申請日2015.06.11
公開(公告)日2015.09.30
IPC分類號(hào)C02F11/00; C02F11/04; C02F11/06
摘要
本發(fā)明涉及一種物化聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸的方法，屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法首次利用超聲/Fenton聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸。首先將污泥經(jīng)超聲預(yù)處理，再進(jìn)行Fenton預(yù)處理，得到聯(lián)合預(yù)處理后的污泥;將聯(lián)合預(yù)處理后的污泥送入?yún)捬跸磻?yīng)器中進(jìn)行發(fā)酵。本發(fā)明針對傳統(tǒng)污泥厭氧消化中存在的不足，通過超聲/Fenton聯(lián)合預(yù)處理剩余污泥，提高污泥可生化性，促進(jìn)厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸反應(yīng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)城市污水處理廠污泥的減量化、資源化。
權(quán)利要求書
1.一種物化聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸的方法，其特征在于包括如下 步驟：將污泥先經(jīng)超聲預(yù)處理，再進(jìn)行Fenton預(yù)處理，得到聯(lián)合預(yù)處理后的污泥;將聯(lián) 合預(yù)處理后的污泥送入?yún)捬跸磻?yīng)器中進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：包括污泥預(yù)處理：將污泥在2-5℃下重力沉 降20-25小時(shí)，去除上清液后，經(jīng)1.0mm篩子過濾，取篩下物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的超聲預(yù)處理是：超聲預(yù)處理在頻率20 -100kHz，能量密度0.2-0.6kW/L下預(yù)處理5-15分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述的超聲預(yù)處理是：超聲預(yù)處理在頻率40 kHz，能量密度0.4kW/L下預(yù)處理10分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的Fenton預(yù)處理是：將超聲預(yù)處理后的 污泥置于帶有磁力攪拌器的容器中，先用濃硫酸調(diào)節(jié)pH為2.5-3.5，然后于每升污泥中 投加FeSO4·7H2O試劑，使Fe2+濃度為0.02-0.06g，最后于每升污泥中投加濃度30%雙 氧水10-15g，反應(yīng)80-100分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述的Fenton預(yù)處理是：將超聲預(yù)處理后的 污泥于帶有磁力攪拌器的容器中，先用濃硫酸調(diào)節(jié)pH為3.0，然后于每升污泥投加 FeSO4·7H2O試劑，使Fe2+濃度為0.04g，最后在每升污泥中投加濃度30%雙氧水10g， 反應(yīng)90分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：將聯(lián)合預(yù)處理后的污泥送入?yún)捬跸磻?yīng)器 中，曝氮?dú)馊コ磻?yīng)器中的氧氣，于30-40℃下，發(fā)酵10-20天。
說明書
一種物化聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種物化聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸的方法，屬于固體 廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近年來由于城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程加快，使得越來越多的污水進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠，導(dǎo)致大量剩 余污泥產(chǎn)生。目前，污泥處理處置運(yùn)行成本已占污水處理廠50%以上，這正成為一個(gè)亟待解決 的問題。剩余污泥中含有大量的無毒有機(jī)物，這是重要的回收資源。然而，由于污泥自身水解 發(fā)酵階段需要較長時(shí)間，并且效率低下，這正成為污泥厭氧發(fā)酵的限速步驟。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種物化聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸的方法， 針對傳統(tǒng)污泥厭氧消化中存在的不足，通過超聲/Fenton聯(lián)合預(yù)處理剩余污泥，提高污泥可 生化性，促進(jìn)厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸反應(yīng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)城市污水處理廠污泥的減量化、資源 化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種物化聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧 發(fā)酵產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸的方法，包括如下步驟：將污泥先經(jīng)超聲預(yù)處理，再進(jìn)行Fenton預(yù)處 理，得到聯(lián)合預(yù)處理后的污泥;將聯(lián)合預(yù)處理后的污泥送入?yún)捬跸磻?yīng)器中進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn) 酸。
上述的方法，包括污泥預(yù)處理：將污泥在2-5℃下重力沉降20-25小時(shí)，去除上清液 后，經(jīng)1.0mm篩子過濾，取篩下物。
上述的方法，所述的超聲預(yù)處理是：超聲預(yù)處理在頻率20-100kHz，能量密度0.2-0.6 kW/L下預(yù)處理5-15分鐘。優(yōu)選的，超聲預(yù)處理在頻率40kHz，能量密度0.4kW/L下預(yù)處 理10分鐘。
上述的方法，所述的Fenton預(yù)處理是：將超聲預(yù)處理后的污泥置于帶有磁力攪拌器的 容器中，先用濃硫酸調(diào)節(jié)pH為2.5-3.5，然后在每升污泥中投加FeSO4·7H2O試劑，使Fe2+濃度為0.02-0.06g/L，最后在每升污泥中投加濃度30%雙氧水10-15g，反應(yīng)80-100分鐘。 優(yōu)選的，將超聲預(yù)處理后的污泥置于帶有磁力攪拌器的容器中，先用濃硫酸調(diào)節(jié)pH為 3.0，然后在每升污泥投加FeSO4·7H2O試劑使Fe2+濃度為0.04g/L，最后在每升污泥中投加 濃度30%雙氧水10g，反應(yīng)90分鐘。
上述的方法，將聯(lián)合預(yù)處理后的污泥送入?yún)捬跸磻?yīng)器中，曝氮?dú)馊コ磻?yīng)器中的氧 氣，于30-40℃下發(fā)酵10-20天。
本發(fā)明，首先，采用超聲預(yù)處理，破解污泥絮體和微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使胞內(nèi)有機(jī)物釋放到 液相中。同時(shí)，超聲過程中產(chǎn)生的羥基自由基·OH也有利于污泥分解。
其次，采用Fenton預(yù)處理，在預(yù)處理過程中，二價(jià)鐵離子(Fe2+)催化雙氧水H2O2分 解，加速羥基自由基的產(chǎn)生。羥基自由基是一個(gè)非常強(qiáng)的非定向選擇的氧化物基團(tuán)。羥基自由 基可輕易穿過細(xì)胞膜使胞內(nèi)有機(jī)物釋放到液相。與此同時(shí)，它也可以氧化難生物降解物質(zhì)為可 生物降解物質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明首次利用超聲/Fenton聯(lián)合預(yù)處理強(qiáng)化剩余污泥厭氧發(fā)酵 產(chǎn)短鏈揮發(fā)酸。結(jié)果表明，超聲/Fenton聯(lián)合預(yù)處理后的污泥破解率DDSCOD為15.4%，而單 獨(dú)超聲和單獨(dú)Fenton預(yù)處理分別只有9.97%和3.18%。聯(lián)合預(yù)處理后的污泥最大揮發(fā)酸積累 量為4594mgCOD/L，而單獨(dú)超聲處理為3485mgCOD/L，單獨(dú)Fenton處理為2700 mgCOD/L。本發(fā)明的方法對提高污泥水解和后續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)酸有協(xié)同作用。該方法為 實(shí)現(xiàn)剩余污泥資源化、減量化和無害化，提供了一種新的途徑。
