[發明專利]一種基于碳源回用的剩余污泥處理工藝

有效

• 申請號: 201710667615.3
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107265806B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 何青;曾凌君;李平;吳祖力;朱鳳霞;馮濤
• 申請（專利權）人: 深圳市海源能源科技有限公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/04;C02F11/12;C02F3/00
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 高早紅;謝亮

本發明公開一種基于碳源回用的剩余污泥處理工藝，涉及城市污水處理廠剩余污泥厭氧發酵技術領域。先將剩余污泥經過熱堿預處理，污泥細胞分解，大分子有機物如蛋白質、多糖等釋放到上清液中，然后污泥水解酸化經酸性啟動(pH＝6)階段，有利于保持產酸微生物的活性，促進VFAs的積累，經過堿性發酵(pH＝10)階段可抑制產甲烷菌的活性，避免產甲烷菌產甲烷的過程中消耗VFAs，保持了產酸效應強于產甲烷效應，從而使得水解酸化液中SCOD、VFAs的累積濃度大大提高，為低C/N城市污水的提標升級提供優質的再生碳源。

技術領域

本發明涉及城市污水處理廠污泥厭氧發酵技術領域，尤其涉及一種基于碳源回用的剩余污泥處理工藝。

背景技術

隨著污水處理行業的快速發展，污泥的產生量越來越多。據《2015-2016年污泥處理市場分析報告》，截止2015年底，我國城市污水處理過程產生的污泥年產量高達7000萬噸以上。如何實現污泥的減量化、穩定化、資源化、無害化處理成為城市污水處理廠面臨的重大難題。

我國南方地區雨水較多，加之排水系統多為合流制，導致城鎮污水處理廠普遍面臨進污水碳氮比偏低的問題，對后續生物處理系統造成困擾，一般通過向低碳氮比生活污水中投加外來碳源以實現出水的達標排放，但這會進一步增加污水處理的成本。污水處理工藝中降低能耗和成本成為可持續發展的關鍵。利用城市剩余污泥厭氧發酵產生有機碳源以強化好氧生物脫氮除磷，是一條解決低C/N城市污水提標升級工作的重要途徑，在實現有機物再利用的同時達到污泥減量化和資源化的目的。

污泥厭氧消化是一個由多種微生物參與的復雜生物化學過程，工藝操作條件的變化會影響系統的運行效果，例如在兩相厭氧消化系統中由于控制條件的改變會出現產酸過甚和產甲烷相的“酸化狀態”。污泥經酸化作用將有機質轉換化為乙酸，而產甲烷菌產生甲烷時會消耗乙酸，不利于有機碳源的積累，因而在以開發有機碳源為目標的剩余污泥水解酸化系統中保持污泥產酸效應強于產甲烷效應，是基于碳源再生利用的污泥資源化處理工藝的關鍵。

發明內容

本發明的目的是針對現有污泥處理工藝中水解酸化過程中有機酸累積量較低、水解酸化菌和甲烷菌的競爭性抑制問題，提供一種基于碳源回用的剩余污泥處理工藝。

本發明的技術方案如下：一種基于碳源回用的剩余污泥處理工藝，包括如下工藝步驟：

(1)剩余污泥熱堿預處理：采用5mol/L的NaOH調節污泥pH值為10，置于90℃加熱裝置中恒溫加熱進行熱堿預處理，熱堿預處理時間為2h，并不斷攪拌。剩余污泥熱堿預處理能夠破壞污泥中微生物的細胞壁，促進胞外聚合物(EPS)的溶解及內碳源的釋放，使得大分子有機物如蛋白質、多糖等釋放出來。

(2)反應器的酸性啟動：將熱堿預處理后的污泥泵入完全混合式污泥厭氧發酵反應器(CSTR)中，以稀鹽酸調節pH值為6，然后每天定時接接種馴化成熟的水解酸化污泥，直至反應器內污泥的接種量達到30％-40％，對反應器進行酸性啟動馴化，其中馴化成熟的水解酸化污泥與被接種的污泥的體積比為10％，然后采用機械攪拌器攪拌，控制轉速為100rmp，室溫條件下進行水解酸化。控制該酸性啟動階段時間為8天。污水處理廠預處理池或者生化池中的馴化成熟的水解酸化污泥中含有大量的水解細菌與酸化菌，從而促進被接種污泥的水解酸化。酸性啟動pH＝6的條件下有利于保持產酸微生物的活性。