專(zhuān)利名稱：一種提高污水廠剩余污泥產(chǎn)甲烷率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高污水廠剩余污泥產(chǎn)甲烷率的方法。
背景技術(shù)：
利用厭氧生物法處理廢水、剩余污泥既可以降低環(huán)境污染，同時(shí)也可獲得能量(甲烷和二氧化碳?xì)怏w)(Environ.Sc1.Technol.1986，20, 1200-1206)。厭氧生物處理剩余污泥通常分為四個(gè)階段:水解(復(fù)雜大分子狀態(tài)的蛋白質(zhì)和碳水化合物被胞外水解酶轉(zhuǎn)化成小分子溶解態(tài)的單體);產(chǎn)酸(水解產(chǎn)物被轉(zhuǎn)化為各種中間產(chǎn)物，如短鏈脂肪酸SCFAs等);乙酸化階段(短鏈脂肪酸被產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌轉(zhuǎn)化成乙酸、二氧化碳和氫氣)；產(chǎn)甲烷階段(乙酸和氫氣被產(chǎn)甲燒菌轉(zhuǎn)化為甲燒和二氧化碳等)(Appl.Environ.Microbiol.1978, 36, 1-7)。污泥中有機(jī)物 質(zhì)的水解階段被認(rèn)為是剩余污泥厭氧產(chǎn)甲烷過(guò)程中的限速步驟，為了提高剩余污泥厭氧產(chǎn)甲烷速率，文獻(xiàn)中研究了各種污泥預(yù)處理方法以提高污泥水解速率，預(yù)處理方法包括機(jī)械法、化學(xué)法、生物法等(Water Res.2000, 34，2362-2368 ；ffaterRes.2001，35，2003-2009 ；ffater Res.1984，18，1343-1353)。接著，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的剩余污泥直接使用連續(xù)攪拌式反應(yīng)器(CSTR)直接產(chǎn)甲烷。盡管一些高效厭氧反應(yīng)器如厭氧膨脹層反應(yīng)器(EGSB,即Expanded GranularSludge Bed)早已被研制出來(lái)并被應(yīng)用于有機(jī)廢水產(chǎn)甲烷，但鮮有報(bào)道這些高效厭氧反應(yīng)器被應(yīng)用于剩余污泥厭氧產(chǎn)甲烷過(guò)程。如果污泥中的有機(jī)顆粒能被水解、酸化成有機(jī)廢水，特別是含有較高濃度的SCFAs，則可通過(guò)EGSB反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)甲烷率的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種提高污水廠剩余污泥產(chǎn)甲烷速率的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種提高污水廠剩余污泥產(chǎn)甲烷速率的方法，包括如下步驟:( I)調(diào)節(jié)污泥的pH值為堿性，攪拌均勻，靜置沉淀；(2)取步驟(I)靜置后的上清液進(jìn)入?yún)捬跖蛎泴臃磻?yīng)器(EGSB反應(yīng)器)中產(chǎn)甲烷。所述的步驟(I)中，使用Ca(OH)2調(diào)節(jié)污泥的pH值為8-12，優(yōu)選pH值為10。 所述的步驟(I)中，攪拌溫度為34_36°C，攪拌時(shí)間為6-10天；優(yōu)選地，攪拌溫度為35°C，攪拌時(shí)間為8天。所述的步驟(I)中，靜置沉淀時(shí)間為24小時(shí)。所述的步驟(2)中，用HCl調(diào)節(jié)上清液的pH值為6-8，優(yōu)選地pH值為7。所述的步驟(2)中，在中溫厭氧發(fā)酵條件35°C、有機(jī)負(fù)荷(單位體積反應(yīng)器單位時(shí)間內(nèi)所能去除的有機(jī)物量)為5-45kgC0D/m3/d條件下產(chǎn)甲烷；優(yōu)選地，有機(jī)負(fù)荷為30kgC0D/m3/cL本發(fā)明的研究表明，采用剩余污泥經(jīng)堿性條件(ρΗΙΟ.Ο)發(fā)酵8天后的上清液，通過(guò)應(yīng)用EGSB反應(yīng)器可以較大地提高產(chǎn)甲烷率。本發(fā)明的有益效果是:剩余污泥首先在堿性條件下水解、發(fā)酵產(chǎn)酸，然后再將生成的上清液進(jìn)入EGSB反應(yīng)器中生產(chǎn)甲烷，這不但提高了污泥的產(chǎn)甲烷率，而且使污泥中的有機(jī)物得到更充分的回收和再利用，減少了污泥對(duì)環(huán)境的污染。
具體實(shí)施例方式為提高剩余污泥厭氧產(chǎn)甲烷率，本發(fā)明經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用下述本發(fā)明剩余污泥生產(chǎn)甲烷的方法，能夠顯著提高剩余污泥產(chǎn)甲烷率。本發(fā)明提高剩余污泥產(chǎn)甲烷的方法，包括以下步驟:調(diào)節(jié)剩余污泥的pH值為8-12，溫度為34-36°C，攪拌時(shí)間為6_10天，進(jìn)行厭氧發(fā)酵，取其上清液，用HCl調(diào)節(jié)上清液的pH值為7.0 (中性)。然后，使污泥上清液進(jìn)入EGSB反應(yīng)器中運(yùn)行，在中溫厭氧發(fā)酵溫度35°C、有機(jī)負(fù)荷(單位體積反應(yīng)器單位時(shí)間內(nèi)所能去除的有機(jī)物量)為5-45kgC0D/m3/d時(shí)，厭氧產(chǎn)甲烷。本發(fā)明方法在產(chǎn)甲烷前，先將剩余污泥在pH值為8-12的堿性條件下發(fā)酵，溫度為34-36°C，攪拌時(shí)間為6-10天。這樣不僅可以使污泥水解速率得到明顯提高，產(chǎn)生出較多的溶解性碳水化合物等物質(zhì)，而且由溶解性碳水化合物生成的短鏈脂肪酸的量也得到提高，這為后續(xù)產(chǎn)甲烷階 段提供了較為豐富的碳源。本發(fā)明，取剩余污泥厭氧發(fā)酵后的上清液，用HCl調(diào)節(jié)上清液的pH值為7.0 (中性)，以便于進(jìn)入高效厭氧反應(yīng)器EGSB中，提高其產(chǎn)甲烷率。