公布日：2023.03.03
申請日：2022.12.08
分類號：C12P7/40(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C01B32/05(2017.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，涉及固廢處理技術(shù)領(lǐng)域。方法包括以下步驟：在進(jìn)行厭氧發(fā)酵前，向剩余污泥中投加生物炭和過一硫酸鹽進(jìn)行預(yù)處理。本發(fā)明利用生物炭活化過一硫酸鹽產(chǎn)生的SO4·-、·OH和1O2等一系列的活性氧自由基對污泥細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，使其釋放大量的有機(jī)物，提高水解階段的速率，強(qiáng)化產(chǎn)酸微生物的代謝，從而促進(jìn)高質(zhì)可回收短鏈脂肪酸的生成。實(shí)現(xiàn)剩余污泥的減量化、穩(wěn)定化和資源化，不僅能夠以廢治廢，還不會(huì)引入新的污染物質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有成本低、厭氧消化時(shí)間短、無二次污染、實(shí)施容易等優(yōu)點(diǎn)。解決了剩余污泥處理量大、危害高、資源化難等問題。
權(quán)利要求書
1.一種促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，包括以下步驟：在進(jìn)行厭氧發(fā)酵前，向剩余污泥中投加生物炭和過一硫酸鹽進(jìn)行預(yù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，所述生物炭為以剩余污泥為生物質(zhì)材料制備的生物炭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，所述生物炭的制備方法包括以下步驟：將剩余污泥烘干后進(jìn)行熱解處理，之后研磨過篩得到所述生物炭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，所述烘干具體為：60-105℃烘干2-12h；所述熱解處理具體為：惰性氣氛下，500-600℃熱解處理3-5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，所述過一硫酸鹽為過一硫酸鉀或過一硫酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，所述生物炭的投加量為0.1-0.5g/gVSS；所述過一硫酸鹽的投加量為0.2-1g/gVSS。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，其特征在于，所述預(yù)處理的時(shí)間為30-120min。
8.一種縮短剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸過程中消化時(shí)間的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法。
9.一種提高剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸過程中短鏈脂肪酸的積累量的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高污泥厭氧消化效率，縮短消化時(shí)間，并提高短鏈脂肪酸的積累量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
本發(fā)明技術(shù)方案之一，一種促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法，包括以下步驟：
在進(jìn)行厭氧發(fā)酵前，向剩余污泥中投加生物炭和過一硫酸鹽進(jìn)行預(yù)處理。
進(jìn)一步地，所述生物炭為以剩余污泥為生物質(zhì)材料制備的生物炭。
進(jìn)一步地，所述生物炭的制備方法包括以下步驟：
將剩余污泥烘干后進(jìn)行熱解處理，之后研磨過篩得到所述生物炭。
進(jìn)一步地，所述烘干具體為：60-105℃烘干2-12h；所述熱解處理具體為：惰性氣氛下，500-600℃熱解處理3-5h。
進(jìn)一步地，所述過一硫酸鹽為過一硫酸鉀或過一硫酸鈉。
進(jìn)一步地，所述生物炭的投加量為0.1-0.5g/gVSS(可揮發(fā)性懸浮物)；所述過一硫酸鹽的投加量為0.2-1g/gVSS。
進(jìn)一步地，所述預(yù)處理的時(shí)間為30-120min。
本發(fā)明技術(shù)方案之二，一種縮短剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸過程中消化時(shí)間的方法，采用上述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法。
本發(fā)明技術(shù)方案之三，一種提高剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸過程中短鏈脂肪酸的積累量的方法，采用上述的促進(jìn)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸的方法。
本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：
(1)本發(fā)明方法簡單，操作方便，較易實(shí)施，具有成本低、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)。
(2)利用本發(fā)明方法，消化污泥中的難生物降解有機(jī)污染物可通過污泥基生物炭活化過硫酸鹽的化學(xué)氧化作用得到去除，利于提高污泥無害化水平。
(3)本發(fā)明方法提高了污泥厭氧消化效率，縮短了消化時(shí)間，并提高了短鏈脂肪酸的積累量。
(4)本發(fā)明無需采用多步共同沉淀或浸漬燒結(jié)等傳統(tǒng)方式，也不需要額外采用載體負(fù)載過渡金屬，只需將污泥熱解即可獲得對過一硫酸鹽活化效果好的污泥基生物炭。
(5)本發(fā)明利用生物炭活化過一硫酸鹽產(chǎn)生的SO4·-、·OH和1O2等一系列的活性氧自由基對污泥細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，使其釋放大量的有機(jī)物，提高水解階段的速率，強(qiáng)化產(chǎn)酸微生物的代謝，從而促進(jìn)高質(zhì)可回收短鏈脂肪酸的生成。實(shí)現(xiàn)剩余污泥的減量化、穩(wěn)定化和資源化，不僅能夠以廢治廢，還不會(huì)引入新的污染物質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有成本低、厭氧消化時(shí)間短、無二次污染、實(shí)施容易等優(yōu)點(diǎn)。解決了剩余污泥處理量大、危害高、資源化難等問題。
（發(fā)明人：宋立杰;邰俊;歐陽創(chuàng);周永泉;王川;夏旻;劉惠）
