公布日：2023.01.13

申請日：2022.10.10

分類號：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，所述方法包括如下步驟：步驟一、以污水廠的剩余污泥作為發(fā)酵底物，向發(fā)酵底物中投加高鐵酸鉀混合均勻，調(diào)節(jié)pH至9～11，加熱進行預處理；步驟二、接種步驟一預處理后的污泥至厭氧發(fā)酵罐進行厭氧發(fā)酵；步驟三、厭氧發(fā)酵后的污泥經(jīng)過物理化學調(diào)理之后進行脫水，污泥脫水后獲得的濾液可作為碳源進入生物厭氧池強化厭氧發(fā)酵脫氮作用，促進硝態(tài)氮的去除。本發(fā)明利用高鐵酸鉀協(xié)同熱堿的雙重預處理破壞污泥絮凝體，改變污泥結(jié)構(gòu)，增強污泥的有機溶解和水解，釋放細胞有機物，從而加速厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的速率和產(chǎn)量。

權(quán)利要求書

1.一種高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：步驟一、以污水廠的剩余污泥作為發(fā)酵底物，向發(fā)酵底物中投加高鐵酸鉀混合均勻，調(diào)節(jié)pH至9～11，加熱進行預處理；步驟二、接種步驟一預處理后的污泥至厭氧發(fā)酵罐進行厭氧發(fā)酵；步驟三、厭氧發(fā)酵后的污泥經(jīng)過物理化學調(diào)理之后進行脫水，污泥脫水后獲得的濾液可作為碳源進入生物厭氧池強化厭氧發(fā)酵脫氮作用，促進硝態(tài)氮的去除。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述污水廠包括城市污水廠和工業(yè)污水廠。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述剩余污泥的濃度為10000～80000mg/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述高鐵酸鉀的投加量為0.05～0.2g/gTS。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述預處理的溫度為30～50℃，時間為2～10小時。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述厭氧發(fā)酵的溫度為30～50℃，時間為3～8天。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述物理化學調(diào)理的方法為：先投加聚合硫酸鐵進行攪拌30～60分鐘，其有效鐵投加量為絕干泥量的2～5％，隨后投加陽離子聚丙烯酰胺進行攪拌30～60分鐘，其投加量為絕干泥量的0.05～0.2％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述脫水的壓力為1.6～2.0MPa，時間為2500～5500秒。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，促進污泥厭氧發(fā)酵過程中有機物的生物轉(zhuǎn)化，提高揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量，本發(fā)明提供了一種高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高鐵酸鉀預處理協(xié)同熱堿強化污泥定向酸化做碳源的方法，包括如下步驟：

步驟一、以污水廠的剩余污泥作為發(fā)酵底物，向發(fā)酵底物中投加高鐵酸鉀混合均勻，調(diào)節(jié)pH至9～11，加熱進行預處理，控制剩余污泥的濃度為10000～80000mg/L，高鐵酸鉀的投加量為0.05～0.2g/gTS，預處理的溫度為30～50℃，時間為2～10小時；

步驟二、接種步驟一預處理后的污泥至厭氧發(fā)酵罐進行厭氧發(fā)酵，控制厭氧發(fā)酵的溫度為30～50℃，時間為3～8天；

步驟三、厭氧發(fā)酵后的污泥經(jīng)過物理化學調(diào)理之后進行脫水，污泥脫水后獲得的濾液可作為碳源進入生物厭氧池強化厭氧發(fā)酵脫氮作用，促進硝態(tài)氮的去除。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、高鐵酸鉀在中性或堿性條件下的氧化還原電位為0.72V，具有強氧化性，利用其強氧化性對污泥預處理可促進厭氧消化。結(jié)果表明預處理強化了污泥細胞的破碎和有機物的溶出，為揮發(fā)性脂肪酸的形成提供了大量基底，大幅度提高了脂肪酸的轉(zhuǎn)化。

2、高鐵酸鉀的加入破壞了不飽和共軛化學鍵，降低了有機物的芳香性，增加了污泥細胞的解體和污泥中腐殖質(zhì)和木質(zhì)纖維素等大量難降解有機物的降解，從而為VFSs的生成提供了更多的物質(zhì)，聯(lián)合熱堿處理，可同時增加污泥的溶解，進一步提升有機物的溶出。

3、本發(fā)明利用高鐵酸鉀協(xié)同熱堿的雙重預處理破壞污泥絮凝體，改變污泥結(jié)構(gòu)，增強污泥的有機溶解和水解，釋放細胞有機物，從而加速厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的速率和產(chǎn)量。

4、本發(fā)明可以實現(xiàn)污泥的定向酸化并作為碳源促進污水處理中的脫氮效果，為污泥減量和資源化提供了新的簡便方法。

（發(fā)明人：康旭;李朝林;張偉;孟慶杰;霍國友;張佳寶;王雁梅）