公布日：2023.01.17
申請(qǐng)日：2022.08.30
分類(lèi)號(hào)：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法。本發(fā)明先對(duì)剩余污泥進(jìn)行過(guò)硫酸鹽預(yù)處理后，再進(jìn)行超聲預(yù)處理，然后將反應(yīng)容器密封，放入水浴恒溫振蕩器中培養(yǎng)。超聲可以顯著促進(jìn)過(guò)硫酸鹽的活化，活化后的過(guò)硫酸鹽釋放出過(guò)多的硫酸根自由基和羥基自由基，與超聲能量產(chǎn)生的空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)一起作用于污泥絮體，促進(jìn)了污泥的破解，從而提高了厭氧消化轉(zhuǎn)化效率，提高了甲烷產(chǎn)量。本發(fā)明利用超聲過(guò)硫酸鹽聯(lián)合預(yù)處理處理剩余污泥厭氧消化，提高了厭氧消化效率，大幅度提升了厭氧消化過(guò)程中甲烷的產(chǎn)量，為解決我國(guó)污泥處理處置的難題提供了一種新的思路。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)取剩余污泥進(jìn)行靜置；(2)步驟(1)靜置后的污泥，投入過(guò)硫酸鹽進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行超聲預(yù)處理；(3)按剩余污泥與陰溝底泥6～8:1的接種體積比，在反應(yīng)容器中，加入步驟(2)預(yù)處理后的剩余污泥和陰溝底泥；(4)將反應(yīng)容器密封，放入水浴恒溫振蕩器中培養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，所述剩余污泥取自城市污水處理廠(chǎng)二沉池的混合污泥回流井。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，步驟(1)中，靜置時(shí)間為24～48小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，步驟(2)中，過(guò)硫酸鹽的投加量為1.6～1.9mmol/gVSS，超聲預(yù)處理的時(shí)間為30～50min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，步驟(4)中，向反應(yīng)容器中通入2～3min氮?dú)�，并用橡膠塞密封瓶口，以排除反應(yīng)容器內(nèi)的空氣，保持良好的厭氧環(huán)境。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，步驟(4)中，培養(yǎng)的溫度為35～38℃，培養(yǎng)的時(shí)間為21～30天；水浴恒溫振蕩器的攪拌速度為120～180rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，步驟(4)中，水浴中的水通過(guò)市政自來(lái)水進(jìn)行補(bǔ)充，以防止水浴恒溫振蕩器內(nèi)的水分受蒸發(fā)而減少。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，克服現(xiàn)有厭氧消化技術(shù)中處理效率較低、消化不完全等技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種超聲過(guò)硫酸鹽預(yù)處理提升污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷的方法，包括以下步驟：
(1)從城市污水處理廠(chǎng)二沉池的混合污泥回流井中取剩余污泥，進(jìn)行靜置；
(2)步驟(1)靜置后的污泥，投入過(guò)硫酸鹽進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行超聲預(yù)處理；
(3)按剩余污泥與陰溝底泥6～8:1的接種體積比，在反應(yīng)容器中，加入步驟(2)預(yù)處理后的剩余污泥和陰溝底泥；
(4)將反應(yīng)容器密封，放入水浴恒溫振蕩器中培養(yǎng)。
進(jìn)一步地，步驟(1)中，靜置時(shí)間為24小時(shí)以上，優(yōu)選24～48小時(shí)。
進(jìn)一步地，步驟(2)中，超聲預(yù)處理的時(shí)間為30～50min，過(guò)硫酸鹽的投加量為1.6～1.9mmol/gVSS(VSS表示揮發(fā)性懸浮固體)。
進(jìn)一步地，步驟(4)中，向反應(yīng)容器中通入2～3min氮?dú)�，并用橡膠塞密封瓶口，以排除反應(yīng)容器內(nèi)的空氣，保持良好的厭氧環(huán)境。
進(jìn)一步地，步驟(4)中，培養(yǎng)的溫度為35～38℃，培養(yǎng)的時(shí)間為21天以上，優(yōu)選21～30天；水浴恒溫振蕩器的攪拌速度為120～180rpm；120rpm/min以上的攪拌速度可實(shí)現(xiàn)重復(fù)的攪拌均勻效果，超過(guò)180rpm/min時(shí)會(huì)因?yàn)橛绊懟钚跃漠a(chǎn)甲烷過(guò)程而導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)甲烷的促進(jìn)效果下降。
進(jìn)一步地，步驟(4)中，水浴中的水通過(guò)市政自來(lái)水進(jìn)行補(bǔ)充，以防止水浴恒溫振蕩器內(nèi)的水分受蒸發(fā)而減少。
本發(fā)明利用超聲過(guò)硫酸鹽聯(lián)合預(yù)處理處理剩余污泥厭氧消化，提高了厭氧消化效率，大幅度提升了厭氧消化過(guò)程中甲烷的產(chǎn)量，為解決我國(guó)污泥處理處置的難題提供了一種新的思路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
1)本發(fā)明通過(guò)利用超聲過(guò)硫酸鹽聯(lián)合預(yù)處理技術(shù)，通過(guò)超聲對(duì)過(guò)硫酸鹽進(jìn)行活化，兩種預(yù)處理技術(shù)通過(guò)協(xié)同作用大幅度提升了剩余污泥厭氧消化過(guò)程中甲烷的產(chǎn)量；
2)現(xiàn)有技術(shù)如酸堿法，熱處理法，高級(jí)氧化法以及聯(lián)合處理方法不僅預(yù)處理時(shí)間長(zhǎng)而且操作流程復(fù)雜，更重要的是需要添加大量外源化學(xué)物質(zhì)或者消耗大量能量，從而大幅增加了污泥的處理成本。而本發(fā)明方法處理厭氧消化污泥的效率高，操作簡(jiǎn)單，顯著提升了剩余污泥的處理效率和應(yīng)用前景。
（發(fā)明人：鄒翠華;李博;黃溢芳;周妮;田添賢;喻聰聰）
