[发明专利]一种促进藻类废液厌氧发酵产沼气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理技术，特别是一种促进藻类废液厌氧发酵产沼气的方法。

背景技术

海水或淡水水体富营养化后蓝藻等微生物大量繁殖，从而会分别引起赤潮或水华现象，如2008年5月太湖出现大面积水华，水华出现后对大量繁殖的藻类往往以人工打捞的方式进行处理，收集的藻类经压滤后产生的滤液有机质含量高，需要进行处理才能排放水体。厌氧发酵产沼气是处理这类废液的一种经济、可行的资源再利用方法。

在藻类废液厌氧发酵过程中，产甲烷菌的生长除了C/N/P营养配比要求在合适的范围内，还需要一些必要的微量金属元素。有研究表明，微量金属元素Ni的添加能够促进沼气产率的提高。但由于厌氧反应器中硫化物、硫酸盐、磷酸盐或碳酸盐的存在，容易导致Ni元素的化学沉淀。因此，寻找一种理想的螯合剂，将Ni元素螯合在螯合物内部，使其以溶解态的形式存在于厌氧反应器内，供产甲烷菌利用，就成为提高藻类废液厌氧发酵产气率的关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种克服了化学沉淀作用、提高了微量元素的利用率的促进藻类废液厌氧发酵产沼气的方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种促进藻类废液厌氧发酵产沼气的方法，其特点是：

首先采用离心法提取厌氧污泥的胞外聚合物EPS，采取质量浓度8~9g/L的厌氧污泥混合液，在3000~3500r/min的条件下离心10~15min，弃去上清液并用蒸馏水补足，如此两次；在3000~3500r/min的条件下再一次离心10~15min，弃去上清液后直接在10000~12000r/min的条件下高速离心10~15min，取高速离心后的上清液经0.22μm滤膜过滤后即可得到胞外聚合物EPS；胞外聚合物EPS中有机物含量为23%~61%、蛋白质含量为2.1%~28.3%、多聚糖含量为1.0%~23.0%、DNA含量为0%~5.2%；

将藻类废液与厌氧污泥混合加入到厌氧生物反应器UASB中，使厌氧污泥占液体总量的浓度为8~9g/L，再对厌氧生物反应器UASB内的C/N/P营养比进行调整，具体方法是：使用甲醇改变有机碳的比例，使用尿素改变氮的比例，使用磷酸盐改变磷的比例，调整营养比后进水水质为： COD为20000~25000mg/L，C/N/P为100~200:5:1，PH值为6.0~9.0，采用电热棒对进水预热的方法使厌氧生物反应器UASB内温度控制为50~55℃，将提取的胞外聚合物EPS与NiCL₂.6H₂O按质量比5:1~10:1的比例混合制成混合液A，再将混合液A按30~50μL/L的比例浓度投加到厌氧生物反应器UASB中。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，厌氧生物反应器UASB中为泥水混合状态，混合动力来自底部进水的上升流带动。

本发明的有益效果：本发明的关键点在于从污水处理过程构筑物厌氧生物反应器UASB内部的厌氧污泥中提取胞外聚合物EPS作为螯合剂，将产甲烷菌生长必须的微量元素Ni螯合为溶解态生物促进剂供产甲烷菌利用，克服了化学沉淀作用，提高了微量元素的利用率。螯合剂来自于厌氧反应器内部微生物产生，与反应器体系具有高适应性，最大程度提高了藻类废液厌氧发酵的产气率，产气率提高了53%~72%，并且促进剂添加量微小，成本低，操作简单，效果明显，可用于工程实践。

具体实施方式

一种促进藻类废液厌氧发酵产沼气的方法，藻类废液厌氧发酵产沼气过程本质上是厌氧生物反应器内的产甲烷菌对有机底物的利用过程，而产甲烷菌又以厌氧污泥的形式存在于反应器内部。所以，在螯合剂的选择过程中应当从厌氧污泥中提取，才能最大程度适应厌氧反应器内的体系环境。

首先采用离心法提取厌氧污泥的胞外聚合物EPS，采取质量浓度8~9g/L的厌氧污泥混合液，在3000~3500r/min的条件下离心10~15min，弃去上清液并用蒸馏水补足，如此两次；在3000~3500r/min的条件下再一次离心10~15min，弃去上清液后直接在10000~12000r/min的条件下高速离心10~15min，取高速离心后的上清液经0.22μm滤膜过滤后即可得到胞外聚合物EPS；胞外聚合物EPS中有机物含量为23%~61%、蛋白质含量为2.1%~28.3%、多聚糖含量为1.0%~23.0%、DNA含量为0%~5.2%；