[發明專利]一種以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統和方法

在審

• 申請號: 202010429767.1
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111453954A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 李佳佳;張克強;杜連柱;翟中葳;楊增軍
• 申請（專利權）人: 農業農村部環境保護科研監測所
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04;C12M1/34;C12M1/107;C12M1/36;C12M1/02;C12M1/00;C02F103/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬云華

1.一種以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：包括菌泥制備系統、菌泥活性保存系統、菌泥批式活化系統和數據監測系統，所述菌泥制備系統用于制備出活性菌泥；所述菌泥活性保存系統包括離心系統和冷藏系統，所述活性菌泥經過所述離心系統離心后變為濃縮菌泥，所述濃縮菌泥儲存于所述冷藏系統內，所述菌泥批式活化系統包括菌泥活性恢復系統和菌泥活性保持系統，冷藏后所述濃縮菌泥倒入所述菌泥活性恢復系統中進行活性恢復，活性恢復后的菌泥再進入所述菌泥活性保持系統中進行活性保持，完成所述濃縮菌泥的活性激活與保持，實現厭氧發酵快速啟動的菌泥制備，所述菌泥制備系統、所述菌泥活性保存系統和所述菌泥批式活化系統分別與所述數據監測系統電連接。

2.根據權利要求1所述的以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：所述菌泥制備系統包括密閉的靜置室和若干個厭氧反應器，所述厭氧反應器與所述靜置室通過抽吸泵連通。

3.根據權利要求2所述的以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：所述離心系統包括離心機，所述靜置室通過抽吸泵與所述離心機連通，所述離心機與所述數據監測系統電連接。

4.根據權利要求1所述的以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：所述冷藏系統包括存儲罐和冷藏室，所述存儲罐中設置有氣體填充袋，離心后的所述濃縮菌泥通過人工采集存放于所述存儲罐中，通過氮氣置換的方式對所述存儲罐進行真空處理并放入冷藏室內冷藏，冷藏過程中存儲罐內菌泥產生的氣體存入所述氣體填充袋中。

5.根據權利要求1所述的以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：所述菌泥活性恢復系統為全混式厭氧反應器。

6.根據權利要求1所述的以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：所述菌泥保持系統為帶攪拌裝置的厭氧反應器，所述菌泥保持系統與所述菌泥活性恢復系統之間通過抽吸泵連通。

7.根據權利要求1所述的以貯存污泥為菌泥的厭氧發酵快速啟動系統，其特征在于：所述數據監測系統包括計算機、溫度傳感器、氣體流量計和甲烷傳感器，所述溫度傳感器、所述氣體流量計和所述甲烷傳感器分別設置于所述菌泥制備系統和所述菌泥批式活化系統上且與所述計算機電連接，所述計算機用于監測和記錄所述菌泥制備系統和所述菌泥批式活化系統的溫度、產氣量和甲烷含量。

8.利用權利要求1～7任意一項所述的厭氧發酵快速啟動系統啟動厭氧發酵器的方法，包括以下步驟：

1)從穩定運行的厭氧反應器取原始活性污泥，密閉放置7～10天、離心獲得濃縮污泥，將濃縮污泥置于冷藏室儲藏獲得濃縮貯存污泥；

2)將所述濃縮貯存污泥、發酵底物和水混合啟動活性恢復期第一批式厭氧發酵反應，所述第一批式厭氧反應的運行溫度與原始活性污泥發酵溫度相同；

3)當所述第一批式厭氧反應的甲烷含量達到50％以上，并且累積甲烷產量達到底物理論甲烷產氣量40％以上時，再次加入與步驟2)中所述濃縮貯存污泥等量的發酵底物后混合，啟動第二次批式厭氧發酵反應；

4)當所述第二批式厭氧發酵反應的甲烷含量達到50％以上，累積甲烷產量達到底物理論甲烷產氣量60％以上時，取活性污泥為種泥；

5)用所述種泥直接啟動活性保持期批式厭氧反應，所述批式厭氧反應的底物和所述種泥的質量比≤3:1，總含固率≤20％。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述原始活性污泥中揮發性固體與總固體含量比＞50％，所述穩定運行的厭氧反應器為：一個水力停留時間內所述厭氧反應器的每日甲烷含量≥50％以上，且日產甲烷量變動幅度≤10％。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述離心的轉速≥5000rpm，所述離心的時間為15～30min；所述原始活性污泥含固率≥5％。

11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述濃縮污泥的保存溫度為4～7℃，所述濃縮污泥的保存時間≤4個月。