將污泥上清液加入EGSB反應(yīng)器中運(yùn)行，在中溫厭氧發(fā)酵溫度35°C、有機(jī)負(fù)荷(單位體積反應(yīng)器單位時(shí)間內(nèi)所能去除的有機(jī)物量)為5-45kgC0D/m3/d時(shí)，厭氧產(chǎn)甲烷。調(diào)節(jié)最適合的有機(jī)負(fù)荷，可以有效地將污泥中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷，以獲得最大化的產(chǎn)甲烷率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明先在pH值為10的堿性條件下，溫度35°C，發(fā)酵8天后，得到的短鏈脂肪酸濃度最大。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明在產(chǎn)甲烷階段，將污泥堿性發(fā)酵后的上清液調(diào)為中性，力口入?yún)捬醴磻?yīng)器EGSB中厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷，中溫35 V，有機(jī)負(fù)荷控制為30kgC0D/m3/d時(shí)，產(chǎn)甲烷率達(dá)到最大。下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1(1)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為 1932mg/L。 將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出
2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L (內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破溆袡C(jī)負(fù)荷為5kgC0D/m3/d，溫度為35°C,甲烷產(chǎn)率為 1.54m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例2(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)。控制其溫度為35°C、有機(jī)負(fù)荷為IOkgCOD/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 3.14m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例3 (I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破錅囟葹?5°C、有機(jī)負(fù)荷為15kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 4.82m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例4(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)。控制其溫度為35°C、有機(jī)負(fù)荷為20kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 6.20m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例5(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟( I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)。控制其溫度為35°C、有機(jī)負(fù)荷為25kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 7.93m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例6(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)。控制其溫度為35°C、有機(jī)負(fù)荷為30kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 12.63m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例7(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破錅囟葹?5°C、有機(jī)負(fù)荷為35kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 11.10m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例8(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為
4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破錅囟葹?5°C、有機(jī)負(fù)荷為40kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 11.43m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例9(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO， 經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH10，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破錅囟葹?5°C、有機(jī)負(fù)荷為45kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 11.27m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例10(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Techno l.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為
