本發(fā)明涉及污泥處理，尤其涉及一種采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法。

背景技術(shù)：

1、目前，污水廠處理需求隨著人口增長(zhǎng)和工業(yè)發(fā)展逐年遞增，截至2022年底，城市污水處理廠的日處理能力達(dá)2.2億噸。污水廠主要的生物處理工藝為活性污泥法，但該方法中功能微生物的合成代謝會(huì)產(chǎn)生大量污泥，考慮到污泥中含有大量的可再生有機(jī)物，被視為具有經(jīng)濟(jì)潛力的可持續(xù)資源。同時(shí)也含有病原體和持久性有機(jī)污染物等有毒物質(zhì)，這種特性導(dǎo)致污泥的處理處置的方式十分重要，若不當(dāng)處理可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，嚴(yán)重威脅生態(tài)系統(tǒng)。污泥厭氧發(fā)酵可以產(chǎn)生具有廣泛適用性的有機(jī)揮發(fā)酸，這些揮發(fā)酸可以作為補(bǔ)充碳源或者用于生物脫氮除磷，也可以應(yīng)用于食品、藥品和化妝品等行業(yè)。而水解酸化微生物的世代周期比產(chǎn)甲烷菌短，對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可以將大分子有機(jī)物質(zhì)降解為短鏈脂肪酸，因此厭氧發(fā)酵是處理成分復(fù)雜的污泥的一種高效且適用的方法。

2、但微生物細(xì)胞壁構(gòu)成的污泥的復(fù)雜絮體結(jié)構(gòu)限制了污泥的溶解，導(dǎo)致水解速率低限制污泥發(fā)酵。因此，研究一種采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，能夠破壞絮體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)水解過程，從而提高底物的可生物降解性具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中污泥厭氧發(fā)酵周期長(zhǎng)，污泥微生物破壁困難，有機(jī)質(zhì)釋放率低下的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，包括如下步驟：

4、(1)將污泥進(jìn)行自然沉降，得到污泥樣品；

5、(2)將硫化鐵和亞硫酸鹽投加到污泥樣品中，進(jìn)行預(yù)處理即可。

6、作為優(yōu)選，所述步驟(1)中，自然沉降的溫度為1～6℃，自然沉降的時(shí)間為20～28h。

7、作為優(yōu)選，所述步驟(1)中，污泥樣品的ph值為6.5～7.5，tss的濃度為10～20g/l，vss的濃度為8～10g/l。

8、作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，硫化鐵的投加量為0.1～0.6mmol/gvss；所述亞硫酸鹽中so32-和硫化鐵中的鐵元素的摩爾比為1:1～3。

9、作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，將硫化鐵和亞硫酸鹽投加到污泥樣品后調(diào)節(jié)ph值為5～7。

10、作為優(yōu)選，所述硫化鐵為fe3s4、fe7s8或fes2；所述亞硫酸鹽包含亞硫酸鈣或亞硫酸鈉。

11、作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，預(yù)處理的轉(zhuǎn)速為120～150rpm，預(yù)處理的溫度為30～35℃，預(yù)處理的時(shí)間為20～28h。

12、本發(fā)明的有益效果：

13、(1)本發(fā)明采用硫化鐵活化亞硫酸鹽對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，其含有過渡金屬活性位點(diǎn)并且易于獲取，殘留的亞硫酸鹽很容易被氧氣氧化為無毒so42-，還會(huì)產(chǎn)生過氧硫酸根自由基(so5-·)和亞硫酸根自由基(so3-·)等活性物質(zhì)，不僅能夠有效破壞半剛性細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，還可以破壞污泥絮體中的特定官能團(tuán)和聚合物主鏈鍵。

14、(2)本發(fā)明驗(yàn)證了，隨著硫化鐵活化亞硫酸鹽對(duì)污泥預(yù)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，溶解性蛋白質(zhì)的變化趨勢(shì)是先增加后減小，溶解性碳水化合物持續(xù)增加，這說明硫化鐵活化亞硫酸鹽對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理能夠破壞污泥微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有利于胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)的溶出。與其他形態(tài)的硫化鐵活化亞硫酸鹽對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理的方法相比，fe3s4活化亞硫酸鹽預(yù)處理對(duì)溶解性蛋白質(zhì)的釋放效果顯著，而溶解性碳水化合物釋放量與fe7?s8基本相同，而高于fes2。這說明fe3s4活化亞硫酸鹽對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理的方法具有顯著的優(yōu)越性。

15、(3)本發(fā)明提供的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其具有原料易得、不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，且能達(dá)到理想的污泥破壁效果，fe3s4活化亞硫酸鹽預(yù)處理后的污泥中更多的胞內(nèi)及胞外聚合物中的有機(jī)物質(zhì)釋放進(jìn)入液相，使得污泥整體水解酸化率提升，促進(jìn)短鏈脂肪酸的生成，達(dá)到資源和能源回收最大化的目的。

技術(shù)特征：

1.一種采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，自然沉降的溫度為1～6℃，自然沉降的時(shí)間為20～28h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，污泥樣品的ph值為6.5～7.5，tss的濃度為10～20g/l，vss的濃度為8～10g/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，硫化鐵的投加量為0.1～0.6mmol/g?vss；所述亞硫酸鹽中so32-和硫化鐵中的鐵元素的摩爾比為1:1～3。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，將硫化鐵和亞硫酸鹽投加到污泥樣品后調(diào)節(jié)ph值為5～7。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，所述硫化鐵為fe3s4、fe7?s8或fes2；所述亞硫酸鹽包含亞硫酸鈣或亞硫酸鈉。

7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，預(yù)處理的轉(zhuǎn)速為120～150rpm，預(yù)處理的溫度為30～35℃，預(yù)處理的時(shí)間為20～28h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將污泥進(jìn)行自然沉降，得到污泥樣品，然后將硫化鐵和亞硫酸鹽投加到污泥樣品中，進(jìn)行預(yù)處理即可。本發(fā)明提供的采用硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理污泥的方法，其具有原料易得、不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，且能達(dá)到理想的污泥破壁效果，硫化鐵活化亞硫酸鹽預(yù)處理后的污泥中更多的胞內(nèi)及胞外聚合物的有機(jī)物質(zhì)釋放進(jìn)入液相，使得污泥整體水解酸化率提升，達(dá)到資源和能源回收最大化的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：周愛娟,枚軍,強(qiáng)海峰,劉芝宏,岳秀萍,張家廣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2