申請日2015.09.10

　　公開(公告)日2015.12.09

　　IPC分類號C12P7/54; C12P7/40; C12P7/52

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種剩余污泥蒸汽爆破預(yù)處理后厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法，包含蒸汽爆破預(yù)處理和接種發(fā)酵兩個步驟：將剩余污泥經(jīng)脫水處理后放入汽爆機，密封汽爆機閥門后往汽爆機通入飽和水蒸氣，快速卸去汽爆機閥門實現(xiàn)污泥的瞬間減壓釋放并回收污泥�；厥瘴勰嗉铀�進行混合后，加入接種物并調(diào)節(jié)pH值至堿性，經(jīng)充分攪拌均勻后沖氮去氧10min進行恒溫密封發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物-揮發(fā)性有機酸。本發(fā)明具有成本低、轉(zhuǎn)化率高、減少環(huán)境污染等特點。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種剩余污泥蒸汽爆破預(yù)處理后厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法，包含蒸汽爆破預(yù) 處理和接種發(fā)酵兩個步驟：將剩余污泥經(jīng)脫水處理后放入汽爆機，密封汽爆機 閥門后往汽爆機通入飽和水蒸氣，快速卸去汽爆機閥門實現(xiàn)污泥的瞬間減壓釋 放并回收污泥。回收污泥加水進行混合后，加入接種物并調(diào)節(jié)pH值至堿性， 經(jīng)充分攪拌均勻后沖氮去氧10min進行恒溫密封發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物–揮發(fā)性 有機酸。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述飽和水蒸氣的通氣壓 力保持在0.5～3.0MPa，通氣時間維持在1～10min。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述剩余污泥為含固率為 10%-50%的脫水剩余污泥。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述接種物為厭氧發(fā)酵產(chǎn) 酸污泥，接種比例為回收污泥質(zhì)量的10%～20%。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述發(fā)酵污泥含固率為3% ～8%，發(fā)酵pH值為9～11，發(fā)酵溫度為25-40℃，發(fā)酵時間為2～20天。

　　說明書

　　一種剩余污泥蒸汽爆破預(yù)處理后厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種處理剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法，屬于固體有機廢棄物 資源化領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用蒸汽爆破技術(shù)預(yù)處理剩余污泥厭 氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法。

　　背景技術(shù)

　　城市污水處理廠在處理污水的同時也伴隨著大量的剩余污泥產(chǎn)生。截至 2013年底，我國的剩余污泥產(chǎn)量已達3000萬噸(按含水率80%計)。剩余污泥 中含有大量的有機質(zhì)、病原體和持久性有機物等污染物，如不妥善處理將對環(huán) 境造成嚴重污染。剩余污泥的厭氧發(fā)酵過程中大量的有機物能夠被降解并轉(zhuǎn)化 成乙酸、丙酸、丁酸、異戊酸等在內(nèi)的短鏈脂肪酸。這是一種重要的中間產(chǎn)物， 應(yīng)用范圍廣泛，不僅是合成涂料和化妝品的原料，并且能夠為污水中脫氮除磷 微生物提供必不可少的有機碳源。剩余污泥的厭氧發(fā)酵主要分為三個階段，即 水解階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。剩余污泥的水解階段速率緩慢，是剩余污 泥發(fā)酵產(chǎn)酸的主要限速階段。

　　目前國內(nèi)外研究學(xué)者采用不同的污泥處理手段來促進剩余污泥的水解階 段，從而提高脂肪酸的產(chǎn)量，主要為化學(xué)處理法(酸性預(yù)處理、堿性預(yù)處理、 添加還原劑或氧化劑、電化學(xué)預(yù)處理等)物理處理法(超聲波預(yù)處理等)，這些 方法都存在或多或少的缺陷，如能耗大，污染大、易腐蝕或造成二次污染等。 因此，采用低能耗、高效的蒸汽爆破預(yù)處理剩余污泥發(fā)酵產(chǎn)脂肪酸是一種更加 低碳環(huán)保的方法。蒸汽爆破技術(shù)現(xiàn)多用于木質(zhì)纖維素等固體物料的處理，而采 用蒸汽爆破技術(shù)處理高濃度剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸，在以往的文獻中還沒有報 道。有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的 預(yù)處理剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種剩余污泥蒸汽爆破預(yù)處理 后厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　一種剩余污泥蒸汽爆破預(yù)處理后厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法，包含蒸汽爆破預(yù)處 理和接種發(fā)酵兩個步驟：將剩余污泥經(jīng)脫水處理后放入汽爆機，密封汽爆機閥 門后往汽爆機通入飽和水蒸氣，快速卸去汽爆機閥門實現(xiàn)污泥的瞬間減壓釋放 并回收污泥�；厥瘴勰嗉铀�進行混合后，加入接種物并調(diào)節(jié)pH值至堿性，經(jīng)充 分攪拌均勻后沖氮去氧10min進行恒溫密封發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物–揮發(fā)性有機 酸。

　　進一步的，所述飽和水蒸氣的通氣壓力保持在0.5～3.0MPa，通氣時間維持 在1～10min。

　　進一步的，所述剩余污泥為含固率為10%-50%的脫水剩余污泥。

　　進一步的，所述接種物為厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸污泥，接種比例為回收污泥質(zhì)量的 10%～20%。

　　進一步的，所述發(fā)酵污泥含固率為3%～8%，發(fā)酵pH值為9～11，發(fā)酵溫度為 25-40℃，發(fā)酵時間為2～20天。

　　借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

　　(1)本發(fā)明中，經(jīng)汽爆處理保壓時間一般小于20min。相對于傳統(tǒng)熱堿預(yù) 處理發(fā)酵產(chǎn)酸，加熱處理時間大于2小時，因而能顯著降低能耗，節(jié)省能源。

　　(2)本發(fā)明中，應(yīng)用堿性消化技術(shù)，將污泥調(diào)節(jié)至堿性條件，能夠進一步 強化有機質(zhì)的溶出，并且抑制產(chǎn)甲烷菌活性，防止甲烷產(chǎn)生，使得脂肪酸得到 累積。

　　(3)本發(fā)明中，脫水污泥經(jīng)汽爆處理時，能夠在高溫和高壓下殺滅細菌和 病毒，減少臭味散發(fā)，減少對環(huán)境造成二次污染。

　　(4)本發(fā)明中，所用污水處理廠脫水污泥含固率在10%～50%之間，污泥 平均粒徑較大，經(jīng)過汽爆處理后，能夠明顯降低污泥平均粒徑，減輕后續(xù)污泥 處理設(shè)施的負擔(dān)。

　　上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù) 手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附 圖詳細說明如后。