[发明专利]一种提高污泥生产有机酸产量的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及提高污泥生产有机酸产量的方法。

背景技术

废水生物脱氮除磷工艺是防止水体富营养化的重要手段。在微生物去除氮、磷等营养物质的过程中，它们需要大量的溶解性有机化合物作为碳源，例如易生物降解的有机物(如甲醇、乙酸等)利于反硝化过程的进行，而短链脂肪酸(包括乙酸、丙酸等)则有利于聚磷菌进行强化生物除磷。然而，在多数情况下，废水中的短链脂肪酸都不能够满足微生物同时去除氮、磷的需求，尤其是南方城市污水中的有机物浓度更是不足。为了避免额外投加化学药剂的费用，多数的研究都是采用初沉污泥或初沉污泥与剩余污泥的混合物进行发酵来生产有机酸(例如，文献Biotechnology and Bioengineering，1994，44：7-13.；WaterScience and Technology，1998，38(1)：265-273；2003，47(12)：141-148.)，从而补充生物脱氮除磷系统中微生物所需的碳源。

污泥厌氧消化包括水解、酸化和产甲烷三个过程，发酵产酸属于前两阶段。一般来说，水解速率较慢，是整个消化过程的速率控制步骤。从生产有机酸的角度来看，如果能够提高污泥的水解速率，同时抑制产甲烷菌的活性，就可以在缩短系统水力停留时间的基础上使得有机酸大量的积累。现有的几种用于提高污泥水解速率的方法有：热处理、热化学处理、机械处理、超声波处理及酶处理等，然而由于需要较高的投资和运行费用，这些预处理方法的应用受到了很大的限制。

发明内容

本发明的研究表明，表面活性剂可以显著提高污泥中的蛋白质、多糖等有机物溶解于水中，从而为污泥发酵产酸提供丰富的溶于水的有机基质(WaterResearch，2001，35(11)：2615-1620.)。此外，碱性pH值不但提高污泥中的非溶解状态有机物的水解速率，而且对产甲烷菌的活性有明显的抑制作用(Environmental Science and Technology，2006，40：2025-2029.)。因此，可以利用阴离子表面活性剂和碱性pH值条件联合作用来进一步提高污泥生物生产有机酸的产量。

本发明的目的在于提供一种利用阴离子表面活性剂和碱性pH值条件联合作用提高污泥生产有机酸产量的方法。

本发明提出的利用阴离子表面活性剂和碱性pH值条件联合作用提高污泥生产有机酸产量的方法，以污水处理厂产生的初沉污泥、剩余污泥或两者的混合物为原料，通过加入阴离子表面活性剂、控制碱性pH值条件以及所述污泥中微生物的作用将污泥中的非水溶解状态的污泥有机物(如多糖和蛋白质等)最大程度的转化为有机酸。

进一步，具体条件可为：

阴离子表面活性剂的用量与污泥干重的比值范围为0.01∶1-0.1∶1；

微生物作用的pH值范围为8-12；

污泥在反应器中的停留时间范围为5小时-30天。

本发明所述的阴离子表面活性剂，具体可以为十二烷基硫酸钠、十四烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠等。

本发明较好的实施条件是：

本发明中，阴离子表面活性剂的用量与污泥干重的比值范围为0.04∶1-0.07∶1。虽然所述阴离子表面活性剂的用量与污泥干重的比值在0.01-0.1的范围内都可以与碱性pH值条件联合作用进一步提高污泥生产有机酸的产量，并且在一定的时间范围内，随着阴离子表面活性剂用量的增加有机酸的产量也逐渐增加。综合考虑运行成本和有机酸的产量，故本发明采用的较合适的阴离子表面活性剂的用量为0.04-0.07倍的干污泥重量。

微生物作用的pH值为10。

本发明中，污泥在反应器中的停留时间范围为3-12天。