[发明专利]一种增强厌氧颗粒污泥生化性能和提高甲烷产量的方法

说明书

本发明提供一种增强厌氧颗粒污泥生化性能和提高甲烷产量的方法。本发明通过向废水厌氧消化处理体系中加入纳米碳基材料—乙炔黑(ACET)，一方面通过促进产甲烷菌和互营菌间的电子转移进而增强厌氧颗粒污泥的产甲烷能力，提高甲烷产量；另一方面改善厌氧颗粒污泥的组成，增强厌氧颗粒污泥的生化性能。本发明通过添加ACET，甲烷产量最大增长了44.36％；与未添加ACET相比，厌氧颗粒污泥灰分最大减少了50.12％，胞外聚合物浓度最大提高了48.96％。本发明的方法可以提高甲烷产量，增强厌氧颗粒污泥生化性能，从而实现高浓度有机废水的高效降解，降低企业运行成本，节约能源资源。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种增强厌氧颗粒污泥生化性能和提高甲烷产量的方法。

背景技术

据报道，我国每年会产生大量的高浓度有机废水，这些废水的有效处理一直是研究的重点。其中厌氧消化技术可以将有机废物生物转化为CH₄形式的生物能，这是目前最具前景的生物处理技术之一。然而，厌氧消化存在转化效率低、耗时长等缺陷，严重限制了厌氧技术的发展和应用。因此，寻找增强颗粒污泥的产甲烷能力，提高甲烷产量的方法是促进废水资源化的发展趋势。

目前，已有很多可以增强颗粒污泥产甲烷能力的措施，如添加产甲烷菌、改进厌氧反应器等。但是这些措施操作复杂、成本较高。因此寻找一种简单、高效、成本低的增强方法势在必行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是厌氧反应器处理高浓度有机废水时厌氧颗粒污泥甲烷转化率低、活性减弱的问题，提供一种增强厌氧颗粒污泥生化性能和提高甲烷产量的方法，通过添加乙炔黑(ACET)，加快厌氧颗粒污泥中产甲烷菌和互营菌间的电子转移，改善厌氧颗粒污泥的组成(灰分和胞外聚合物)，从而增强厌氧颗粒污泥生化性能，提高甲烷产量。该方法操作简单、成本低，可实现废水厌氧消化体系的优化。

本发明的目的在于提供一种废水厌氧消化体系的添加物；

本发明的另一目的在于提供乙炔黑作为添加物在促进厌氧颗粒污泥厌氧消化产甲烷中的应用；

本发明的再一目的在于提供一种利用乙炔黑增强厌氧颗粒污泥生化性能和提高甲烷产量的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种废水厌氧消化体系的添加物，所述添加物为乙炔黑。乙炔黑是一种由粗汽油热解时副产气分解精制得到的纯度99％以上的乙炔，经连续热解后得到的炭黑。

乙炔黑作为添加物在促进厌氧颗粒污泥厌氧消化产甲烷中的应用。

一种增强厌氧颗粒污泥生化性能和提高甲烷产量的方法，向废水中加入乙炔黑，然后加入厌氧颗粒污泥进行厌氧消化处理。

优选地，所述乙炔黑的添加量为每1L废水对应添加1～2g乙炔黑。

优选地，所述厌氧颗粒污泥的添加量为每150mL废水对应添加10～20mL厌氧颗粒污泥。

优选地，所述废水为高浓度有机废水。

优选地，所述废水的初始pH为7～8，所述废水的初始COD浓度为25～30g/L。

本发明的技术原理：乙炔黑(ACET)作为导体可以通过促进发酵细菌(互营菌)和产甲烷菌之间的直接种间电子转移(DIET)来刺激厌氧消化中的产甲烷作用，从而提高甲烷产量。此外，加入ACET可以降低厌氧颗粒污泥的灰分，促进胞外聚合物的分泌，灰分减少使厌氧颗粒污泥有机组分提高(VSS/TSS比值变大)，胞外聚合物增多不仅能增强厌氧颗粒污泥的物理性质，还会加快细菌间的电子转移效率，从而增强厌氧颗粒污泥的生化性能，厌氧颗粒污泥生化性能的增强不仅会促进有机物的降解，还能强化产甲烷作用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：