公布日：2023.01.13
申请日：2022.10.10
分类号：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、以污水厂的剩余污泥作为发酵底物，向发酵底物中投加高铁酸钾混合均匀，调节pH至9～11，加热进行预处理；步骤二、接种步骤一预处理后的污泥至厌氧发酵罐进行厌氧发酵；步骤三、厌氧发酵后的污泥经过物理化学调理之后进行脱水，污泥脱水后获得的滤液可作为碳源进入生物厌氧池强化厌氧发酵脱氮作用，促进硝态氮的去除。本发明利用高铁酸钾协同热碱的双重预处理破坏污泥絮凝体，改变污泥结构，增强污泥的有机溶解和水解，释放细胞有机物，从而加速厌氧发酵产酸的速率和产量。
权利要求书
1.一种高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一、以污水厂的剩余污泥作为发酵底物，向发酵底物中投加高铁酸钾混合均匀，调节pH至9～11，加热进行预处理；步骤二、接种步骤一预处理后的污泥至厌氧发酵罐进行厌氧发酵；步骤三、厌氧发酵后的污泥经过物理化学调理之后进行脱水，污泥脱水后获得的滤液可作为碳源进入生物厌氧池强化厌氧发酵脱氮作用，促进硝态氮的去除。
2.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述污水厂包括城市污水厂和工业污水厂。
3.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述剩余污泥的浓度为10000～80000mg/L。
4.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述高铁酸钾的投加量为0.05～0.2g/gTS。
5.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述预处理的温度为30～50℃，时间为2～10小时。
6.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述厌氧发酵的温度为30～50℃，时间为3～8天。
7.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述物理化学调理的方法为：先投加聚合硫酸铁进行搅拌30～60分钟，其有效铁投加量为绝干泥量的2～5％，随后投加阳离子聚丙烯酰胺进行搅拌30～60分钟，其投加量为绝干泥量的0.05～0.2％。
8.根据权利要求1所述的高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，其特征在于所述脱水的压力为1.6～2.0MPa，时间为2500～5500秒。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述问题，促进污泥厌氧发酵过程中有机物的生物转化，提高挥发性脂肪酸的产量，本发明提供了一种高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高铁酸钾预处理协同热碱强化污泥定向酸化做碳源的方法，包括如下步骤：
步骤一、以污水厂的剩余污泥作为发酵底物，向发酵底物中投加高铁酸钾混合均匀，调节pH至9～11，加热进行预处理，控制剩余污泥的浓度为10000～80000mg/L，高铁酸钾的投加量为0.05～0.2g/gTS，预处理的温度为30～50℃，时间为2～10小时；
步骤二、接种步骤一预处理后的污泥至厌氧发酵罐进行厌氧发酵，控制厌氧发酵的温度为30～50℃，时间为3～8天；
步骤三、厌氧发酵后的污泥经过物理化学调理之后进行脱水，污泥脱水后获得的滤液可作为碳源进入生物厌氧池强化厌氧发酵脱氮作用，促进硝态氮的去除。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1、高铁酸钾在中性或碱性条件下的氧化还原电位为0.72V，具有强氧化性，利用其强氧化性对污泥预处理可促进厌氧消化。结果表明预处理强化了污泥细胞的破碎和有机物的溶出，为挥发性脂肪酸的形成提供了大量基底，大幅度提高了脂肪酸的转化。
2、高铁酸钾的加入破坏了不饱和共轭化学键，降低了有机物的芳香性，增加了污泥细胞的解体和污泥中腐殖质和木质纤维素等大量难降解有机物的降解，从而为VFSs的生成提供了更多的物质，联合热碱处理，可同时增加污泥的溶解，进一步提升有机物的溶出。
3、本发明利用高铁酸钾协同热碱的双重预处理破坏污泥絮凝体，改变污泥结构，增强污泥的有机溶解和水解，释放细胞有机物，从而加速厌氧发酵产酸的速率和产量。
4、本发明可以实现污泥的定向酸化并作为碳源促进污水处理中的脱氮效果，为污泥减量和资源化提供了新的简便方法。
（发明人：康旭;李朝林;张伟;孟庆杰;霍国友;张佳宝;王雁梅）