[发明专利]一种赤泥的连续生物脱碱工艺

权利要求书

1.一种赤泥的连续生物脱碱工艺，其特征在于在赤泥的连续生物脱碱装置中进行，该赤泥的连续生物脱碱装置包括配料罐(2)，脱碱罐(9)，混凝罐(14)和沉降罐(15)，配料罐(2)与脱碱罐(9)通过管道连接，脱碱罐(9)与混凝罐(14)通过管道连接，混凝罐(14)与沉降罐(15)通过管道连接，且每个管道上均设置有控制阀(5)和流量泵(6)；配料罐上设有赤泥粉进料管和营养液进料管；脱碱罐(9)顶部设有接种盖(18)和带滤菌器的排气孔(19)，底部设有曝气装置；混凝罐(14)上设有混凝剂进料管(13)，沉降罐(15)上部设有脱碱液出流管(16)，底部设有出泥管(17)；所述配料罐(2)、脱碱罐(9)和混凝罐(14)内均装有搅拌装置(3)；

采用上述装置进行赤泥连续生物脱碱的工艺具体包括以下步骤：

(1)在配料罐中配制混合浆液，所述混合浆液由赤泥粉和营养液组成，赤泥粉和营养液分别通过赤泥粉进料管和营养液进料管加入配料罐中，经搅拌装置拌匀；所述赤泥粉为干赤泥磨碎后过10～20目筛，赤泥粉在混合浆液中的质量比为1～15％；所述营养液由蛋白胨、水、水果残渣和/或甘蔗残渣组成，水果残渣和/或甘蔗残渣在营养液中的加入量为使营养液中的总有机碳含量为10％～25％；蛋白胨在营养液中的质量分数为0.01～0.02％；

(2)赤泥的生物脱碱过程在脱碱罐中进行，脱碱罐的运行分为启动阶段和连续脱碱阶段；

在启动阶段，培养模式为批次进料和排料，配料罐中的混合浆液通过流量泵进入脱碱罐，在脱碱罐中接种活化后的黑曲霉孢子悬液，黑曲霉孢子悬液中黑曲霉孢子浓度为1×10⁷～1×10⁸个/mL；启动阶段，脱碱罐中接种的黑曲霉孢子悬液的接种量为脱碱罐中混合浆液体积的0.1％～0.5％；脱碱罐中一次进满混合浆液，混合浆液的赤泥浓度为1％，设定培养条件为：曝气强度为2.4～3.0m³/m²h，搅拌速度为160～240rpm，温度为30～36℃，培养至混合浆液pH降至3.0或培养时间达到240小时停止培养，从脱碱罐排出混合浆液总体积的85～95％至混凝罐，算作第一个启动周期；第二个启动周期，脱碱罐中一次进满混合浆液，混合浆液的赤泥浓度提升为2％，培养条件与第一周期相同，直至混合浆液pH降至3.0或培养时间达到240小时停止培养，从脱碱罐排出混合浆液总体积的85～95％至混凝罐，算作第二个启动周期，以此类推，每下一个周期混合浆液中的赤泥浓度比上一周期提升1％，直至提升至15％，培养后，启动阶段结束；启动阶段的最后一个周期混合浆液中赤泥浓度为15％，预培养结束后，混合浆液不再从脱碱罐排出，而是转入连续脱碱阶段；

在连续脱碱阶段，系统运行模式为连续进料和连续出料，通过流量泵调节混合浆液的进液流量和排液流量，使脱碱罐中混合浆液的体积不低于脱碱罐总有效体积的90％，脱碱罐中混合浆液的赤泥浓度控制在10～15％；连续脱碱阶段的控制条件为：混合浆液在脱碱罐中的停留时间为使混合浆液的pH值保持在6.5～7.5，同时曝气强度为2.8～3.2m³/m²h，搅拌速度为180～260rpm，温度为30～36℃；

(3)脱碱罐连续脱碱阶段流出的浆液进入混凝罐，通过混凝反应使混合浆液中的菌丝体及微小赤泥颗粒形成絮凝体和聚集体，从而便于在沉降罐中固液分离，通过混凝罐上部的混凝剂进料管加入混凝剂聚丙烯酰胺，混凝剂投加模式为连续加料，其投加流量为进入混凝罐中浆液流量的0.05～0.1％，通过混凝罐内的搅拌装置使浆液与混凝剂混合均匀；

(4)从混凝罐中流出的浆液进入沉降罐进行固液分离，沉降时间为1～3h；沉降罐上部的上清液即为赤泥的脱碱液，从沉降罐上部的脱碱液出料管流出，其pH值为中性，直接排放或用于回收其中富集的金属离子；沉降罐下部的泥浆是菌体细胞和赤泥颗粒的混合物，从沉降罐下部的出泥管流出，进入板框压滤机进一步脱水；在板框压滤机脱除的压滤液回流至混凝罐中；脱水后的残渣即为脱碱赤泥，其pH值为中性，安全堆存处置，或用做建筑材料的添加剂或回收贵重金属的原材料；或烘干后在320～350℃高温焚烧，进一步去除脱碱赤泥中的菌体细胞。

2.如权利要求1所述的一种赤泥的连续生物脱碱工艺，其特征在于步骤(1)所述营养液组成的替代方案按照质量浓度为：蔗糖5～15％、酵母膏0.01～0.02％、牛肉膏0.01～0.02％、KNO3 0.02～0.05％，溶剂为水。