申請(qǐng)日2015.09.11
公開(公告)日2015.12.09
IPC分類號(hào)C02F11/00
摘要
本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其步驟為先將高含固污泥進(jìn)行超聲波預(yù)處理，對(duì)污泥絮體中的有機(jī)物進(jìn)行溶出，再通過(guò)熱預(yù)處理，進(jìn)一步提高污泥厭氧發(fā)酵過(guò)程中相應(yīng)微生物的活性，從而促進(jìn)厭氧發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)物的水解和揮發(fā)酸的積累。本發(fā)明結(jié)合超聲預(yù)處理和熱預(yù)處理方法對(duì)低溫條件下的高含固污泥進(jìn)行預(yù)處理，加快了污泥中的有機(jī)物的溶出，提高了微生物的活性，從而促進(jìn)厭氧發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)物的水解和揮發(fā)酸的積累，促進(jìn)了厭氧消化過(guò)程的進(jìn)行;工藝技術(shù)通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)成本低，效率高，能有效促進(jìn)污泥的厭氧消化，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，適用于高含固及低溫條件下的污泥。
權(quán)利要求書
1.一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其特征在具體步驟如下：
(1)將高含固污泥進(jìn)行超聲波預(yù)處理，對(duì)污泥絮體中的有機(jī)物進(jìn)行溶出，所述的超聲波預(yù)處理頻率為20kHz，超聲輻射功率為1000-3000w，輻射時(shí)間為1-30min;最優(yōu)能量密度為1000kJ/kgTSS;
(2)將步驟(1)所得產(chǎn)物通過(guò)熱預(yù)處理，進(jìn)一步提高污泥厭氧發(fā)酵過(guò)程中相應(yīng)微生物的活性，以促進(jìn)厭氧發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)物的水解和揮發(fā)酸的積累;所述的熱預(yù)處理的溫度為50-90℃，預(yù)處理時(shí)間為7-12h;
(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物進(jìn)行厭氧消化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其特征在于：所述的高含固污泥為污水處理廠中的初沉污泥和剩余污泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其特征在于：所述的高含固污泥含固率為19-23%(w/w)，有機(jī)質(zhì)占干固體比例(VS/TS)為50-60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其特征在于：步驟(1)中經(jīng)過(guò)超聲預(yù)處理后的高含固污泥的pH值為7.0-12.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其特征在于：步驟(3)中所述的厭氧消化過(guò)程中污泥停留時(shí)間為30-60d。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，其特征在于：步驟(3)中所述的污泥厭氧消化過(guò)程溫度為20-45℃。
說(shuō)明書
一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法。
背景技術(shù)
我國(guó)興建了大量污水處理廠，截至2009年，全國(guó)已建有城鎮(zhèn)污水處理廠1792座，處理能力達(dá)9904萬(wàn)m3/d，平均運(yùn)行負(fù)荷率為81.27%。在這些污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行對(duì)城市污染負(fù)荷的削減起到了重要作用的同時(shí)，污水處理過(guò)程中副產(chǎn)物城市污泥量也日益增加。目前，全國(guó)年產(chǎn)濕污泥已近3000萬(wàn)噸(含水率80%)，污泥處理處置的中心已從簡(jiǎn)單的填埋轉(zhuǎn)向?yàn)橘Y源化為主的土地利用。而在污泥進(jìn)行土地利用前需要對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理，回收污泥中含有的大量的生物質(zhì)能，厭氧發(fā)酵是污泥穩(wěn)定化的重要措施之一，不僅過(guò)程所需能量較低，還可回收污泥中生物質(zhì)能，是一種非常有應(yīng)用前景的污泥資源化技術(shù)。
