[發明專利]一種基于植物絮凝劑的黑水混凝厭氧發酵的方法和系統

在審

• 申請號: 202110319654.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN115124124A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李子富;李卓蓉;王雪梅;程世昆;鄭蕾;周曉琴;張玲玲
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/56;C02F11/04
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王彩霞

一種基于植物絮凝劑的黑水混凝厭氧發酵的方法和系統，包括：在黑水中添加植物絮凝劑，經絮凝、沉淀后，形成混凝沉淀物，混凝沉淀物進行厭氧發酵，產生沼氣、沼渣以及發酵液。所述處理系統包括加藥罐、混凝沉淀池、厭氧反應器和二沉池。其中，黑水進入混凝沉淀單元，添加植物種子作為絮凝劑進行混凝，將大部分COD濃縮在混凝污泥中，經沉淀分離后的濃縮液進入厭氧發酵單元，在中溫厭氧發酵環境中通過有機物的降解生產沼氣，既可以顯著提高沼氣容積產氣率，又可以避免采用其他無機絮凝劑導致的剩余污泥量增加、有害副產物等問題。本發明的處理系統用于對黑水處理，提高了濃縮物的有機物濃度，并改善了C/N比，可以實現黑水的高效處理。

技術領域

本發明屬于生活污水資源化利用技術領域，具體涉及一種基于植物絮凝劑的黑水混凝厭氧發酵系統。

背景技術

生活污水源分離技術是指根據污水產生場所和污染程度，將生活污水分為污染物含量低、潛在水資源豐富的灰水，含水量低且具有較高有機物含量和氮、磷成分的黑水，在產生源頭單獨收集，分別輸送至對應的處理系統，以避免不同水質之間的交叉污染，同時也利于將其中的資源、能源進行單獨的回收利用的技術。

廁所黑水主要由糞便、尿液、廁紙和沖洗水組成。黑水含有生活污水總負荷中主要的有機物和營養物質。研究表明黑水的TS濃度由于沖洗水稀釋一般都小于1％，且C/N比在4.5左右，而利于厭氧發酵產氣的最適C/N比為20～30。黑水具有的C/N比較低，游離氨含量較高的特點，限制了黑水厭氧發酵資源化回收利用的效果。

絮凝劑通過電荷中和、橋接、卷掃與網捕的機制對污水進行絮凝處理，在重力作用下沉淀形成混凝污泥，可以實現碳濃縮的效果。雖然無機絮凝劑在污水沉淀中有廣泛應用，但無機絮凝劑需要較大的使用量、產生大量污泥及金屬離子；而合成有機絮凝劑雖然絮凝速度快、用量少、污泥產量少，但帶有的副產物常常有毒，通過混凝沉淀進行碳濃縮的應用受到了諸多限制。

大量研究表明，植物種子(如辣木種子、玉米等)的成分具有很高的絮凝活性，用于混凝處理后產生的污泥體積較小，不產生有毒有害副產物，具有對人類和環境安全、原料來源豐富、價格低、易于生物降解的特點，應用前景廣闊。

雖然我國對厭氧發酵的研究和應用已經有了一定的發展，但由于污水有機物濃度較低，水解酸化菌和產甲烷菌都對反應條件較為敏感，系統耗能高于產能，目前厭氧發酵在污水處理中的應用仍具有反應效率較低、系統能耗較高的問題，實際應用受到極大的限制。

因此，開發一種高效率、低能耗的處理低C/N比、高氨氮黑水的處理系統是十分必要的。

基于上述背景，提出本發明。

發明內容

本發明的一個目的在于提高黑水厭氧發酵的產氣效率，變廢為寶，同時也凈化了環境。

為實現本發明的目的，采用如下方法。

一種黑水的處理方法，包括：在黑水中添加植物絮凝劑，經絮凝、沉淀后，形成混凝沉淀物，混凝沉淀物進行厭氧發酵，產生沼氣、沼渣以及發酵液。

黑水通過上述方法處理后，不僅提高了污泥減量的效果，產沼氣效率可大大提高。另外，以植物種子作為混凝沉淀單元的絮凝劑，絮凝效果好，產物可降解，不額外產生重金屬。

附圖說明

圖1為本發明的一種黑水的處理系統。

具體實施方式

下面對本申請的黑水的處理方法進一步詳細敘述。并不限定本申請的保護范圍，其保護范圍以權利要求書界定。某些公開的具體細節對各個公開的實施方案提供全面理解。然而，相關領域的技術人員知道，不采用一個或多個這些具體的細節，而采用其他的材料等的情況也可實現實施方案。

除非上下文另有要求，在說明書以及權利要求書中，術語“包括”、“包含”應理解為開放式的、包括的含義，即為“包括，但不限于”。