[发明专利]一种剩余活性污泥厌氧制气工艺

说明书

本发明公开了一种剩余活性污泥厌氧制气工艺，所述工艺首先将剩余活性污泥进行机械脱水，然后送入电解槽，在处理剂作用下进行进一步脱水，然后送入厌氧反应器，加入厌氧颗粒污泥进行接种反应，反应结束后得到沼渣和沼气，将部分沼渣作为下一批发酵污泥的接种污泥，剩余沼渣进行干化处理。本发明不仅实现了剩余污泥减量化更回收了沼气资源。

技术领域

本发明涉及环保领域，特别是涉及一种剩余活性污泥厌氧制气工艺。

背景技术

剩余活性污泥是指污水处理过程中各处理单元产生的固态废弃物，由多种微生物形成的菌胶团同无机物、所吸附的有机物等组成的絮状体，是污水处理系统的副产物。污泥中除了含有水分、有机质外还含有大量寄生虫卵、病原体、重金属等有毒有害物质，并且常伴有恶臭气体产生，易造成二次污染。

与其他剩余污泥处理方法相比，污泥的厌氧消化技术具有能耗低，可回收能源，可提高污泥脱水性，杀菌，处理后污泥稳定性好等优点。与污水的厌氧处理进展相比，污泥厌氧的发展远远落后，国内外很多污泥厌氧消化技术的研究和工程应用中，仍采用传统的消化池。应用较多的污泥厌氧消化反应器为内循环污泥浓缩反应器和分相厌氧反应器等，尤其是厌氧折流板反应器。但现有污泥厌氧消化技术和反应器也存在着如污泥停留时间长、处理效率低、甲烷含量低、经济效益、操作方式较复杂等问题。

污泥的微生物降解性能较差主要是因为污泥细胞壁的作用。在有机物厌氧生物降解的过程中，水解过程通常比较缓慢，是整个厌氧制气过程的限速步骤。剩余污泥中的大部分有机物存在于微生物细胞内，微生物细胞的细胞壁是一个稳定的半刚性结构，属于难降解的惰性物质。对污泥微生物细胞进行破壁可以使细胞内含物溶出，进入水相，在胞外酶的作用下快速水解为小分子化合物，加快厌氧消化速率，提高气体产量。

CN101921049A公开了一种城市污泥及有机质干法厌氧发酵产沼气的方法及装置。装置包括反应室和双层螺带搅拌器，设进出料口、取样口，配温控、沼气计量和搅拌控制等装置。将脱水污泥放入发酵罐接种、密封，启动期转速为5～15r/min，日搅拌时间12h；产酸期转速为10～20r/min，间歇运行，日搅拌8h≤时间≤16h，；产甲烷期转速为20～40r/min，间歇运行，日搅拌时间8h≤时间≤16h，但需增大电机开停频率；产酸和产甲烷期进行温控，使物料温度为35±1℃；发酵结束留1/4～1/3沼渣作下一批发酵物料接种物，剩余沼渣卸出。本发明可用于城市污泥资源化处理，相比湿式发酵，可显著节省设备投资和土地占用。但此方法也存在启动阶段时间长，水解步骤缓慢产甲烷量不高的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种剩余活性污泥厌氧制气工艺，该工艺通过利用微生物细胞内的有机质进行厌氧发酵制气，不仅处理了污泥，还将污泥中的资源回收利用，且产气效率高，回收的沼气可用作后续干化处理工艺的热源，高效节能，无二次污染。

本发明提供一种剩余活性污泥厌氧制气工艺，所述工艺包括如下内容：

（1）将剩余活性污泥进行机械脱水，使体积含水率降至85～90%；

（2）将步骤（1）得到的脱水后的剩余活性污泥送入电解槽中，然后向电解槽中加入处理剂，在10～20mA/cm²，200～500HZ下处理0.5～1h，所述处理剂包括聚醚改性三硅氧烷、乙二胺四乙酸和助剂，所述助剂为多氧霉素和/或尼可霉素；

（3）将步骤（2）处理后的剩余活性污泥送入厌氧反应器，加入厌氧颗粒污泥，对厌氧反应器进行密封，在搅拌条件下，20～55℃下进行发酵处理，得到沼气和沼渣；

（4）将步骤（3）得到的沼渣的1/5～1/3作为下一批厌氧颗粒污泥的接种污泥，剩余沼渣进入太阳能多层网带式低温干化箱进行干化，得到含水率小于15%的干化污泥。