決定污泥生物質(zhì)能回收的重要影響因素之一是污泥的有機(jī)質(zhì)含量，國(guó)外污泥屬于高有機(jī)質(zhì)污泥，含量一般為70%-84%，應(yīng)用厭氧發(fā)酵回收生物質(zhì)能可取得好的效果并進(jìn)行推廣應(yīng)用。而我國(guó)污泥有機(jī)質(zhì)含量均比較低，同時(shí)北方地區(qū)的污泥還長(zhǎng)期處于低溫條件下，常出現(xiàn)啟動(dòng)困難，產(chǎn)氣量少，且產(chǎn)氣不穩(wěn)定，限制了污泥厭氧發(fā)酵技術(shù)在我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用。通過(guò)改善污泥理化性能可以將大量胞內(nèi)有機(jī)物釋放，有利于進(jìn)一步污泥生物質(zhì)能回收。
現(xiàn)有的污泥預(yù)處理方法多針對(duì)污泥的有機(jī)質(zhì)含量及濃度進(jìn)行處理處置，而對(duì)低溫條件下的高含固污泥的處理效果尚未明確，其工藝參數(shù)也尚未得到優(yōu)化。
發(fā)明內(nèi)容
為了提高污泥厭氧消化效能，本發(fā)明提供了一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，該方法通過(guò)提高污泥中有機(jī)物的溶出效率和微生物的活性，從而促進(jìn)污泥的厭氧發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行，提高污泥的資源化利用。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
一種用于低溫條件下的高含固污泥厭氧消化預(yù)處理方法，具體步驟如下：
(1)將高含固污泥進(jìn)行超聲波預(yù)處理，對(duì)污泥絮體中的有機(jī)物進(jìn)行溶出，所述的超聲波預(yù)處理頻率為20kHz，超聲輻射功率為1000-3000w，輻射時(shí)間為1-30min;最優(yōu)能量密度為1000kJ/kgTSS;
(2)將步驟(1)所得產(chǎn)物通過(guò)熱預(yù)處理，進(jìn)一步提高污泥厭氧發(fā)酵過(guò)程中相應(yīng)微生物的活性，以促進(jìn)厭氧發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)物的水解和揮發(fā)酸的積累;所述的熱預(yù)處理的溫度為50-90℃，預(yù)處理時(shí)間為7-12h;
(3)將步驟(2)所得產(chǎn)物進(jìn)行厭氧消化。
本發(fā)明中，所述的高含固污泥為污水處理廠中的初沉污泥和剩余污泥。
本發(fā)明中，所述的高含固污泥含固率為19-23%(w/w)，有機(jī)質(zhì)占干固體比例(VS/TS)為50-60%。
本發(fā)明中，步驟(1)中經(jīng)過(guò)超聲預(yù)處理后的高含固污泥的pH值為7.0-12.0。
本發(fā)明中，步驟(3)中所述的厭氧消化過(guò)程中污泥停留時(shí)間為30-60d。
本發(fā)明中，步驟(3)中所述的污泥厭氧消化過(guò)程溫度為20-45℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明結(jié)合超聲預(yù)處理和熱預(yù)處理方法對(duì)低溫條件下的高含固污泥進(jìn)行預(yù)處理，加快了污泥中的有機(jī)物的溶出，提高了微生物的活性，從而促進(jìn)厭氧發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)物的水解和揮發(fā)酸的積累，促進(jìn)了厭氧消化過(guò)程的進(jìn)行。
本發(fā)明通過(guò)超聲技術(shù)對(duì)高含固污泥進(jìn)行預(yù)處理，有效提高了污泥中有機(jī)物的溶出，及污泥絮體的破碎，有助于污泥厭氧消化過(guò)程的進(jìn)行。
本發(fā)明通過(guò)熱預(yù)處理方法對(duì)高含固污泥進(jìn)行預(yù)處理，有效提高了污泥中微生物的活性，促進(jìn)了厭氧發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)物的水解和揮發(fā)酸的積累，從而促進(jìn)污泥厭氧消化過(guò)程的進(jìn)行。
本發(fā)明技術(shù)通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)成本低，效率高，能有效促進(jìn)污泥的厭氧消化，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，適用于高含固及低溫條件下的污泥。
