[发明专利]鼠李糖脂生物表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法。

背景技术

国民经济的持续快速发展导致城市生活污水排放量逐年增长，处理力度也势必随着增加。截至2008年底，全国已建成投产运行的城市污水处理厂达到1519座，其中86.2%的污水处理厂采用活性污泥法，平均处理水量约6699.8万m³/d。但是在污水处理过程中却产生大量的剩余污泥。2008年全国剩余污泥产生量高达1800万吨/年（80%含水率），之后以每年10%的速度快速增长，其处理处置费用通常占到污水处理总操作成本的20～50%，甚至70%。城市污泥中蕴含大量有机质，相比较作为废弃物丢弃，完全有潜力成为一种有价值但低廉的资源。因此，如何结合社会效益、经济效益和环保效益最大化地利用污泥中的有机质是今后污泥处理处置技术发展所需考虑的新方向。

已有研究者发现，化学表面活性剂能够促进剩余污泥中颗粒有机物的溶解，降低产甲烷菌的活性，从而使得剩余污泥厌氧发酵过程的中间产物SCFAs得以大量积累。但是化学表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法中的化学表面活性剂存在毒性，且不可生物降解对剩余污泥造成二次污染，化学表面活性剂十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠对剩余污泥的酸化效能较弱的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的化学表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法中的化学表面活性剂存在毒性，且不可生物降解对剩余污泥造成二次污染，化学表面活性剂十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠对剩余污泥的酸化效能较弱的问题，而提供鼠李糖脂生物表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法。

鼠李糖脂生物表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、将剩余污泥放入容器中在温度为4℃的条件下进行自然沉降，沉降时间为24~30h，然后排掉上清液，得到污泥样本；

二、将污泥样本放入反应瓶中，投加鼠李糖脂，其中鼠李糖脂的投加量为0.005~0.10g/gVSS；

三、将反应瓶驱氧充氮10min后，密封反应瓶，放入空气浴摇床中以100~110rpm/min转速，进行厌氧发酵，发酵温度为35~38℃、发酵时间为96~192h，完成鼠李糖脂生物表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的过程。

本发明的有益效果是：鼠李糖脂生物表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法中的鼠李糖脂生物表面活性剂具有良好的生物可降解性和环境友好性，达到逐渐消除毒性对剩余污泥的二次污染；鼠李糖脂生物表面活性剂促进剩余污泥厌氧发酵产酸的方法对剩余污泥发酵产酸有较大的促进作用，当鼠李糖脂、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠，投加量均为0.04g/gVSS，发酵时间为96h时，投加鼠李糖脂生物表面活性剂与投加十二烷基硫酸钠及十二烷基苯磺酸钠化学表面活性剂实验组相比，挥发酸浓度分别提高3.62倍及1.22倍；发酵时间为192h时，投加鼠李糖脂生物表面活性剂、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠实验组累积甲烷产量分别为4.07mL、43.70mL和153.49mL，鼠李糖脂生物表面活性剂对产甲烷菌的活性存在抑制作用。

本发明方法用于促进剩余污泥厌氧发酵产酸。

附图说明

图1为对比实验一、实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五和实施例六的挥发酸浓度与发酵时间的关系图；其中代表对比实验一的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例一的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例二的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例三的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例四的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例五的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例六的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线。

图2为对比实验二、对比实验三、对比实验四和实施例七的挥发酸浓度与发酵时间的关系图；其中代表对比实验二的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表对比实验三的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表对比实验四的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线，代表实施例七的挥发酸浓度与发酵时间的关系曲线。

图3为对比实验二、对比实验三、对比实验四和实施例七的累积甲烷产量与发酵时间的关系图；其中代表对比实验二的累积甲烷产量与发酵时间的关系曲线，代表对比实验三的累积甲烷产量与发酵时间的关系曲线，代表对比实验四的累积甲烷产量与发酵时间的关系曲线，代表实施例七的累积甲烷产量与发酵时间的关系曲线。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。