[发明专利]一种剩余污泥厌氧消化的方法

说明书

本发明涉及一种剩余污泥厌氧消化的方法，属于污泥处理技术领域。具体包括将剩余污泥烘干粉碎得到干污泥后加水混匀进行水热反应后冷却离心，固体物烘干后得预处理污泥，与接种污泥混合进行厌氧消化；本发明通过对剩余污泥进行烘干后水热反应，提高了污泥中有机物的溶出，改善了水解限制，改变了相关微生物群落结构和基因丰度，促进了剩余污泥的厌氧消化。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种剩余污泥厌氧消化方法。

背景技术

污水处理厂每年产生大于4000万吨的污泥，污泥含水率为80％，但是污泥的处理效率仅仅占20％。剩余污泥作为污水处理厂生物处理的副产品，是一种成分复杂的固液混合物，其固相主要是由具有活性的微生物(如细菌、真菌、寄生虫等)、微生物自身氧化残余物、吸附在污泥表面尚未降解或难以降解的有机物(如蛋白质及腐殖质等含氮化合物、多糖类物质、多氯联苯及二噁英等难降解有毒有害物质)和无机物(如铜、锌、铬等重金属和无机盐)四部分。处理不当，便会引发极大的环境卫生问题。故污泥处理已成为一个需要重视的问题。

将污泥进行厌氧消化，能将污泥中的病原菌等微生物杀死，分解有机物，产生可资源化利用的沼气，实现污泥稳定，改善污泥的卫生质量，可同时实现污泥处理处置的减量化、无害化、资源化的要求，是一种环境友好型技术。此外，根据2010年国家环保部发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)》公告中指出，将污泥中温厌氧消化工艺确定为污泥处理的最佳可行工艺之一，且大中型水厂宜优先选用该工艺。但是传统污泥厌氧消化方法消化速率低、停留时间长、消化池容积大。经研究水解是限制污泥厌氧消化速率的主要步骤，其极大地限制了厌氧消化的进行。

因此，为了克服厌氧消化面临的技术限制问题，急需开发一种对污泥进行预处理的方法，来有助于其水解和厌氧消化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种剩余污泥厌氧消化方法，通过对剩余污泥进行烘干后水热反应，提高了污泥中有机物的溶出，改善了水解限制，促进了剩余污泥的厌氧消化。

一种剩余污泥厌氧消化的方法，将剩余污泥烘干粉碎得到干污泥后加水混匀进行水热反应后冷却离心，固体物烘干后得预处理污泥，与接种污泥混合进行厌氧消化。

进一步地，所述剩余污泥烘干温度为50-70℃；干污泥和水的混合质量比为1:8-10。

进一步地，水热反应温度140-200℃，水热反应时间20-30min；离心转速为5000r/min，离心时间15min。

进一步地，所述预处理污泥与接种污泥的质量混合比为1:1；厌氧消化温度32-38℃，厌氧消化时间15-25天。

进一步地，所述剩余污泥在进行烘干粉碎前进行以下预处理：静置24-48h去除上清液，下层污泥加入过硫酸盐混合，所述过硫酸盐与下层污泥的混合质量比为(1-5)：(500-2000)。

进一步地，水热反应在超声条件下进行，超声频率20-50kHz，功率100-150W，水热反应温度100-140℃，水热反应时间5-20min。

剩余污泥在进行烘干粉碎前进行上述处理，一方面有助于提升后续烘干步骤的效率，节约能源，另一方面，通过向下层污泥中投加过硫酸盐，在烘干过程中，过硫酸盐产生硫酸根自由基发挥其极强的氧化性功能，随着水分的挥发蒸干过程中对剩余污泥进行预氧化处理，从而有效破坏剩余污泥中的微生物细胞壁以及污泥絮凝体，提高后续加热水解的效率。

经过上述预处理的剩余污泥，在超声辅助作用下，基于超声波的空化效应释放的巨大能量，对经过过硫酸盐预氧化处理后的剩余污泥进行进一步破坏，使污泥的水解速率更加迅速高效，100-140℃条件下5-20min就可以完成水解过程，实现剩余污泥高效快速水解。超声处理还可以使污泥中未发生反应的过硫酸盐中的O-O键均质化，从而产生硫酸根自由基，对于剩余污泥的水解过程进一步加强。