公布日：2023.01.17
申请日：2022.08.30
分类号：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I
摘要
本发明公开一种超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法。本发明先对剩余污泥进行过硫酸盐预处理后，再进行超声预处理，然后将反应容器密封，放入水浴恒温振荡器中培养。超声可以显著促进过硫酸盐的活化，活化后的过硫酸盐释放出过多的硫酸根自由基和羟基自由基，与超声能量产生的空化效应和机械效应一起作用于污泥絮体，促进了污泥的破解，从而提高了厌氧消化转化效率，提高了甲烷产量。本发明利用超声过硫酸盐联合预处理处理剩余污泥厌氧消化，提高了厌氧消化效率，大幅度提升了厌氧消化过程中甲烷的产量，为解决我国污泥处理处置的难题提供了一种新的思路。
权利要求书
1.一种超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取剩余污泥进行静置；(2)步骤(1)静置后的污泥，投入过硫酸盐进行预处理，然后进行超声预处理；(3)按剩余污泥与阴沟底泥6～8:1的接种体积比，在反应容器中，加入步骤(2)预处理后的剩余污泥和阴沟底泥；(4)将反应容器密封，放入水浴恒温振荡器中培养。
2.根据权利要求1所述的超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，所述剩余污泥取自城市污水处理厂二沉池的混合污泥回流井。
3.根据权利要求1所述的超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，步骤(1)中，静置时间为24～48小时。
4.根据权利要求1所述的超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，步骤(2)中，过硫酸盐的投加量为1.6～1.9mmol/gVSS，超声预处理的时间为30～50min。
5.根据权利要求1所述的超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，步骤(4)中，向反应容器中通入2～3min氮气，并用橡胶塞密封瓶口，以排除反应容器内的空气，保持良好的厌氧环境。
6.根据权利要求1所述的超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，步骤(4)中，培养的温度为35～38℃，培养的时间为21～30天；水浴恒温振荡器的搅拌速度为120～180rpm。
7.根据权利要求1所述的超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，其特征在于，步骤(4)中，水浴中的水通过市政自来水进行补充，以防止水浴恒温振荡器内的水分受蒸发而减少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，克服现有厌氧消化技术中处理效率较低、消化不完全等技术问题。
本发明采用的技术方案为：
一种超声过硫酸盐预处理提升污泥厌氧消化产甲烷的方法，包括以下步骤：
(1)从城市污水处理厂二沉池的混合污泥回流井中取剩余污泥，进行静置；
(2)步骤(1)静置后的污泥，投入过硫酸盐进行预处理，然后进行超声预处理；
(3)按剩余污泥与阴沟底泥6～8:1的接种体积比，在反应容器中，加入步骤(2)预处理后的剩余污泥和阴沟底泥；
(4)将反应容器密封，放入水浴恒温振荡器中培养。
进一步地，步骤(1)中，静置时间为24小时以上，优选24～48小时。
进一步地，步骤(2)中，超声预处理的时间为30～50min，过硫酸盐的投加量为1.6～1.9mmol/gVSS(VSS表示挥发性悬浮固体)。
进一步地，步骤(4)中，向反应容器中通入2～3min氮气，并用橡胶塞密封瓶口，以排除反应容器内的空气，保持良好的厌氧环境。
进一步地，步骤(4)中，培养的温度为35～38℃，培养的时间为21天以上，优选21～30天；水浴恒温振荡器的搅拌速度为120～180rpm；120rpm/min以上的搅拌速度可实现重复的搅拌均匀效果，超过180rpm/min时会因为影响活性菌的产甲烷过程而导致对产甲烷的促进效果下降。
进一步地，步骤(4)中，水浴中的水通过市政自来水进行补充，以防止水浴恒温振荡器内的水分受蒸发而减少。
本发明利用超声过硫酸盐联合预处理处理剩余污泥厌氧消化，提高了厌氧消化效率，大幅度提升了厌氧消化过程中甲烷的产量，为解决我国污泥处理处置的难题提供了一种新的思路。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明通过利用超声过硫酸盐联合预处理技术，通过超声对过硫酸盐进行活化，两种预处理技术通过协同作用大幅度提升了剩余污泥厌氧消化过程中甲烷的产量；
2)现有技术如酸碱法，热处理法，高级氧化法以及联合处理方法不仅预处理时间长而且操作流程复杂，更重要的是需要添加大量外源化学物质或者消耗大量能量，从而大幅增加了污泥的处理成本。而本发明方法处理厌氧消化污泥的效率高，操作简单，显著提升了剩余污泥的处理效率和应用前景。
（发明人：邹翠华;李博;黄溢芳;周妮;田添贤;喻聪聪）