一種污泥厭氧消化的改善方法技術

本發明專利技術公開了一種污泥厭氧消化的改善方法，包括如下步驟：在污泥的半連續厭氧消化過程中，在進泥后的一個周期內，當該周期的累積產氣體積量達到該周期總產氣體積量的70~90%時，從消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氫氧化物進行破解處理，若破解處理后的消化液的pH>8，則調節使其pH為7~8后回流入消化罐，若破解處理后的消化液的pH≤8，則直接回流入消化罐。通過本發明專利技術的方法可以增加污泥有機質降解率，提高厭氧消化的沼氣產氣量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于固體廢物處理、處置
，具體涉及ー種污泥厭氧消化的改善方法。
技術介紹
隨著我國城鎮化水平不斷提高，污水處理設施高速發展，污水處理量和處理率都在穩步增加。然而，作為污水處理副產物的剩余污泥也在大量増加。以含水率80%計，全國毎年脫水污泥(指剰余污泥經過初步脫水后形成的含水率為75-85%的污泥)產量已達到3000萬噸。由于污泥含有多種有害物質，可能對生態環境造成危害，必須妥善處理處置，污·泥常用的處置方法包括填埋、堆肥、焚燒、制建材等。由于污泥產生量大，運輸和處理費用高，在污泥處置前，首先要實現減量化，即減少污泥的體積和質量。常用的污泥減量化方法包括濃縮脫水、厭氧消化等。厭氧消化是污水廠實現污泥減量化的重要手段，它不僅可以使污泥中的有機質降解30飛0%，而且產生的沼氣還可以作為清潔能源，從而實現污泥的資源化利用。在美國、歐洲等地，厭氧消化是大多數污水處理廠，尤其是大型污水廠的主要污泥處理設施。在我國，也有數十座污水廠采用了厭氧消化エ藝。然而，由于我國污泥有機質偏低、含砂量高、消化技術積累不足等問題，部分消化設施不能正常運行，部分消化設施有機質降解率和產氣量達不到設計指標。由于污泥產氣和沼氣的回收利用，是影響厭氧消化經濟性的關鍵因素，因此，污泥厭氧消化在我國的應用受到了一定限制。在厭氧消化過程中，對進泥而言，污泥有機質的降解速率是逐漸降低的，即污泥有機質在剛投入消化罐時，由于很多有機質是溶解狀態或易溶出狀態，降級速率最快，產氣效率最高；隨著時間的推移，有機質逐漸消耗，降解速率也開始降低，累積產氣量雖然在增長，但單位時間的產氣量開始降低；隨著大部分溶解性易降解有機物的耗盡，溶解性有機物很少，大部分有機物存留在活性厭氧菌、死亡微生物和厭氧污泥絮體(顆粒)中，由于細胞壁和膠體結構難以破壞降解，這部分有機質難以被其它厭氧微生物利用，產氣也更加緩慢，趨于停止。受制于污泥有機質的降解規律，很多厭氧消化設施的污泥有機質降解率僅有30 35%，沼氣產生量也較低。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的不足，提出，可以增加污泥有機質降解率，提高厭氧消化的沼氣產氣量。本專利技術的技術問題通過以下的技術方案予以解決 ー種污泥厭氧消化的改善方法，包括如下步驟在污泥的半連續厭氧消化過程中，在進泥后的ー個周期內，當該周期的累積產氣體積量達到該周期總產氣體積量的70、0%吋，從消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氫氧化物進行破解處理，若破解處理后的消化液的pH>8，則調節其pH為7 8后回流入消化罐，若破解處理后的消化液的pH ^ 8，則直接回流入消化罐。 對于半連續式污泥厭氧消化，污泥停留時間一般為2(T30天，專利技術人通過研究發現，在進泥后ー個周期內，進泥中有機質的降解和產氣在開始階段效率最高，經過快速產氣階段，產氣量逐漸降低，說明大部分易降解的溶解態有機質已降解完成，因此，在快速產氣階段結束后，當該周期內的累積產氣量約占該周期總產氣量的70、0%時，可以抽取部分消化液進行堿破解處理并回流到消化罐，從而釋放污泥顆粒內部的有機質，使得污泥有機質進ー步降解，沼氣產氣量明顯回升。當可溶性的氫氧化物的用量較低，而消化液抽取比例較高時，處理完成后的消化液PH值有可能在8以下，此時可不必調節pH值直接回流入消化罐，如處理完成后的消化混合液PH值在8以上，需要用酸調節pH在7 8范圍內。優選地，抽取的消化液占消化罐內消化液總體積的5 15%。研究發現，為了保證消化罐中厭氧微生物的總體活性，消化混合液的抽取比例不宜過大，抽取5 15%較佳。優選地，加入可溶性的氫氧化物后，所述可溶性的氫氧化物在抽取的消化液中的濃度為I. 