[發明專利]一種酸化發酵液回流處理污泥的方法及其應用

無效

• 申請號: 201210006518.7
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102531311A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王芬;季民;王拓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明屬于污泥處理處置領域，更具體地說，主要涉及一種污泥酸化發酵液回流預處理污泥的方法。

背景技術

污水廠污泥在填埋之前需要進行穩定化處理，厭氧消化是一種有效的方法，同時厭氧消化還因其能夠產生能源而引起越來越多的重視。厭氧消化可以達到污泥減量化資源化的目的，但是剩余污泥的厭氧消化過程是一個緩慢困難的過程，這主要是細胞壁保護細胞免受滲透裂解，進而阻礙了細胞內物質的消化。酸預處理是一種有效的促進厭氧消化的手段，主要是對細胞壁的破解作用，表現在消化時間縮短，產氣量增加。一般的預處理方法有：化學氧化(臭氧氧化等)，物理方法(熱解等)、超聲波等。但這些處理方法往往需要外加一定物質，并且會產生一定程序的污染，消耗一些能量。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，利用污泥發酵液對污泥進行酸化預處理，縮短厭氧消化所需時間，提高產氣量，降低運行成本，提供一種污泥發酵液回流預處理污泥提高兩相厭氧消化效率的方法(FRAD?process，Fermentation?liquid?return?anaerobic?digestion?process)。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：

一種酸化發酵液回流處理污泥的方法，將污泥進行水解酸化，然后將其酸性發酵液回流對污泥進行酸化預處理(即酸解)，再將預處理后的污泥進行水解酸化發酵。

利用本發明方法處理的污泥進行甲烷的生產。

其中污泥選用污水處理廠生物處理系統中排出的剩余污泥。

本發明的技術方案利用污泥兩相厭氧消化過程中水解酸化階段產生的發酵液進行污泥破解預處理，所得的發酵液中含有大量揮發性脂肪酸(WFAs)，比如乙酸、丙酸、丁酸等有機酸。污泥水解酸化發酵液經污泥泵回流進入污泥預處理池，預處理池中污泥含固率(質量百分數)為2-4％，發酵液回流量比(發酵液流量與污泥流量的比值)為50-100％，對污泥進行攪拌使其混合均勻，預處理時間12-72h，優選25-60h；預處理后污泥液相中總化學需氧量(TCOD)增加3000-1000mg/L，且液相中蛋白質、多糖等物質顯著增加。

預處理后污泥進入水解酸化池進行水解酸化發酵，經上一步預處理后，污泥水解酸化速度與效率大大加快，經水解酸化后，產生大量揮發性脂肪酸，使發酵液pH值降至2-5，此階段水力停留時間約為20-75h，優選30-60h。

水解酸化后的污泥通過污泥泵進入產甲烷池，進入產甲烷階段。此階段水力停留時間為100-220小時，優選為150-200小時。

利用本發明的技術方案，可使甲烷產量提高40％-80％；提高厭氧消化產氣量，減少厭氧產甲烷階段所需時間，降低污泥預處理成本。

本發明的技術方案利用污泥兩相厭氧消化過程中水解酸化階段產生的發酵液進行污泥破解預處理，所得的發酵液中含有大量揮發性脂肪酸(VFAs)，比如乙酸、丙酸、丁酸等有機酸。與傳統厭氧消化工藝相比，本發明的優點在于：充分利用水解酸化過程中產生的揮發性脂肪酸，對污泥進行酸化預處理，產生的甲烷量高于未處理污泥，消化時間也大大縮短，提高消化產氣效率。與其他污泥預處理技術相比，本技術充分利用了污泥發酵過程中酸化發酵液，提高了厭氧消化產氣量，縮短了厭氧消化停留時間，節省了運行與投資成本。本發明可以應用于污泥厭氧消化處理工藝的污水處理廠升級改造、新建污泥消化工藝等，經推廣后可以提高消化產甲烷量，減少污泥消化時間，充分利用水解酸化階段產生的有機酸，實現污泥資源化，產生顯著的環境效益和經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程圖。

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明的技術方案。

實施例1

預處理池中污泥含固率2.6％，發酵液回流比為65％，對污泥進行攪拌使其混合均勻。預處理時間為18h，預處理后污泥液相中TCOD增加1564mg/L。酸化預處理后的污泥通過污泥泵進入水解酸化池，水力停留時間48h，發酵液pH值降至4.73。水解酸化后的污泥通過污泥泵進入產甲烷池，水力停留時間150h，甲烷產氣量為334.2ml/g?VS，產氣量提高46.2％。

實施例2