申请日2014.06.27
公开(公告)日2014.10.15
IPC分类号C12P7/64
摘要
本发明提供了一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，包括如下步骤：以污水处理所得污泥为原料，经自然静沉弃上清得到污泥样品，将该污泥样品与作为表面活性剂的烷基糖苷混合后在厌氧环境下发酵产生脂肪酸;本方法能够抑制污泥样品产甲烷的能力并且提高其产有机酸的能力，所得的有机酸可以继续应用在污水处理过程中，提高对污水进行脱氮除磷的效果，从而实现对污泥处理的减量化、无害化以及资源化。
权利要求书
1.一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
以污水处理所得污泥为原料，经自然静沉弃上清得到污泥样品，将所述污泥样品与作为表 面活性剂的烷基糖苷混合，在厌氧环境下发酵，产生脂肪酸。
2.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述烷基糖苷 的重量与所述污泥样品的干重比为(0.05～0.50):1，优选为(0.10～0.30):1。
3.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述静沉的时 间为24h。
4.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述静沉的温 度为4℃。
5.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述厌氧环境 为氮气保护环境。
6.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述发酵的温 度为(10～55)±1℃，优选地，所述发酵的温度为(20～35)±1℃。
7.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述发酵的时 间为4～8d，优选为4～6d。
8.根据权利要求1所述的利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，其特征在于：所述污泥样品 与所述烷基糖苷在厌氧环境下边搅拌边发酵，搅拌的转速为60～120rpm/min，优选为80～ 100rpm/min。
说明书
一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法
技术领域
本发明属于环境保护以及资源化技术领域，涉及一种脂肪酸的生产方法。
背景技术
作为城市污水处理厂所采用的污水处理的重要工艺之一，生物处理法主要利用污水处理 系统中自身存在的微生物对污水中的有机污染物进行降解，以去除具有悬浮性或溶解性且可 生物降解的有机物，从而达到净化水质的要求。生物处理法因其处理效率高，运行成本低， 目前已经得到了广泛的应用。然而，该种污水生物处理工艺虽然去除了污水中的某些有机物 但也随之产生了大量的污泥。截止到2013年底，我国的污泥产量已达3000万吨(按含水率 80%计)。污泥中含有的大量恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物，如不妥善处理将对 环境产生严重污染。因此，对污泥进行有效地处理处置刻不容缓。与此同时，作为污水处理 厂污水处理后的废弃物，污泥自身也富含大量的蛋白质、多糖等容易被微生物利用的有机物 质，直接对其进行填埋、焚烧等方式的处理处置将造成极大的资源浪费。
在污泥的厌氧发酵过程中，污泥中的大量有机物能够被降解并且转化为甲烷(CH4)、氢 气(H2)等可再次利用的能源物质。包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸和异戊酸等 在内的短链脂肪酸是污泥厌氧发酵过程中的一类重要的中间产物，其应用范围广泛，不仅是 合成油漆、涂料以及化妆品等不可缺少的原料，而且能够为污水中脱氮除磷微生物提供必不 可少的有机碳源。研究证明，在污水强化生物除磷系统(EBPR)中，每去除1mg磷需要消耗 6～9mg的短链脂肪酸(Water Science and Technology,1992,25(4-5):185-194)。然而，绝大部 分情况下，污水中的短链脂肪酸的浓度低，尤其是在南方城市污水中，有机碳源更加的不足， 无法使污水中的磷浓度降低到排放标准以下，导致出水中磷含量过高，引起环境水体的富营 养化，因此需要不断向生物处理系统中补充有机酸这种易被微生物利用的碳源，提高了污水 处理的成本。
污泥的厌氧发酵主要分为三个阶段，即溶解和水解化、产酸和产甲烷阶段。污泥的溶解 和水解化速率较慢，是污泥发酵产酸的限速阶段。高温热处理，冻融处理，机械处理，超声 波处理，化学处理(包括pH的调节)等都能有效加快污泥溶解水解速率，提高短链脂肪酸产 量，从而缩短发酵系统的污泥停留时间，其基本原理均是使污泥中非溶解性颗粒态的有机物 分解转化为小分子的溶解性物质进而被微生物利用。然而，由于需要较高的投资和运行费用， 这些预处理方法的应用受到了极大的限制。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，目的在于提供一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方 法，有利于实现污泥的减量化和资源化再利用。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法，包括如下步骤：以污水处理所得污泥为原料， 经自然静沉弃上清得到污泥样品，将污泥样品与作为表面活性剂的烷基糖苷混合，在厌氧环 境下发酵，产生脂肪酸。
上述烷基糖苷的重量与污泥样品的干重比为(0.05～0.50):1，优选为(0.10～0.30):1。 静沉的时间为24h，静沉的温度为4℃。厌氧环境为氮气保护环境。发酵的温度为(10～55) ±1℃，优选为(20～35)±1℃。发酵的时间为4～8d，优选为4～6d。污泥样品与烷基糖苷在 厌氧环境下边搅拌边发酵，搅拌的转速为60～120rpm/min，优选为80～100rpm/min。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明采用价格低廉的烷基糖苷作为污泥厌氧发酵的表面活性剂，能够大幅度提高污泥 的溶解效率和水解效率，有利于厌氧发酵系统中短链脂肪酸的积累，所产生的短链脂肪酸可 以继续投加到污水处理系统中作为脱氮除磷工艺的有机碳源而得到利用，因此，本发明所提 供的方法既能够缩短污泥厌氧发酵的时间，又能提高短链脂肪酸的产生量，还实现了污泥的 减量化、无害化以及资源化，在降低污泥中的有机污染物对环境的污染破坏作用的同时又提 高污水处理厂的脱氮除磷的效果，对改进、优化现有的污泥厌氧发酵系统，降低投资和运行 成本有重要的意义。