[發明專利]含油剩余污泥產甲烷的方法

無效

• 申請號: 201410016582.2
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103708695A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉春爽;國亞東;趙朝成;李超
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種含油剩余污泥產甲烷的方法。

背景技術

作為國民經濟發展支撐基礎的石油，在開采和加工過程中會產生大量的含油廢水，而此類廢水在處理時會產生大量的“三泥”即“油泥、浮渣和剩余污泥”。其中“剩余污泥”產生量最大，且含有石油烴類、酚類等有毒有害物質，若不妥善處理將會對周圍環境造成嚴重危害。

現有含油剩余污泥的處理方法大都采用焚燒和填埋法。焚燒主要是將含油剩余污泥在高溫下灼燒，以去除多種有害物質，殺死一切病原體，最大程度上減少污泥的體積和重量。該法雖污泥處理速度快、無需長距離運輸可就地焚燒、同時可以回收能量用于發電和供熱，但耗資巨大、設備復雜、對操作人員的素質和技術水平要求比較高。填埋法主要是將含油剩余污泥進行衛生填埋，雖處理成本較低，但需大量占用土地、如管理不當容易污染地下水及周圍空氣。

與之相比，污泥的厭氧消化，即厭氧產甲烷，作為一種低能耗、資源化的污泥穩定化處理技術，近年來在國內外得到了較多的關注和工程實際應用。然而，目前關于含油剩余污泥厭氧消化的報道較少，且大都存在產氣量不高，SCOD(溶解性化學需氧量)去除有限的弊端。因此，若能在現有研究的基礎上，開發出一種高效的含油剩余污泥產甲烷方法，將會對含油剩余污泥資源化的研究起到積極的推動作用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有含油剩余污泥厭氧消化技術存在的產甲烷量不高、SCOD去除有限的問題，提供含油剩余污泥產甲烷的方法。

本發明含油剩余污泥產甲烷的方法，是按以下步驟實現的：

一、含油剩余污泥沉淀處理：將含油剩余污泥在3～5℃條件下靜止沉淀20h～24h，去除上清液，得到含油剩余污泥沉淀；

二、含油剩余污泥沉淀的超聲處理：將步驟一得到的含油剩余污泥沉淀放在反應容器中，在超聲波頻率為20kHz～40kHz和超聲聲能密度為0.5W/mL～1.0W/mL的條件下，對含油污泥沉淀超聲處理8min～15min，得到超聲后的含油剩余污泥；

其中所述的含油剩余污泥沉淀與反應容器的體積比為1:(3～5)；

三、超聲后含油剩余污泥的產甲烷處理：將步驟二得到的含有超聲后的含油剩余污泥的反應容器置于空氣浴搖床內，在溫度為30℃～37℃、搖床轉速為160r/min～250r/min和反應容器內溶解氧質量濃度為0.3mg/L～0.5mg/L的條件下反應168h～240h，即完成含油剩余污泥的產甲烷處理。

本發明的原理是：通過超聲的作用破壞剩余污泥沉淀中微生物的細胞壁，同時增加污泥沉淀中石油類物質的溶解；之后在微氧條件下，含油剩余污泥中的石油類物質被兼性石油類降解微生物轉化為非烴類有機物，同時污泥中的發酵類微生物將這些非烴類有機物以及剩余污泥中微生物的溶出物轉化為短鏈脂肪酸、醇，最后短鏈脂肪酸、醇被污泥中的產甲烷類微生物轉化為甲烷。

現有含油剩余污泥產甲烷大都是在厭氧環境下進行的，而本發明含油剩余污泥產甲烷的方法，是在微氧環境下進行的，即超聲處理后，控制微氧條件，含油剩余污泥中的石油類物質被兼性石油類降解微生物轉化為非烴類有機物，同時污泥中的發酵類微生物將這些非烴類有機物以及剩余污泥中微生物的溶出物轉化為短鏈脂肪酸、醇，最后短鏈脂肪酸、醇被污泥中的產甲烷類微生物轉化為甲烷。本發明不僅有效避免了石油類物質對發酵類和產甲烷類微生物的毒害作用，同時將石油類物質轉化為產甲烷的底物，使得產氣量大大提高，SCOD去除效果明顯改善，本發明是一種經濟、高效的含油剩余污泥產甲烷方法。

本發明的有益效果：

1、與現有處理含油剩余污泥的方法相比，本發明含油剩余污泥產甲烷的方法的處理效率高，SCOD去除率可達80%以上，石油烴去除率可達50%以上，且去除的SCOD及石油烴大都轉化為甲烷；

2、本發明的費用低，反應只需微氧（DO為0.3mg/L～0.5mg/L）條件，與現有處理含油剩余污泥的方法相比，運行、操作成本較低；

3、與現有處理含有剩余污泥的方法相比，本發明污泥處理效果較好，產甲烷氣體的量可達88.7mL/g～96.2mL/g。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式中含油剩余污泥產甲烷的方法，是按以下步驟實現的：

一、含油剩余污泥沉淀處理：將含油剩余污泥在3～5℃條件下靜止沉淀20h～24h，去除上清液，得到含油剩余污泥沉淀；