[發明專利]一種零價鐵促進高含固城市污泥厭氧消化產甲烷的方法

在審

• 申請號: 202010000811.7
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111099802A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 石明巖;吳佳玲;王紹鑄;黎明輝;尹梓菁;劉建宏
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 桂婷

本發明屬于固體廢棄物處理處置技術領域，公開了一種零價鐵促進高含固城市污泥厭氧消化產甲烷的方法。具體為調整污泥的含固率后，再將其與接種物和零價鐵混合得到混合物，然后將混合物置于無氧環境中進行消化反應產生氣體。本發明將零價鐵加入厭氧消化系統中，零價鐵可作為電子供體加強有機物的不飽和化學鍵的斷裂，促進污泥的水解酸化；也可與氫離子反應產生氫氣，避免了有機酸的過分積累，可有效維持系統的酸堿平衡。此外，零價鐵溶解出的亞鐵離子是厭氧微生物所需的重要元素，也是酶的重要組成成分，可刺激提高厭氧微生物的活性。本發明能量需求低、沼渣產量少且易于處理，且操作簡單、運行成本低、對環境不會產生二次污染。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物處理處置技術領域，特別涉及一種零價鐵促進高含固城市污泥厭氧消化產甲烷的方法。

背景技術

當前在全世界的能源消耗中，有超過80％是依靠化石能源，對其過度依賴不僅會造成不可再生的自然資源迅速枯竭，而且還會帶來空氣污染和全球變暖等環境問題。因此以城市污泥等有機廢棄物為原料的第二代生物質能的開發逐漸成為研究熱點。

厭氧消化是指在厭氧微生物的作用下，將廢物中可生物降解的有機物轉化為CH₄、CO₂和穩定物質的生物化學過程，具有可大幅度降低有機物以及產生可再生能源等特點，在農業固體廢棄物、餐廚垃圾和城市污泥等固體廢棄物處理領域得到了較為廣泛的應用。

相比于傳統的低含固厭氧消化，高含固厭氧消化最顯著的特點是進料含固率較高，能有效提高厭氧反應器的單位容積產氣率和處理量，簡化了沼渣的后續處理。但也容易出現厭氧系統有機負荷過大、產酸菌的繁殖速度超過產甲烷菌、短時間內產生的大量有機酸難以被產甲烷菌消耗、厭氧系統的酸堿失衡、系統穩定性破壞、產氣量大幅下降等問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的目的在于提供一種零價鐵促進高含固城市厭氧消化產甲烷的方法。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種零價鐵促進高含固城市厭氧消化產甲烷的方法，包括以下步驟：

調整污泥的含固率后，再將其與接種物和零價鐵混合得到混合物，然后將混合物置于無氧環境中進行消化反應產生氣體。

所述污泥為污水處理廠二沉池的污泥。

所述污泥的含固率為2～7wt％，優選為5～7wt％。

所述含固率優選為通過添加水進行調節。

所述零價鐵的粒徑為18～75μm；優選為38μm。

所述零價鐵的用量滿足其在混合物中的濃度為0～2000mg/L，不為0。優選為1500mg/L。

所述接種物為接種污泥。

所述接種物與污泥的體積比為1：2.5～1：10；優選為1：4。

所述消化反應為在20～55℃下以110～130rpm的振蕩速度反應16～18天；

優選地，所述消化反應為在55℃下以120rpm的速度振蕩反應16天。

本發明的機理：

本發明將零價鐵加入厭氧消化系統中，零價鐵可作為電子供體加強有機物的不飽和化學鍵的斷裂，促進污泥的水解酸化；也可與氫離子反應產生氫氣，避免了有機酸的過分積累，可有效維持系統的酸堿平衡。此外，零價鐵溶解出的亞鐵離子是厭氧微生物所需的重要元素，也是酶的重要組成成分，可刺激提高厭氧微生物的活性。

本發明相對于現有技術，具有如下的優點及有益效果：

1、提高了厭氧消化系統單位容積處理量和甲烷產量。