4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破錅囟葹?5°C、有機(jī)負(fù)荷為30kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 6.15m3CH4/m3-reactor/d。實(shí)施例11(I)將120L污泥平均加入到3個(gè)相同的反應(yīng)器中(反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作，工作容積為20L，內(nèi)徑240mm，高450mm，呈圓柱形)，控制其pH值分別為8_12，經(jīng)過(guò)6_10天水解產(chǎn)酸的發(fā)酵過(guò)程，攪拌溫度分別為34-36°C。當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH8，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1060mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pHIO，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為2895mg/L ；當(dāng)剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵，短鏈脂肪酸的濃度最大為1932mg/L。將剩余污泥pH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后，讓各反應(yīng)器靜置、沉淀24小時(shí)，分別取出2.5L發(fā)酵上清液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。(2)選用步驟(I)中剩余污泥水解產(chǎn)酸的條件為PH12，經(jīng)過(guò)8天厭氧發(fā)酵后得到的上清液；用HCl調(diào)節(jié)上清液pH值為7.0，將上清液取出，加入EGSB反應(yīng)器中(構(gòu)造參見(jiàn)文獻(xiàn)Environ.Sc1.Technol.2009，43，2931-2936.Water Res.2006，40，3737-3744)，工作容積為
4.5L(內(nèi)徑60mm，高1400mm，使用有機(jī)玻璃制成)?？刂破錅囟葹?5°C、有機(jī)負(fù)荷為30kgC0D/m3/d,甲燒產(chǎn)率為 8.58m3CH4/m3-reactor/d。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高污水廠剩余污泥產(chǎn)甲烷速率的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)調(diào)節(jié)污泥的PH值為堿性，攪拌均勻，靜置沉淀； (2)取步驟(I)靜置后的上清液進(jìn)入?yún)捬跖蛎泴臃磻?yīng)器中產(chǎn)甲烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(I)中，使用Ca(OH)2調(diào)節(jié)污泥的pH值為8-12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(I)中，使用Ca(OH)2調(diào)節(jié)污泥的pH值為10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(I)中，攪拌溫度為34-36°C，攪拌時(shí)間為6-10天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(I)中，攪拌溫度為35°C，攪拌時(shí)間為8天。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(I)中，靜置沉淀時(shí)間為24小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，用HCl調(diào)節(jié)上清液的pH值為6-8。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，用HCl調(diào)節(jié)上清液的pH值為7。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，在中溫厭氧發(fā)酵條件35°C、有機(jī)負(fù)荷為5-45kgC0D/m3/d條件下產(chǎn)甲烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的步驟(2)中，在中溫厭氧發(fā)酵條件35°C、有機(jī)負(fù)荷為30kgC0D/m3/d條件下產(chǎn)甲烷。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高污水廠剩余污泥產(chǎn)甲烷速率的方法，包括如下步驟(1)調(diào)節(jié)污泥的pH值為堿性，攪拌均勻，靜置沉淀；(2)取步驟(1)靜置后的上清液進(jìn)入?yún)捬跖蛎泴臃磻?yīng)器中產(chǎn)甲烷。本發(fā)明提供的上述方法不但提高了甲烷產(chǎn)率，而且使剩余污泥中的有機(jī)物得到充分的回收和再利用，減少了污泥對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C02F11/04GK103204616SQ20131008191
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者張棟, 趙建夫, 王學(xué)江, 王榮昌, 吳家正, 夏四清 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)