[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于污泥等電點(diǎn)利用餐廚垃圾酸發(fā)酵強(qiáng)化厭氧共消化的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010410041.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111517606B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許穎;戴曉虎;鄭琳珂;耿慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F11/04
• 分類(lèi)號(hào): C02F11/04;C02F9/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 范艷靜

本發(fā)明提供了一種基于等電點(diǎn)利用餐廚垃圾酸發(fā)酵強(qiáng)化污泥厭氧消化的方法，其包括：將餐廚垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸，得到餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液；濃縮富集餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液，分別收集發(fā)酵產(chǎn)酸上清液和發(fā)酵殘?jiān)挥冒l(fā)酵產(chǎn)酸上清液調(diào)理污泥至污泥等電點(diǎn)；將調(diào)理后的污泥進(jìn)行固液分離，分別收集第一上清液和污泥沉積物；使用堿液調(diào)節(jié)第一上清液，進(jìn)行離心處理，分別收集第二上清液和金屬沉積物；將第二上清液經(jīng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理，收集過(guò)濾液；將發(fā)酵殘?jiān)⑽勰喑练e物和過(guò)濾液混合攪拌，得到混合物；進(jìn)行厭氧消化，并收集沼氣和沼渣；本發(fā)明利用餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液提供外源氫質(zhì)子去除污泥中重金屬，在強(qiáng)化污泥資源化的同時(shí)，有效處置了餐廚垃圾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污泥等易腐有機(jī)廢棄物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于污泥等電點(diǎn)利用餐廚垃圾酸發(fā)酵強(qiáng)化厭氧共消化的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著活性污泥法在污水處理廠(chǎng)的普及應(yīng)用，產(chǎn)生大量廢棄活性污泥。廢棄的活性污泥中含有大量的易腐有機(jī)物和重金屬，如不及時(shí)處理可能會(huì)引起嚴(yán)重的二次污染。厭氧消化技術(shù)在減少污泥污染環(huán)境的同時(shí)回收能源，被認(rèn)為是一種極具潛力的污泥處理技術(shù)。然而，長(zhǎng)的污泥厭氧消化周期(30天以上)、低的單位有機(jī)質(zhì)(VS)甲烷產(chǎn)量(180-220mL/gVS)和有機(jī)質(zhì)的降解程度低(僅能去除30-40％的VS)，極大地限制了污泥厭氧消化技術(shù)的推廣應(yīng)用。同時(shí)，隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，餐廚垃圾產(chǎn)量與日俱增。傳統(tǒng)的垃圾填埋勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此，餐廚垃圾的妥善處理已然迫在眉睫。

現(xiàn)有的專(zhuān)利技術(shù)主要是直接通過(guò)預(yù)處理污泥來(lái)提高污泥有機(jī)質(zhì)的水解程度，如水熱預(yù)處理、超聲預(yù)處理、堿預(yù)處理、高壓均相預(yù)處理，例如：公開(kāi)號(hào)為CN108217933A的專(zhuān)利“一種高效促進(jìn)產(chǎn)酸的兩相厭氧消化器內(nèi)循環(huán)混合裝置”，公開(kāi)號(hào)為CN106365373A的專(zhuān)利“處理市政污泥厭氧消化液的方法及其設(shè)備”，公開(kāi)號(hào)為CN106929410A的專(zhuān)利“一種城鎮(zhèn)固體廢物兩相厭氧消化產(chǎn)酸相反應(yīng)器”，公開(kāi)號(hào)為CN108821531A的專(zhuān)利“熱堿預(yù)處理市政污泥與餐廚垃圾協(xié)同厭氧處理的方法”，公開(kāi)號(hào)為CN109250879A的專(zhuān)利“一種水熱反應(yīng)氣氛改善污泥燃料的處理方法”等，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(duì)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)。

研究發(fā)現(xiàn)，污泥等電點(diǎn)預(yù)處理能有效地提高污泥厭氧消化效率，同時(shí)去除污泥中的重金屬，有利于污泥厭氧消化后沼渣的土地利用。然而，污泥等電點(diǎn)偏酸性(pH值為3.5-4.5)，需要添加外源氫質(zhì)子，限制了該預(yù)處理技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，餐廚垃圾的酸發(fā)酵處理因成為一種綠色可持續(xù)的處理方式被廣泛推廣。據(jù)報(bào)道，餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液的pH值可降低至3以下，這為用于調(diào)節(jié)污泥pH提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高污泥、餐廚垃圾等易腐有機(jī)廢棄物的厭氧消化效率，本發(fā)明提供了一種基于污泥等電點(diǎn)利用餐廚垃圾酸發(fā)酵強(qiáng)化厭氧共消化的方法。該方法基于等電點(diǎn)預(yù)處理能強(qiáng)化污泥有機(jī)質(zhì)厭氧生物轉(zhuǎn)化效率，利用餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液提供外源氫質(zhì)子去除污泥中重金屬，在強(qiáng)化污泥資源化的同時(shí)，有效處置了餐廚垃圾。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種基于污泥等電點(diǎn)利用餐廚垃圾酸發(fā)酵強(qiáng)化厭氧共消化的方法，其包括如下步驟：

(1)、將餐廚垃圾進(jìn)行中溫或高溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸1-8天，得到餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液；

(2)、濃縮富集餐廚垃圾發(fā)酵產(chǎn)酸液使其pH＜3，分別收集發(fā)酵產(chǎn)酸上清液和發(fā)酵殘?jiān)?/p>

(3)、用發(fā)酵產(chǎn)酸上清液調(diào)理污泥的pH值至污泥等電點(diǎn)，并同時(shí)進(jìn)行攪拌；

(4)、將步驟(3)中調(diào)理后的污泥進(jìn)行固液分離，分別收集第一上清液和污泥沉積物；

(5)、使用堿液調(diào)節(jié)步驟(4)中的第一上清液至pH值為4.0-11.0，根據(jù)金屬氫氧化物溶度積進(jìn)行離心處理，分別收集第二上清液和金屬沉積物；