[發(fā)明專利]一種剩余污泥產(chǎn)酸并脫水的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310574831.5
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103588373A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭旭晨;陶小慶;駱椿明;屈立宇;汪美貞;張坤;馮華軍;沈東升
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州智水水務(wù)科技有限公司;浙江工商大學(xué)
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污泥資源化利用和污水無害化處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用回流剩余污泥來提高產(chǎn)酸效率與脫水性能的方法，適用于污水生物脫氮除磷過程中缺乏碳源及污泥含水率高的污水處理廠。

背景技術(shù)

生物活性污泥法是目前城市污水處理的主要方法，由于水資源的廣泛使用導(dǎo)致在污水處理過程中產(chǎn)生了大量的剩余污泥根據(jù)我國污水處理的建設(shè)規(guī)劃，預(yù)測到2010年約有3665萬噸濕污泥產(chǎn)生。剩余污泥的處理處置費用，占到污水處理廠管理和運行費用的50%～60%（肖本益，劉俊新.污水處理廠剩余污泥熱處理發(fā)酵產(chǎn)氫的影響因素[J].過程工程學(xué)報，2009，9（1）:48-52.）。如何合理地變廢為寶，有效地降低處理成本，實現(xiàn)剩余污泥的無害化、減量化、資源化具有深遠(yuǎn)的意義。剩余污泥由于有機物、含水率高，因而處理起來比較困難。污泥厭氧消化過程產(chǎn)生的揮發(fā)性有機酸可以作為碳源被微生物利用，從而提高微生物對污水中氮磷的去除，因此可以通過提高厭氧消化產(chǎn)酸效率來解決污泥中有機物含量較高的問題。

因此，如果能夠加快酸化反應(yīng)的限速步驟--水解過程，就可以提高污泥的產(chǎn)酸效率。研究表明，高溫?zé)崽幚砺?lián)合堿性物質(zhì)可以加快污泥水解速率(Yuan?et?al.Environ.Sci.Technol.2006，40，2025-2029)。熱預(yù)處理可以但高溫加熱預(yù)處理需要大量的能量成本，當(dāng)溫度為35℃以上時，需要額外的加熱裝置，溫度越高，能量耗費成本也越高（鹿利燕，宋秀蘭，李國東.污泥發(fā)酵產(chǎn)酸技術(shù)研究進(jìn)展[J]中國科技論文，2009.）；傳統(tǒng)的堿性氫氧化鈉預(yù)處理試劑成本也較高且只能專一提供堿度（CN?101705256?A.一種以污泥為底物生產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的方法）。因此找到一種低成本高效率的方法來使剩余污泥產(chǎn)酸脫水顯得尤為重要。

例如公開號為CN?102786196A的中國發(fā)明專利申請公開了一種保證剩余污泥產(chǎn)酸量且改善發(fā)酵污泥脫水性能的方法：(1)將剩余污泥加入反應(yīng)器中，所述剩余污泥總懸浮固體TSS的濃度為7000～10000mg/L，揮發(fā)性懸浮固體VSS濃度為6000～9000mg/L；(2)利用氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液混合堿溶液將剩余污泥的pH值調(diào)節(jié)為10±0.2，其中氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液的摩爾濃度比2:1，且兩者的體積比為80:20～20:80；或先向剩余污泥中加入鎂粉，鎂粉的加入量為0.01～0.2g/gVSS，而后使用氫氧化鈉將剩余污泥的pH值調(diào)節(jié)為10±0.2；曝氮氣將反應(yīng)器頂部的空氣排出，而后密閉反應(yīng)器，攪拌發(fā)酵；反應(yīng)器的溫度為20～30℃，反應(yīng)器的攪拌速度為100～200rpm，攪拌時間為14～15d；(3)在攪拌發(fā)酵過程中，使用pH電極實時監(jiān)測剩余污泥的pH值；在聯(lián)合氫氧化鈉和氫氧化鈣控制pH值時，使用混合堿溶液控制剩余污泥的pH值為10±0.2；而在聯(lián)合鎂粉和氫氧化鈉控制pH值，使用氫氧化鈉溶液控制剩余污泥的pH值為10±0.2。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種剩余污泥產(chǎn)酸并脫水的方法，提高產(chǎn)酸效率的同時改善剩余污泥的脫水性能，解決了剩余污泥在傳統(tǒng)熱（高熱）堿（氫氧化鈉）預(yù)處理過程中高成本低產(chǎn)酸與脫水效率的問題。

一種剩余污泥產(chǎn)酸并脫水的方法，包括如下步驟：

（1）以濃縮后的剩余污泥為原料，35～60℃加熱預(yù)處理原料，然后加入氧化鈣，攪拌混勻，自然冷卻至室溫，投加聚合硫酸鐵；

（2）在厭氧條件下攪拌，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得揮發(fā)性脂肪酸和脫水污泥，厭氧發(fā)酵后的厭氧污泥回流作為接種物。

本發(fā)明以污水處理廠的剩余污泥為原料，在低溫預(yù)處理的同時，添加氧化鈣，攪拌，待自然冷卻至室溫，添加聚合硫酸鐵，接種厭氧回流污泥于反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。氧化鈣吸水放熱迅速提高低溫?zé)崽幚頊囟龋瑓f(xié)同聚合硫酸鐵大幅降低污泥中的水，從而達(dá)到垃圾填埋場標(biāo)準(zhǔn)。生成的氫氧化鈣提供堿環(huán)境耦合低溫?zé)峤庠俾?lián)合回流污泥，急劇增強污泥產(chǎn)酸效率同時抑制產(chǎn)甲烷細(xì)菌活性，并降低了污泥中活性磷成分。從真正意義上實現(xiàn)剩余污泥的減量化、資源化、無害化。

作為優(yōu)選，步驟（1）中所述剩余污泥中總懸浮固體TSS的濃度為25～40g/L，揮發(fā)性懸浮固體VSS濃度為15～25g/L；步驟（1）所述氧化鈣的添加量為步驟（1）中剩余污泥質(zhì)量的1%～5%；步驟（1）所述聚合硫酸鐵的添加量為步驟（1）中剩余污泥的質(zhì)量的0.1%～2%；步驟（1）中加熱預(yù)處理的時間為45～75min；步驟（2）所述厭氧污泥回流占污泥總體積的2%～20%；步驟（2）中厭氧條件下攪拌時間為48h～72h。