申请日2015.09.11
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明属于固体废弃物资源化技术领域，公开了一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其步骤为先将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，再通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，从而促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累。本发明结合超声预处理和热预处理方法对低温条件下的高含固污泥进行预处理，加快了污泥中的有机物的溶出，提高了微生物的活性，从而促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累，促进了厌氧消化过程的进行;工艺技术通用性强，经济成本低，效率高，能有效促进污泥的厌氧消化，实现污泥的资源化利用，适用于高含固及低温条件下的污泥。
权利要求书
1.一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在具体步骤如下：
(1)将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，所述的超声波预处理频率为20kHz，超声辐射功率为1000-3000w，辐射时间为1-30min;最优能量密度为1000kJ/kgTSS;
(2)将步骤(1)所得产物通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，以促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累;所述的热预处理的温度为50-90℃，预处理时间为7-12h;
(3)将步骤(2)所得产物进行厌氧消化。
2.根据权利要求1所述的一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在于：所述的高含固污泥为污水处理厂中的初沉污泥和剩余污泥。
3.根据权利要求1所述的一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在于：所述的高含固污泥含固率为19-23%(w/w)，有机质占干固体比例(VS/TS)为50-60%。
4.根据权利要求1所述的一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在于：步骤(1)中经过超声预处理后的高含固污泥的pH值为7.0-12.0。
5.根据权利要求1所述的一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在于：步骤(3)中所述的厌氧消化过程中污泥停留时间为30-60d。
6.根据权利要求1所述的一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在于：步骤(3)中所述的污泥厌氧消化过程温度为20-45℃。
说明书
一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化技术领域，特别是涉及一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法。
背景技术
我国兴建了大量污水处理厂，截至2009年，全国已建有城镇污水处理厂1792座，处理能力达9904万m3/d，平均运行负荷率为81.27%。在这些污水处理厂的建设和运行对城市污染负荷的削减起到了重要作用的同时，污水处理过程中副产物城市污泥量也日益增加。目前，全国年产湿污泥已近3000万吨(含水率80%)，污泥处理处置的中心已从简单的填埋转向为资源化为主的土地利用。而在污泥进行土地利用前需要对污泥进行稳定化处理，回收污泥中含有的大量的生物质能，厌氧发酵是污泥稳定化的重要措施之一，不仅过程所需能量较低，还可回收污泥中生物质能，是一种非常有应用前景的污泥资源化技术。
决定污泥生物质能回收的重要影响因素之一是污泥的有机质含量，国外污泥属于高有机质污泥，含量一般为70%-84%，应用厌氧发酵回收生物质能可取得好的效果并进行推广应用。而我国污泥有机质含量均比较低，同时北方地区的污泥还长期处于低温条件下，常出现启动困难，产气量少，且产气不稳定，限制了污泥厌氧发酵技术在我国大规模应用。通过改善污泥理化性能可以将大量胞内有机物释放，有利于进一步污泥生物质能回收。
现有的污泥预处理方法多针对污泥的有机质含量及浓度进行处理处置，而对低温条件下的高含固污泥的处理效果尚未明确，其工艺参数也尚未得到优化。
发明内容
为了提高污泥厌氧消化效能，本发明提供了一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，该方法通过提高污泥中有机物的溶出效率和微生物的活性，从而促进污泥的厌氧发酵过程的进行，提高污泥的资源化利用。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，具体步骤如下：
(1)将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，所述的超声波预处理频率为20kHz，超声辐射功率为1000-3000w，辐射时间为1-30min;最优能量密度为1000kJ/kgTSS;
(2)将步骤(1)所得产物通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，以促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累;所述的热预处理的温度为50-90℃，预处理时间为7-12h;
(3)将步骤(2)所得产物进行厌氧消化。
本发明中，所述的高含固污泥为污水处理厂中的初沉污泥和剩余污泥。
本发明中，所述的高含固污泥含固率为19-23%(w/w)，有机质占干固体比例(VS/TS)为50-60%。
本发明中，步骤(1)中经过超声预处理后的高含固污泥的pH值为7.0-12.0。
本发明中，步骤(3)中所述的厌氧消化过程中污泥停留时间为30-60d。
本发明中，步骤(3)中所述的污泥厌氧消化过程温度为20-45℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结合超声预处理和热预处理方法对低温条件下的高含固污泥进行预处理，加快了污泥中的有机物的溶出，提高了微生物的活性，从而促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累，促进了厌氧消化过程的进行。
本发明通过超声技术对高含固污泥进行预处理，有效提高了污泥中有机物的溶出，及污泥絮体的破碎，有助于污泥厌氧消化过程的进行。
本发明通过热预处理方法对高含固污泥进行预处理，有效提高了污泥中微生物的活性，促进了厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累，从而促进污泥厌氧消化过程的进行。
本发明技术通用性强，经济成本低，效率高，能有效促进污泥的厌氧消化，实现污泥的资源化利用，适用于高含固及低温条件下的污泥。