[發明專利]一種利用生物堿強化剩余污泥厭氧消化產甲烷的方法

有效

• 申請號: 201811525475.7
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109574434B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 袁海平;俞璐;邊暢;樓紫陽;朱南文
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種利用生物堿強化剩余污泥厭氧消化產甲烷的方法，包括：S1、將剩余污泥經沉淀、濃縮，得到待處理污泥；S2、將接種泥與步驟S1所得的待處理污泥混合得到發酵混合物；S3、將步驟S2所得的發酵混合物與生物堿混合，攪拌均勻，調節pH后進行水解發酵，即可。實驗結果表明，添加生物堿的實驗組與對照處理(不加生物堿)相比，最終厭氧消化污泥停留時間縮短20％以上，甲烷累積產量提高40％以上。本發明利用生物堿能夠在污泥厭氧消化起始階段，解除小分子有機酸的抑制作用，并利用其還原性，提高污泥水解速率及水解程度，進而改善污泥厭氧消化產甲烷性能。其技術簡單、易于操作，可用于新建污水廠及現有污水廠的工藝改造中。

技術領域

本發明屬于環境工程技術領域，涉及一種利用生物堿強化剩余污泥厭氧消化產甲烷的方法。

背景技術

近年來，隨著我國城鎮生活污水處理規模不斷擴大，城鎮污水處理壓力日益嚴重。而污泥作為城市污水處理廠生物處理過程中的副產物，由于其產量大、危害大、處理成本高，日益受到人們的關注。如果其不能得到有效妥善的處理，易對環境造成嚴重的污染。另外，污泥富含多糖、蛋白質、脂質等有機物，可利用厭氧生物技術進行處理，有效降低污泥中的有機質含量，并通過產甲烷的方式實現能源回收。

然而，相對較為緩慢的水解酸化步驟是污泥厭氧消化的重要限速步驟。因為污泥中的大部分有機物，如多糖和蛋白質等，以大分子的形式存在，必須分解為小分子有機物才能進行產氫產乙酸及后續的產甲烷作用。目前研究主要集中在酸堿處理、超聲波處理、電化學預處理及熱預處理等手段上，來提高污泥的水解酸化速率。雖然這些技術能夠通過破解污泥絮體，釋放胞內有機物等方式促進污泥水解酸化，但存在著成本較高、操作復雜、增加后續處理難度等問題，難以真正進行推廣應用。

生物堿，作為一種含氮的堿性有機化合物，具有顯著的生物活性，可與酸結合形成鹽類物質，有效解除污泥厭氧消化前期存在的酸抑制現象。另外，生物堿具有還原性，可增強對污泥中難降解有機物的降解能力，進而促進污泥的水解酸化進程。本發明就是在污泥厭氧消化過程中，利用生物堿的還原性，還原微生物氧化污泥中的某些有機物，尤其是難降解物質，加快污泥的水解酸化過程，進而強化污泥厭氧消化產甲烷過程。

發明內容

針對剩余污泥厭氧消化中水解酸化速率慢、程度不高、產甲烷效率低下等技術問題，本發明提供一種利用生物堿強化污泥厭氧消化產甲烷的方法。

本發明主要基于天然生物堿的還原性，還原微生物氧化污泥中的某些有機物，尤其是難降解物質，加快污泥的水解酸化過程；并利用其弱堿性，可以與污泥厭氧消化水解酸化階段產生的有機酸相結合，有效解除厭氧消化過程中的酸抑制，使水解酸化速率和程度顯著提高；所形成的有機酸弱堿鹽可以緩慢釋放有機酸供后續產甲烷菌利用，最終提高污泥厭氧消化產甲烷的性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種利用生物堿強化剩余污泥厭氧消化產甲烷的方法，通過添加生物堿，與污泥厭氧消化前期產生的小分子有機酸進行結合生成鹽，有效解除污泥厭氧消化過程中產生的酸抑制，并利用其還原作用，增強對污泥中難降解有機物的降解作用，加快污泥水解酸化速率和進程，進而改善后續污泥厭氧消化產甲烷的性能；具體包括如下步驟：

S1、將剩余污泥經沉淀、濃縮，得到待處理污泥；

S2、將接種泥與步驟S1所得的待處理污泥按比例混合得到發酵混合物；

S3、將步驟S2所得的發酵混合物與生物堿按比例混合，攪拌均勻，調節pH后進行水解發酵，即可。

優選地，步驟S1中，所述的待處理污泥的含固率為3％-5％；