[發明專利]一種預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法

無效

• 申請號: 201210072670.5
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102603141A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 嚴媛媛;陳漢龍;馮雷雨;戴曉虎;周琪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于固體廢棄物資源化技術領域，涉及一種預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法。

背景技術

我國興建了大量污水處理廠，截至2009年，全國已建有城鎮污水處理廠1792座，處理能力達9904萬m3/d，平均運行負荷率為81.27％。在這些污水處理廠的建設和運行對城市污染負荷的削減起到了重要作用的同時，污水處理過程中副產物城市污泥量也日益增加。目前，全國年產濕污泥已近3000萬噸(含水率80％)，污泥處理處置的中心已從簡單的填埋轉向為資源化為主的土地利用。而在污泥進行土地利用前需要對污泥進行穩定化處理，回收污泥中含有的大量的生物質能，厭氧發酵是污泥穩定化的重要措施之一，不僅過程所需能量較低，還可回收污泥中生物質能，是一種非常有應用前景的污泥資源化技術。

決定污泥生物質能回收的重要影響因素之一是污泥的有機質含量，國外污泥屬于高有機質污泥，含量一般為70％～84％，應用厭氧發酵回收生物質能可取得好的效果并進行推廣應用。而我國污泥有機質含量均比較低，常出現啟動困難，產氣量少，且產氣不穩定，限制了污泥厭氧發酵技術在我國大規模應用。通過改善污泥理化性能可以將大量胞內有機物釋放，有利于進一步污泥生物質能回收。另一方面，固體含量低，含水率高時，改善污泥理化性能代價大，影響調理技術的進一步應用。

現有的污泥預處理技術僅針對高有機質低濃度的污泥有較高的效果，而對低有機質高濃度的污泥的處理效果尚未明確，其工藝參數也尚未得到優化。

發明內容

針對低有機質污泥啟動困難，產氣量少，且產氣不穩定，難于應用厭氧穩定工藝對其進行處理處置的缺陷，本發明的目的是提供一種預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法。

本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法，該方法包括以下步驟：

將濃縮污泥和脫水污泥配成混合污泥進行預處理，取上述混合污泥作為進料進行厭氧消化，并出料相同體積的污泥，收集沼氣。

所述的混合污泥含水率為85～95％，揮發性有機固體VS占總固體TS的比例為20～45％。

所述的進料或出料是指每日進料量＝每日出料量＝消化污泥總量/污泥停留時間。

所述的厭氧消化過程中污泥停留時間為20～30d。

所述的預處理為堿解預處理、加熱預處理或微波預處理。

所述的堿解預處理是指通過投加堿性試劑，使污泥處于堿性條件下并靜置12～24h以達到堿性破解的目的，并在再次厭氧消化前投加鹽酸調節pH至7.5±0.5。

所述的堿性試劑為氫氧化鈉(NaOH)、生石灰(CaO)或氫氧化鈣(Ca(OH)₂)，每克揮發性有機固體VS投加堿性試劑為0.05～0.15g，即0.05～0.15g/g?VS。

所述的微波預處理工藝操作條件為：微波頻率為2450MHz，微波輻射功率為100～1000w，輻射時間為1～20min。

所述的加熱預處理溫度為90～170℃，時間為10～60min。

所述的厭氧消化控制溫度為35±2℃或55±2℃，調節pH為7.5±0.5，攪拌速度為50～250rpm。

本發明同現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、本發明方法提高低有機質污泥厭氧發酵產氣效率，穩定產氣量，且能耗低，應用方便，進一步促進污泥資源化。

2、本發明方法縮短了低有機質污泥厭氧啟動時間，提高了低有機質污泥厭氧消化產氣總量，促進了低有機質污泥資源化利用。

3、本發明方法使得低有機質污泥產氣穩定，并提高污泥產氣速率，縮短了污泥停留時間，減小污泥厭氧發酵罐體積。

附圖說明

圖1表示本發明的堿解預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法的流程圖。

圖2表示本發明的微波預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法的流程圖。

圖3表示本發明的加熱預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。

實施例1

圖1表示本發明的堿解預處理提高低有機質污泥厭氧發酵產沼氣的方法的流程圖。