2 2. 4 g/L。 實驗證明，控制堿在抽取的消化液中的濃度，可以促使少量活性厭氧菌、死亡菌及部分絮體的破解，而且破解效果隨著濃度的提高而提高，但當它們濃度超過2. 4g/L時，破解效果提高的程度減小，而當堿濃度低于I. 2g/L，破解效果有限，難以明顯改善污泥厭氧消化。優選地，所述破解處理的時間為3(Tl20 min。破解效果隨處理時間的增加而提高，但當處理時間超過120 min，破解效果提高的程度減小，研究發現在3(T120 min內進行破解處理，效率較佳。優選地，所述可溶性的氫氧化物選自Na0H、K0H和Ca(OH)2中的至少ー種。進ー步優選地，所述可溶性的氫氧化物選自NaOH和KOH中的至少ー種。對于消化液，NaOH和KOH的破解效果要優于Ca(OH)2，所以適宜采用NaOH或KOH或其混合物并使NaOH或KOH或其混合物在抽取的消化液中的濃度為I. 2 2. 4g/L進行破解處理，實驗證明這樣可以使污泥有機質降解率可以提高至4(T45%，沼氣的日產氣量可以提高20 40%。本專利技術還具有如下優點1、不影響原有的污泥厭氧消化エ藝，不需要對原設施進行大的改動，從消化罐中抽取消化混合液可以利用原排泥設施，或者污泥循環攪拌系統、污泥循環加熱設施的污泥流出管道；2、加入無機的可溶性的氫氧化物對部分消化液進行破解處理，操作簡單，成本低；3、污泥厭氧消化改善效果顯著，產氣量一般可提高2(T40%。附圖說明圖I是本專利技術一種實施方式中的污泥半連續厭氧消化過程中在ー個周期內進行破解處理的示意 圖2是本專利技術的一個優選實施例中的堿破解處理后的污泥與未經堿破解處理的污泥的相對累積產氣量對比示意圖。具體實施方式下面對照附圖和結合優選具體實施方式對本專利技術進行詳細的闡述。本專利技術提供ー種污泥厭氧消化的改善方法，在一種實施方式中，如圖I所示，包括如下步驟在污泥的半連續厭氧消化過程中，在進泥后的ー個周期內，當該周期的累積產氣體積量達到該周期總產氣體積量的70、0%時，從消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氫氧化物進行破解處理，若破解處理后的消化液的pH>8，則調節其pH為7 8后回流入消化罐，若破解處理后的消化液的pH ^ 8，則直接回流入消化罐。在一些優選的實施方式中，可溶性的氫氧化物選自Na0H、K0H和Ca(OH)2中的至少ー種。在一個優選實施例中，采用NaOH或KOH或其混合物并使NaOH或KOH或其混合物在抽取的消化液中的濃度為I. 2 2. 4g/L進行破解處理，如圖2所示，污泥有機質降解率可以提高至40 45%，沼氣的日產氣量可以提高20 40%。對于半連續式污泥厭氧消化，污泥停留時間一般為2(T30天，本專利技術適用于污水 處理廠初沉污泥、剩余污泥、混合污泥、生物膜污泥等多種污泥的半連續厭氧消化，以下通過更優選的實施例對本專利技術進行詳細說明。實施例一 某城鎮污水處理廠產生污泥(初沉污泥和生物膜污泥的混合污泥，初沉污泥為主，占85wt%)，濃縮后含水率為98%(含水率是指污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數，下同)，有機質含量為56% (指有機質占污泥干固體的質量分數，下同)，采用半連續式厭氧消化，污泥停留時間為20天，進排泥周期為24 h，有機質降解率約35% (指處理后污泥中有機質的質量與處理前污泥中有機質的質量之比，下同)，當ー個周期為24h時，在進泥之后的第l(Tl2h時，該周期的累積產氣體積量可以達到該周期總產氣體積量的70、0%，本實施例在進泥之后的IOh時，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種污泥厭氧消化的改善方法，其特征在于包括如下步驟：在污泥的半連續厭氧消化過程中，在進泥后的一個周期內，當該周期的累積產氣體積量達到該周期總產氣體積量的70~90%時，從消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氫氧化物進行破解處理，若破解處理后的消化液的pH>8，則調節其pH為7~8后回流入消化罐，若破解處理后的消化液的pH≤8，則直接回流入消化罐。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李歡，鄒舒鑫，李忱忱，
申請(專利權)人：清華大學深圳研究生院，
類型：發明
國別省市：