[發明專利]一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法

有效

• 申請號: 202111002051.4
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113603317B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 李磊;戴曉虎
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/04;C02F11/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

1.一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將高含固污泥進行熱水解預處理，以此對高含固污泥進行傳質改善和有機物強化溶出，其中，所述高含固污泥中總固體質量的含量為15~25wt%，所述高含固污泥中揮發性固體質量占總固體質量的比例為40~65%；

S2：將步驟S1預處理后得到的產物作為底物，進行產酸發酵，產酸過程耦合第一級微生物電解池，構成一級耦合增強模組，其中電解池陽極微生物中水解酸化細菌為優勢微生物，陰極微生物產氫菌為優勢微生物；

S3：將步驟S2發酵產酸后得到的液相與氣相產物再次作為底物，進行厭氧消化產甲烷，產甲烷過程耦合第二級微生物電解池，構成二級耦合增強模組，其中電解池陽極微生物中產氫產乙酸細菌為優勢微生物，陰極微生物中產甲烷菌為優勢微生物，其中，以S2發酵產酸后得到的液相發酵產物作為底物，在第二級微生物電解池的陽極發生反應，以S2發酵產酸后得到的氣相產物作為底物，在第二級微生物電解池的陰極發生反應。

2.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S1、S2、S3中所采用的整個系統為序批式系統，或半連續式/連續式進出料系統。

3.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S1中所述熱水解的條件為：溫度120~200 ℃，壓力0.4~0.7 MPa，時間15~45min，攪拌速度100~200rpm，其中溫度升至設定溫度后開始計時，到達設定時間后停止加熱。

4.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S2和S3中，均以厭氧消化后的穩定化污泥作為接種污泥；

其中接種污泥的總固體質量占接種污泥總質量的比例為2~5%，揮發性固體質量占總固體質量的比例為30~50%，底物與接種污泥中揮發性固體的質量比為0.5~5。

5.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S2和S3中，第一級微生物電解池和第二級微生物電解池的電極材料均為鐵電極、鐵碳電極、石墨電極、玻碳電極中的一種或其中不相同的兩種，第一級微生物電解池和第二級微生物電解池的外加電壓大為0.3~1.5V，其中第一級微生物電解池的外加電壓高于第二級。

6.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S2中，發酵產酸過程的控制條件為：溫度25~55℃，pH 5.0~6.5，停留時間為2~8天。

7.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S2中，所述一級耦合增強模組中，液相發酵產物中揮發性脂肪酸累積產量大于150 mg/g VS，氣相產物中以H₂和CO₂為主，H₂和CO₂相對含量大于80%。

8.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S3中，所述厭氧產甲烷過程的控制條件為：溫度35~45℃，pH 6.5~7.5，停留時間為10~35天。

9.根據權利要求1所述的一種提升高含固污泥厭氧消化性能方法，其特征在于，S3中，所述構成二級耦合增強模組中，累積甲烷產量大于250 mL/g VS。