[发明专利]一种利用次氯酸钙提升污泥厌氧发酵氢气产量的方法

说明书

本发明涉及一种利用次氯酸钙提升污泥厌氧发酵氢气产量的方法，包括以下步骤：(1)取市政污水处理厂二沉池产生的剩余污泥，经过筛滤与沉淀后，得到浓缩污泥；(2)往浓缩污泥中投加次氯酸钙，搅拌混合后再装入厌氧反应器中，在厌氧环境下进行发酵反应并产生氢气，即完成。与现有技术相比，本发明中添加的次氯酸钙可以有效破除污泥絮体结构，促进污泥中有机物的溶出，为产氢提供了更多的发酵底物；与此同时，次氯酸钙能够减少硫酸盐还原菌、同型产乙酸菌和氢营养型产甲烷菌等对氢气的消耗。

技术领域

本发明属于污泥处理与资源化利用技术领域，涉及一种利用次氯酸钙提升污泥厌氧发酵氢气产量的方法。

背景技术

在城市化进程不断推进的大背景下，我国污水处理能力近年来有了很大的提升，剩余污泥的产生量也随之迅速增加。相关数据表明，2020年我国剩余污泥总产量超过了6000万吨(含水率80％)。如何妥善处理剩余污泥，避免对环境造成二次污染，成为了政府和污水处理厂管理者共同面临的难题。剩余污泥中含有大量的有机物，包括蛋白质、碳水化合物和脂类物质等等，如果能得到充分、有效地利用，则可以变废为宝，将其转变为宝贵的资源。

厌氧发酵是污泥资源化利用的一条有效路径，不仅可以实现污泥减量化和稳定化，同时可以将污泥中的有机物转化为挥发性脂肪酸和氢气，实现资源回收。作为一种清洁能源，氢气具有较高的热值(142.35kg/g)，因此其作为能源物质在全世界范围内都受到了广泛的关注。以剩余污泥作为底物，通过厌氧发酵技术回收氢气，对于我国环境保护和能源结构优化而言都具有十分重大的意义。但是，常规的污泥厌氧发酵过程存在着氢气产量低、产氢速率慢的问题，阻碍了这一技术的大规模应用。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种利用次氯酸钙提升污泥厌氧发酵氢气产量的方法，以提高其厌氧发酵效率，并大幅提升氢气产量。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用次氯酸钙提升污泥厌氧发酵氢气产量的方法，包括以下步骤：

(1)取市政污水处理厂二沉池产生的剩余污泥，经过筛滤与沉淀后，得到浓缩污泥；

(2)往浓缩污泥中投加次氯酸钙，搅拌混合后再装入厌氧反应器中，在厌氧环境下进行发酵反应并产生氢气，即完成。

进一步的，步骤(1)中，以总悬浮固体计算，浓缩污泥的浓度为22000～24000mg/L，其中，挥发性悬浮固体与总悬浮固体的质量比例在55～60％之间。

进一步的，步骤(1)中，沉淀过程的环境温度控制为2～4℃，沉淀时间为1～1.5天。另外，筛滤过程采用的是10目的不锈钢筛网。

进一步的，步骤(2)中，次氯酸钙以固体粉末形式加入浓缩污泥中，其投加量为0.2～1.8g/L(浓缩污泥)，以不纯的固体粉末的质量计。具体的，次氯酸钙的添加量可选为0.2g/L、0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1.0g/L、1.2g/L、1.5g/L或1.8g/L，优选为1.5g/L。

更进一步的，次氯酸钙固体粉末的纯度为60～70％。

进一步的，步骤(2)中，厌氧反应器先通入氮气排除空气以创造厌氧环境。

进一步的，步骤(2)中，发酵反应的温度控制为27～39℃，反应过程控制搅拌速率为130～180rpm，时间为5～10天。

更进一步的，步骤(2)中，发酵反应的温度控制为34～36℃，反应过程控制搅拌速率为150rpm。

进一步的，步骤(2)中，发酵反应过程中，每隔0.5天收集一次产生的氢气。

进一步的，厌氧反应器中经发酵反应所生成的污泥发酵液还连同市政污水一起继续依次经生化反应池和二沉池处理。