[發(fā)明專利]一種采用分離胞外有機(jī)質(zhì)促進(jìn)污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法

有效

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• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110294582B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴曉虎;許穎;盧怡清;鄭琳珂
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C02F11/00;C02F3/28;C02F101/30
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 俞磊

一種采用分離胞外有機(jī)質(zhì)促進(jìn)污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，該方法的實(shí)施步驟為：向剩余污泥中加入0.1～0.3mL/g·TS福爾馬林溶液，1h后在步驟S1中，加入5～20mL/g·TS堿液，3h后將步驟S2中的污泥按12000～15000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速離心，離心后剩余固體命名為C?EOS；將上步驟中的C?EOS按重量比1:1摻混軟化水進(jìn)行熱預(yù)處理并按800～1000r/min轉(zhuǎn)速攪拌；將第三步驟中的EOS和第四步驟中攪拌后的C?EOS分別調(diào)節(jié)pH值為7.5～8.0，并分別移入2個(gè)密閉的厭氧消化設(shè)備中，在30～40℃中溫條件或50～60℃高溫條件下通過攪拌的方式進(jìn)行厭氧消化；本發(fā)明采用的分離EOS促進(jìn)污泥厭氧消化的方法使污泥中的有機(jī)質(zhì)得到充分的利用和分解，能有效的強(qiáng)化污泥厭氧消化效率，提高單位有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)甲烷量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及市政污泥厭氧消化處理方法領(lǐng)域，尤其是一種采用分離胞外有機(jī)質(zhì)促進(jìn)污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著城市污水處理廠的規(guī)模與日俱增，大量的市政污泥產(chǎn)生,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年污泥的年產(chǎn)量已經(jīng)接近3500萬噸(以含水率80％計(jì))，且以每年10％的速度增加。厭氧消化被認(rèn)為是一種最受歡迎的污泥處理方法，其主要是在無氧的條件下，由兼性厭氧菌和專性厭氧菌降解有機(jī)質(zhì)，并將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和甲烷。在此過程中，污泥中的有害物質(zhì)得到分解，污泥總量得以降低并且獲得了氫氣、甲烷等能源氣體，在實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污泥資源化利用。然而，眾所周知，污泥厭氧消化所需的周期長(30天以上)，單位有機(jī)質(zhì)(VS)產(chǎn)生的甲烷產(chǎn)量低(180～220mL/g VS)以及有機(jī)質(zhì)的降解程度低(僅能去除30％～40％的VS)，極大的限制了污泥厭氧消化技術(shù)的推廣應(yīng)用。為了提高污泥厭氧消化效率，常常需要采用一定的預(yù)處理方法來提高污泥有機(jī)質(zhì)的水解速率。當(dāng)前，大量的研究采用水熱處理、超聲處理、堿處理、高壓處理以及多種方法組合處理等方法進(jìn)行污泥厭氧消化。這些處理方法在一定程度上增加了污泥有機(jī)質(zhì)的溶出，但針對不同的污泥卻常常出現(xiàn)不同的處理效果甚至?xí)a(chǎn)生更多的不易降解有機(jī)質(zhì)。有的處理方法比如高壓均相預(yù)處理，在一定程度上提高了污泥厭氧消化性能，但其由于能耗高、成本高、反應(yīng)條件苛刻且具有一定的危險(xiǎn)性，限制了規(guī)模化的應(yīng)用。

實(shí)際上，污泥中的主要有機(jī)質(zhì)是廢棄的生物膜與污水中被生物膜所吸附的有機(jī)質(zhì)(Abiotic Organic Subtances,AOS)，而生物膜則主要有2部分組成：微生物細(xì)胞(Cell，C)和由微生物細(xì)胞分泌的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)，因此，AOS和EPS構(gòu)成了污泥中的胞外有機(jī)質(zhì)(Extracellular Organic Substances,EOS)。其中，微生物細(xì)胞鑲嵌在EPS中，并且，EPS占據(jù)整個(gè)生物膜有機(jī)質(zhì)的90％左右，對于保護(hù)微生物細(xì)胞和維持生物膜的物化和生化特性具有重要的作用和意義，考慮到破壞微生物細(xì)胞，提高污泥有機(jī)質(zhì)的降解程度并且強(qiáng)化甲烷的產(chǎn)生，需要首先破壞或剔除污泥中EPS的保護(hù)作用，然后分別對EOS和微生物細(xì)胞(包括殘留的EOS)進(jìn)行厭氧消化處理，以此來強(qiáng)化污泥的厭氧產(chǎn)甲烷。

本發(fā)明就是為了解決以上問題而提出的一種新型促進(jìn)污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種能減少了污泥對環(huán)境的污染、提高單位有機(jī)質(zhì)產(chǎn)甲烷量、提高了污泥厭氧消化效率的采用分離胞外有機(jī)質(zhì)促進(jìn)污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種采用分離胞外有機(jī)質(zhì)促進(jìn)污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，該方法的實(shí)施步驟為：

S1、向剩余污泥中加入0.1～0.3mL/g·TS福爾馬林溶液，放置在4℃條件下按100～500r/min轉(zhuǎn)速攪拌1h；

S2、1h后在步驟S1中，加入5～20mL/g·TS堿液，放置在4℃條件下按800～1200r/min轉(zhuǎn)速攪拌3h；