申請(qǐng)日2014.01.14
公開(kāi)(公告)日2014.04.09
IPC分類(lèi)號(hào)C02F11/02
摘要
含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，它涉及一種含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有含油剩余污泥厭氧消化技術(shù)存在的產(chǎn)甲烷量不高、SCOD去除有限的問(wèn)題。本發(fā)明的步驟如下：一、含油剩余污泥沉淀處理：將含油剩余污泥靜止沉淀后，去除上清液，得到含油剩余污泥沉淀;二、含油剩余污泥沉淀的超聲處理：將步驟一得到的含油剩余污泥沉淀放在反應(yīng)容器中，對(duì)含油剩余污泥沉淀進(jìn)行超聲處理;三、超聲后含油剩余污泥的產(chǎn)甲烷處理：將步驟二得到的超聲后的含油剩余污泥置于空氣浴搖床內(nèi)，在反應(yīng)容器內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度為0.3mg/L～0.5mg/L的條件下反應(yīng)168h～240h，即完成含油剩余污泥的產(chǎn)甲烷處理。本發(fā)明應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
權(quán)利要求書(shū)
1.含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，是按以下步 驟實(shí)現(xiàn)的：
一、含油剩余污泥沉淀處理：將含油剩余污泥在3～5℃條件下靜止沉淀20h～24h，去除 上清液，得到含油剩余污泥沉淀;
二、含油剩余污泥沉淀的超聲處理：將步驟一得到的含油剩余污泥沉淀放在反應(yīng)容器 中，在超聲波頻率為20kHz～40kHz和超聲聲能密度為0.5W/mL～1.0W/mL的條件下，對(duì) 含油剩余污泥沉淀超聲處理8min～15min，得到超聲后的含油剩余污泥;
其中所述的含油剩余污泥沉淀與反應(yīng)容器的體積比為1:(3～5);
三、超聲后含油剩余污泥的產(chǎn)甲烷處理：將步驟二得到的含有超聲后的含油剩余污泥 的反應(yīng)容器置于空氣浴搖床內(nèi)，在溫度為30℃～37℃、搖床轉(zhuǎn)速為160r/min～250r/min和反 應(yīng)容器內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度為0.3mg/L～0.5mg/L的條件下反應(yīng)168h～240h，即完成含油剩余污 泥的產(chǎn)甲烷處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于步驟一中所述的含 油剩余污泥的來(lái)自于煉油廠污水處理工藝的二沉池、聯(lián)合站污水處理曝氣池或煉油廠油泥 池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，步驟一中所述的 靜止沉淀的時(shí)間為22h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于步驟二中所述的超 聲波頻率為30kHz，超聲聲能密度為0.8W/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于步驟三中所述的反 應(yīng)容器內(nèi)的溶解氧質(zhì)量濃度為0.35mg/L～0.45mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于步驟三中所述的反 應(yīng)容器內(nèi)的溶解氧質(zhì)量濃度為0.4mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于步驟三中所述的溫 度為32℃～35℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，步驟三中所述的反應(yīng)時(shí)間為 192h～196h。
說(shuō)明書(shū)
含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法。
背景技術(shù)
作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展支撐基礎(chǔ)的石油，在開(kāi)采和加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含油廢水，而 此類(lèi)廢水在處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的“三泥”即“油泥、浮渣和剩余污泥”。其中“剩余污泥”產(chǎn)生 量最大，且含有石油烴類(lèi)、酚類(lèi)等有毒有害物質(zhì)，若不妥善處理將會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重 危害。
現(xiàn)有含油剩余污泥的處理方法大都采用焚燒和填埋法。焚燒主要是將含油剩余污泥在 高溫下灼燒，以去除多種有害物質(zhì)，殺死一切病原體，最大程度上減少污泥的體積和重量。 該法雖污泥處理速度快、無(wú)需長(zhǎng)距離運(yùn)輸可就地焚燒、同時(shí)可以回收能量用于發(fā)電和供熱， 但耗資巨大、設(shè)備復(fù)雜、對(duì)操作人員的素質(zhì)和技術(shù)水平要求比較高。填埋法主要是將含油 剩余污泥進(jìn)行衛(wèi)生填埋，雖處理成本較低，但需大量占用土地、如管理不當(dāng)容易污染地下 水及周?chē)諝狻?/P>
