[發明專利]一種快速判斷污泥可生化性及穩定性的方法

有效

• 申請號: 201410143336.3
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103940978A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 戴曉虎;劉曉光;董濱
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬固廢資源化領域，具體涉及一種快速判斷消化污泥可生化性及穩定性的方法。

背景技術

隨著污水處理技術的推廣及經濟社會的不斷發展，污泥產量日益增加，直接導致污泥問題的日益緊迫。以含水率80%計，全國年污泥總產生量很快將突破3000萬t,按照預測到2020年污泥產量將突破年6000萬t。因此，我國污泥處理的形勢十分嚴峻。

污泥除含有多種微生物形成的菌膠團和大量的水外，還含有難降解的有機物、無機物、重金屬、病原微生物和寄生蟲卵等。將未穩定污泥進行土地利用，將會對環境和人們健康造成嚴重的影響和危害。因此，對污泥(包括初沉污泥、剩余污泥、脫水污泥及消化污泥等)進行安全性(主要包括可生化性及穩定性)評價，對于污泥的后續處理，具有重要的參考作用。

目前，主要的可生化性及穩定性評價指標為BMP實驗即生化產甲烷潛力實驗，它主要建立在產甲烷的基礎上，最大的缺點為耗時長，一般在20天以上，不能在較短的時間內得到參考結果。因此，開發準確可靠并耗時短的新評價指標具有很大價值。

發明內容

本發明的目的是提出一種快速判斷污泥可生化性及穩定性的方法。

本發明提出的一種快速判斷污泥可生化性及穩定性的方法，具體步驟如下：

將污泥加入到錐形瓶中，根據情況加入接種污泥或配置好的包含產酸工程菌的接種液，污泥及接種污泥或接種液的體積比為1:5~5:1，加堿調節pH為9-11，控制溫度為53-57^oC；在開始前,?用氮氣吹洗錐形瓶若干分鐘以驅趕錐形瓶中的剩余空氣，做若干組平行實驗，每隔一段時間搖晃一次錐形瓶，5~8d后測試最后一組錐形瓶中的VFA(揮發性脂肪酸)濃度；之后將VFA轉化成碳，再通過除以系數即可得到可降解碳總量及BMP實驗結果，以此判斷污泥可生化性及穩定性，根據所用污泥種類的不同，所述系數也有差異，在0.1~0.3之間變化，污泥越穩定，其系數越大，反之則越小。

本發明中，堿可以為NaOH、KOH、CaOH或CaO中任一種。

本發明中，所述污泥為初沉污泥、剩余污泥、脫水污泥或消化污泥中任一種。

本發明中，所用接種可以為培養的接種污泥或包含產酸工程菌的接種液的任意一種。當使用接種污泥時，應進行空白對照實驗，以排除接種污泥的干擾。

本發明中，對于初沉污泥、剩余污泥或脫水污泥，其系數為0.1~0.15；對于消化污泥，其系數隨著污泥停留時間(SRT)的升高而增大，在SRT為10d及以下時，其系數為0.15~0.18，在SRT為10~20d時，其系數為0.18~0.21，在SRT為20~30d時，其系數為0.21-0.25，在SRT>30d時，其系數為0.25-0.3。由于污泥的組成等性質各異，實際使用時或有偏差。

本發明提出的快速判斷污泥可生化性及穩定性的方法，其突出特點是通過控制pH等手段抑制甲烷化使厭氧消化停留在產酸階段，從而大大縮短所需時間，是實現污泥可生化性及穩定性測定的有效手段。

根據試驗結果，本方法可以在5~8天內實現VFA的最大產生，且通過對比，與BMP實驗結果有著很好的相關性，可以作為評估污泥可生化性及穩定性測定的有效手段。

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明。

實施例1：

取某地污水處理廠的脫水污泥(含水率為78.02%)，其揮發性有機固體占總固體的比例為56.08%。然后將上述污泥40g投入加入到100ml錐形瓶中，加入50ml事先培養好的接種污泥，加2mol/L?NaOH調節pH=11.0。開始前，用氮氣吹洗錐形瓶5min以驅趕錐形瓶中的剩余空氣，之后控制溫度為55±2^oC，間歇搖晃，5d后測試其中VFA濃度，之后將VFA轉化成碳，再除以系數得到理論可降解碳總量及BMP實驗結果。本測試做數組平行，同時進行空白試驗以去除接種污泥的干擾。此外，對該脫水污泥進行BMP實驗，與本方法的結果進行對比。結果表明，通過本研究所推算的理論BMP實驗結果與實際BMP實驗結果比值在0.92~0.97，這表明，本方法可以較準確的推算出可降解碳總量及BMP實驗結果，可以作為BMP實驗的替代。

實施例2：

取某地污泥厭氧消化罐3種不同的消化污泥(其SRT為10，20及30d)，其含水率分別為85.6%，86.4%和87.0%，揮發性有機固體占總固體的比例分別為47.5%，45.8%及43.9%。然后將上述污泥40nl投入加入到100ml錐形瓶中，加入30ml事先培養好的接種污泥，加2mol/L?NaOH調節pH=10.0。開始前，用氮氣吹洗錐形瓶5min以驅趕錐形瓶中的剩余空氣，之后控制溫度為55±2^oC，間歇搖晃，7d后測試其中VFA濃度，之后將VFA轉化成碳，再除以系數得到理論可降解碳總量及BMP實驗結果。本測試做數組平行，同時進行空白試驗以去除接種污泥的干擾。此外，對這三種消化污泥進行BMP實驗，與本方法的結果進行對比。結果表明，對SRT=10d的消化污泥，通過本研究所推算的理論BMP實驗結果與實際BMP實驗結果比值在0.89~0.92，對SRT=20d的消化污泥，其比值在0.96~0.97，對SRT=30d的消化污泥，其比值在0.93~0.95，這表明，本方法可以較準確的推算出可降解碳總量及BMP實驗結果，可以作為BMP實驗的替代。