[发明专利]一种预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化技术领域，涉及一种预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法。

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，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。另一方面，固体含量低，含水率高时，改善污泥理化性能代价大，影响调理技术的进一步应用。

现有的污泥预处理技术仅针对高有机质低浓度的污泥有较高的效果，而对低有机质高浓度的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

针对低有机质污泥启动困难，产气量少，且产气不稳定，难于应用厌氧稳定工艺对其进行处理处置的缺陷，本发明的目的是提供一种预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法，该方法包括以下步骤：

将浓缩污泥和脱水污泥配成混合污泥进行预处理，取上述混合污泥作为进料进行厌氧消化，并出料相同体积的污泥，收集沼气。

所述的混合污泥含水率为85～95％，挥发性有机固体VS占总固体TS的比例为20～45％。

所述的进料或出料是指每日进料量＝每日出料量＝消化污泥总量/污泥停留时间。

所述的厌氧消化过程中污泥停留时间为20～30d。

所述的预处理为碱解预处理、加热预处理或微波预处理。

所述的碱解预处理是指通过投加碱性试剂，使污泥处于碱性条件下并静置12～24h以达到碱性破解的目的，并在再次厌氧消化前投加盐酸调节pH至7.5±0.5。

所述的碱性试剂为氢氧化钠(NaOH)、生石灰(CaO)或氢氧化钙(Ca(OH)₂)，每克挥发性有机固体VS投加碱性试剂为0.05～0.15g，即0.05～0.15g/g VS。

所述的微波预处理工艺操作条件为：微波频率为2450MHz，微波辐射功率为100～1000w，辐射时间为1～20min。

所述的加热预处理温度为90～170℃，时间为10～60min。

所述的厌氧消化控制温度为35±2℃或55±2℃，调节pH为7.5±0.5，搅拌速度为50～250rpm。

本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明方法提高低有机质污泥厌氧发酵产气效率，稳定产气量，且能耗低，应用方便，进一步促进污泥资源化。

2、本发明方法缩短了低有机质污泥厌氧启动时间，提高了低有机质污泥厌氧消化产气总量，促进了低有机质污泥资源化利用。

3、本发明方法使得低有机质污泥产气稳定，并提高污泥产气速率，缩短了污泥停留时间，减小污泥厌氧发酵罐体积。

附图说明

图1表示本发明的碱解预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法的流程图。

图2表示本发明的微波预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法的流程图。

图3表示本发明的加热预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

图1表示本发明的碱解预处理提高低有机质污泥厌氧发酵产沼气的方法的流程图。