[发明专利]来源于生物废水处理过程的微生物的液化方法

说明书

技术领域

本申请涉及市政或工业废水处理厂所产生的淤泥(生物固体，biosolids))如废弃的活性淤泥的液化方法。

背景

在很多市政和工业处理设备中，废水和污水是以需氧处理方法来净化的。在曝气罐中，培养天然存在于污水中的细菌和其它微生物，以消耗有机废物。在这些曝气罐中，微生物繁殖并消化存在于废水中的有机质。这一过程产生净化水、二氧化碳和微生物生命体(biomass)，所述的微生物生命体以淤泥的方式沉淀于与曝气罐相连的澄清池中。一些生命体再循环至曝气罐中，以重新播种于该系统。那些称作“废弃的活性淤泥”的过量生命体通常被销毁或以其它方式处理掉。与废弃的活性淤泥的脱水和处理有关的费用可能是很高的。对于其它类型的需氧生物废水处理系统，还会产生类似的淤泥处理问题，如间歇反应器的排序和生物接触器的循环问题。

在现有技术中，已知多种调整淤泥的系统。其中的一些系统需要升高温度或压力来运行，以提高细菌的消化速率。例如，1980年3月11日公布的美国专利US 4192741中涉及污水处理方法，该方法包括将活性淤泥通过高压文氏管(venturi)以提高微生物活性的步骤。

在现有技术中，还已知通过调节pH来调整活性淤泥。1972年11月14日公布的美国专利US 3718582中描述了一种微生物的生物分解方法，在该方法中，通过加入苛性钠使活性淤泥成碱性，然后升温使之水解。

淤泥的浸软也是平常之举。1972年4月25日公布的美国专利US3658262中描述了一种在热调整之前降低淤泥颗粒大小的磨碎机。

尽管现有的技术系统在降低废弃的活性淤泥的体积方面是有用的，但是它们通常导致能量、加热和/或材料成本的增加。因此，它们不符合以经济的方式销毁或处理废弃活性淤泥的需要。

本发明人发明了一种节省成本的液化废弃的活性淤泥等的方法，该方法用压力非常高的均质器喷嘴，将存在于废弃的活性淤泥中的微生物溶解(lyzing)。均质器常用于很多工业应用中。化工、制药、乳制品、专业食品以及生物技术工厂均使用均质器以乳化、分散、混合和处理它们的产品。

最近已设计了用于高压操作的均质器。这种均质器使用了强迫流体通过具有受限过水面积(流动面积，flow area)的阀门或喷嘴的高压泵。当流体通过受限区时，根据伯努利原理(Bernoulli’s Law)流体的流速增加而压力降低。伴随高压势能转化成低压动能，在流体中发生了强烈的流体力学变化。

在生物技术领域，均质器已用于细胞的破裂多年。让微生物水泥浆通过均质器使细胞壁破裂，以释放细胞的内容物。用这种办法可以获得由微生物生产的蛋白质和酶。但是，迄今为止，均质化技术还没有以工业规模应用于废弃活性淤泥的处理。

因此，对使用高压均质化技术液化存在于淤泥或其它生物淤泥中的微生物的工业规模的处理方法的需求已经产生。

发明概述

本发明公开了一种液化微生物的方法，所述的微生物存在于生物废水处理厂所产生的生物固体，如废弃的活性淤泥中。该方法的步骤包括让微生物泥浆在高压下通过一喷嘴，所述的喷嘴具有具有受限的过水面积以使微生物从喷嘴喷出时液化。跨越喷嘴的压力降优选超过12000psi。至少部分液化的微生物可以再循环至处理厂，为生物废水处理过程输送养料。任选地，液化的微生物可以通过厌氧方法转化成甲烷和二氧化碳。

泥浆在泵吸通过高压喷嘴之前，可以经受预处理以削弱存在于泥浆中的微生物的细胞壁。例如，通过氢氧化钠、酸或其它化学品的处理而改变泥浆的pH。此外，泥浆还可以在切碎机中浸软，以降低固体部分的颗粒尺寸。

附图的简要说明

附图解释了本发明的优选实施方案，而不应以任何方式解释成是对本发明的精神或范围的限制。

图1是申请人的废弃活性淤泥处理方法的示意图。

发明详述

活性淤泥废水处理系统是一种二级生物处理方法，用该法将废水在排放至受纳水流(receiving stream)之前净化。实施该方法所用的设备通常包括曝气罐或曝气池，在曝气罐或曝气池中，用微生物在有溶解氧存在的情况下处理原废水。该处理微生物降低了存在于废水中的污物，并降低了废水的生物需氧量。