申请日2012.09.14
公开(公告)日2013.01.09
IPC分类号C02F11/04
摘要
本发明公开了一种污泥厌氧消化的改善方法，包括如下步骤：在污泥的半连续厌氧消化过程中，在进泥后的一个周期内，当该周期的累积产气体积量达到该周期总产气体积量的70~90%时，从消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氢氧化物进行破解处理，若破解处理后的消化液的pH>8，则调节使其pH为7~8后回流入消化罐，若破解处理后的消化液的pH≤8，则直接回流入消化罐。通过本发明的方法可以增加污泥有机质降解率，提高厌氧消化的沼气产气量。
权利要求书
1.一种污泥厌氧消化的改善方法，其特征在于包括如下步骤：在污泥的半连续厌氧消化过程中，在进泥后的一个周期内，当该周期的累积产气体积量达到该周期总产气体积量的70~90%时，从消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氢氧化物进行破解处理，若破解处理后的消化液的pH>8，则调节其pH为7~8后回流入消化罐，若破解处理后的消化液的pH≤8，则直接回流入消化罐。
2.如权利要求1所述的污泥厌氧消化的改善方法，其特征在于：抽取的消化液占消化罐内消化液总体积的5~15%。
3.如权利要求1或2所述的污泥厌氧消化的改善方法，其特征在于：加入可溶性的氢氧化物后，所述可溶性的氢氧化物在抽取的消化液中的浓度为1.2~2.4 g/L。
4.如权利要求1或2所述的污泥厌氧消化的改善方法，其特征在于：所述破解处理的时间为30~120 min。
5.如权利要求3所述的污泥厌氧消化的改善方法，其特征在于：所述可溶性的氢氧化物选自NaOH、KOH和Ca(OH)2中的至少一种。
6.如权利要求5所述的污泥厌氧消化的改善方法，其特征在于：所述可溶性的氢氧化物选自NaOH和KOH中的至少一种。
说明书
一种污泥厌氧消化的改善方法
技术领域
本发明属于固体废物处理、处置技术领域，具体涉及一种污泥厌氧消化的改善方法。
背景技术
随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施高速发展，污水处理量和处理率都在稳步增加。然而，作为污水处理副产物的剩余污泥也在大量增加。以含水率80%计，全国每年脱水污泥(指剩余污泥经过初步脱水后形成的含水率为75-85%的污泥)产量已达到3000万吨。由于污泥含有多种有害物质，可能对生态环境造成危害，必须妥善处理处置，污泥常用的处置方法包括填埋、堆肥、焚烧、制建材等。
由于污泥产生量大，运输和处理费用高，在污泥处置前，首先要实现减量化，即减少污泥的体积和质量。常用的污泥减量化方法包括浓缩脱水、厌氧消化等。厌氧消化是污水厂实现污泥减量化的重要手段，它不仅可以使污泥中的有机质降解30~50%，而且产生的沼气还可以作为清洁能源，从而实现污泥的资源化利用。在美国、欧洲等地，厌氧消化是大多数污水处理厂，尤其是大型污水厂的主要污泥处理设施。在我国，也有数十座污水厂采用了厌氧消化工艺。然而，由于我国污泥有机质偏低、含砂量高、消化技术积累不足等问题，部分消化设施不能正常运行，部分消化设施有机质降解率和产气量达不到设计指标。由于污泥产气和沼气的回收利用，是影响厌氧消化经济性的关键因素，因此，污泥厌氧消化在我国的应用受到了一定限制。
在厌氧消化过程中，对进泥而言，污泥有机质的降解速率是逐渐降低的，即污泥有机质在刚投入消化罐时，由于很多有机质是溶解状态或易溶出状态，降级速率最快，产气效率最高;随着时间的推移，有机质逐渐消耗，降解速率也开始降低，累积产气量虽然在增长，但单位时间的产气量开始降低;随着大部分溶解性易降解有机物的耗尽，溶解性有机物很少，大部分有机物存留在活性厌氧菌、死亡微生物和厌氧污泥絮体(颗粒)中，由于细胞壁和胶体结构难以破坏降解，这部分有机质难以被其它厌氧微生物利用，产气也更加缓慢，趋于停止。受制于污泥有机质的降解规律，很多厌氧消化设施的污泥有机质降解率仅有30~35%，沼气产生量也较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种污泥厌氧消化的改善方法，可以增加污泥有机质降解率，提高厌氧消化的沼气产气量。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种污泥厌氧消化的改善方法，包括如下步骤：在污泥的半连续厌氧消化过程中，在进泥后的一个周期内，当该周期的累积产气体积量达到该周期总产气体积量的70~90%时，从消化罐中抽取部分消化液，向其中加入可溶性的氢氧化物进行破解处理，若破解处理后的消化液的pH>8，则调节其pH为7~8后回流入消化罐，若破解处理后的消化液的pH≤8，则直接回流入消化罐。
对于半连续式污泥厌氧消化，污泥停留时间一般为20~30天，发明人通过研究发现，在进泥后一个周期内，进泥中有机质的降解和产气在开始阶段效率最高，经过快速产气阶段，产气量逐渐降低，说明大部分易降解的溶解态有机质已降解完成，因此，在快速产气阶段结束后，当该周期内的累积产气量约占该周期总产气量的70~90%时，可以抽取部分消化液进行碱破解处理并回流到消化罐，从而释放污泥颗粒内部的有机质，使得污泥有机质进一步降解，沼气产气量明显回升。当可溶性的氢氧化物的用量较低，而消化液抽取比例较高时，处理完成后的消化液pH值有可能在8以下，此时可不必调节pH值直接回流入消化罐，如处理完成后的消化混合液pH值在8以上，需要用酸调节pH在7~8范围内。
优选地，抽取的消化液占消化罐内消化液总体积的5~15%。
研究发现，为了保证消化罐中厌氧微生物的总体活性，消化混合液的抽取比例不宜过大，抽取5~15%较佳。
优选地，加入可溶性的氢氧化物后，所述可溶性的氢氧化物在抽取的消化液中的浓度为1.2~2.4 g/L。
实验证明，控制碱在抽取的消化液中的浓度，可以促使少量活性厌氧菌、死亡菌及部分絮体的破解，而且破解效果随着浓度的提高而提高，但当它们浓度超过2.4g/L时，破解效果提高的程度减小，而当碱浓度低于1.2g/L，破解效果有限，难以明显改善污泥厌氧消化。
优选地，所述破解处理的时间为30~120 min。
破解效果随处理时间的增加而提高，但当处理时间超过120 min，破解效果提高的程度减小，研究发现在30~120 min内进行破解处理，效率较佳。
优选地，所述可溶性的氢氧化物选自NaOH、KOH和Ca(OH)2中的至少一种。
进一步优选地，所述可溶性的氢氧化物选自NaOH和KOH中的至少一种。
对于消化液，NaOH和KOH的破解效果要优于Ca(OH)2，所以适宜采用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浓度为1.2~2.4g/L进行破解处理，实验证明这样可以使污泥有机质降解率可以提高至40~45%，沼气的日产气量可以提高20~40%。
本发明还具有如下优点：1、不影响原有的污泥厌氧消化工艺，不需要对原设施进行大的改动，从消化罐中抽取消化混合液可以利用原排泥设施，或者污泥循环搅拌系统、污泥循环加热设施的污泥流出管道;2、加入无机的可溶性的氢氧化物对部分消化液进行破解处理，操作简单，成本低;3、污泥厌氧消化改善效果显著，产气量一般可提高20~40%。