧發(fā)酵的環(huán)境。

5.可重復(fù)使用的污泥好氧發(fā)酵輔料的制備方法中，在木質(zhì)片體含水率≥30wt％時(shí)進(jìn)行打孔，可避免在干燥后的木片上打孔導(dǎo)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(shù)枝樹(shù)干，利用園林綠化修剪產(chǎn)生的廢棄樹(shù)枝樹(shù)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(jìn)了園林廢棄物的循環(huán)利用。

7.可重復(fù)使用的污泥好氧發(fā)酵輔料在污泥好氧發(fā)酵中的應(yīng)用時(shí)，所述可重復(fù)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(dòng)、升溫等過(guò)程。

本發(fā)明可重復(fù)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(shí)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(shí)不完全取代其他易腐的有機(jī)輔料，不影響好氧發(fā)酵正常的啟動(dòng)、升溫等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了該輔料的重復(fù)使用，對(duì)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）