與之相比，污泥的厭氧消化，即厭氧產(chǎn)甲烷，作為一種低能耗、資源化的污泥穩(wěn)定化 處理技術(shù)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了較多的關(guān)注和工程實(shí)際應(yīng)用。然而，目前關(guān)于含油剩余 污泥厭氧消化的報(bào)道較少，且大都存在產(chǎn)氣量不高，SCOD(溶解性化學(xué)需氧量)去除有限 的弊端。因此，若能在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出一種高效的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷方法， 將會(huì)對(duì)含油剩余污泥資源化的研究起到積極的推動(dòng)作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有含油剩余污泥厭氧消化技術(shù)存在的產(chǎn)甲烷量不高、 SCOD去除有限的問(wèn)題，提供含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法。
本發(fā)明含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，是按以下步驟實(shí)現(xiàn)的：
一、含油剩余污泥沉淀處理：將含油剩余污泥在3～5℃條件下靜止沉淀20h～24h，去 除上清液，得到含油剩余污泥沉淀;
二、含油剩余污泥沉淀的超聲處理：將步驟一得到的含油剩余污泥沉淀放在反應(yīng)容器 中，在超聲波頻率為20kHz～40kHz和超聲聲能密度為0.5W/mL～1.0W/mL的條件下， 對(duì)含油污泥沉淀超聲處理8min～15min，得到超聲后的含油剩余污泥;
其中所述的含油剩余污泥沉淀與反應(yīng)容器的體積比為1:(3～5);
三、超聲后含油剩余污泥的產(chǎn)甲烷處理：將步驟二得到的含有超聲后的含油剩余污泥 的反應(yīng)容器置于空氣浴搖床內(nèi)，在溫度為30℃～37℃、搖床轉(zhuǎn)速為160r/min～250r/min和 反應(yīng)容器內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度為0.3mg/L～0.5mg/L的條件下反應(yīng)168h～240h，即完成含油剩 余污泥的產(chǎn)甲烷處理。
本發(fā)明的原理是：通過(guò)超聲的作用破壞剩余污泥沉淀中微生物的細(xì)胞壁，同時(shí)增加污 泥沉淀中石油類(lèi)物質(zhì)的溶解;之后在微氧條件下，含油剩余污泥中的石油類(lèi)物質(zhì)被兼性石 油類(lèi)降解微生物轉(zhuǎn)化為非烴類(lèi)有機(jī)物，同時(shí)污泥中的發(fā)酵類(lèi)微生物將這些非烴類(lèi)有機(jī)物以 及剩余污泥中微生物的溶出物轉(zhuǎn)化為短鏈脂肪酸、醇，最后短鏈脂肪酸、醇被污泥中的產(chǎn) 甲烷類(lèi)微生物轉(zhuǎn)化為甲烷。
現(xiàn)有含油剩余污泥產(chǎn)甲烷大都是在厭氧環(huán)境下進(jìn)行的，而本發(fā)明含油剩余污泥產(chǎn)甲烷 的方法，是在微氧環(huán)境下進(jìn)行的，即超聲處理后，控制微氧條件，含油剩余污泥中的石油 類(lèi)物質(zhì)被兼性石油類(lèi)降解微生物轉(zhuǎn)化為非烴類(lèi)有機(jī)物，同時(shí)污泥中的發(fā)酵類(lèi)微生物將這 些非烴類(lèi)有機(jī)物以及剩余污泥中微生物的溶出物轉(zhuǎn)化為短鏈脂肪酸、醇，最后短鏈脂肪酸、 醇被污泥中的產(chǎn)甲烷類(lèi)微生物轉(zhuǎn)化為甲烷。本發(fā)明不僅有效避免了石油類(lèi)物質(zhì)對(duì)發(fā)酵類(lèi)和 產(chǎn)甲烷類(lèi)微生物的毒害作用，同時(shí)將石油類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)甲烷的底物，使得產(chǎn)氣量大大提 高，SCOD去除效果明顯改善，本發(fā)明是一種經(jīng)濟(jì)、高效的含油剩余污泥產(chǎn)甲烷方法。
本發(fā)明的有益效果：
1、與現(xiàn)有處理含油剩余污泥的方法相比，本發(fā)明含油剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法的處理 效率高，SCOD去除率可達(dá)80%以上，石油烴去除率可達(dá)50%以上，且去除的SCOD及 石油烴大都轉(zhuǎn)化為甲烷;
2、本發(fā)明的費(fèi)用低，反應(yīng)只需微氧(DO為0.3mg/L～0.5mg/L)條件，與現(xiàn)有處理 含油剩余污泥的方法相比，運(yùn)行、操作成本較低;
3、與現(xiàn)有處理含有剩余污泥的方法相比，本發(fā)明污泥處理效果較好，產(chǎn)甲烷氣體的 量可達(dá)88.7mL/g～96.2mL/g。
