[发明专利]一种基于等电点促进剩余污泥预醇化强化厌氧消化的方法

说明书

本发明公开了种适用于剩余污泥厌氧消化的处理方法其技术方案要点是：一种基于等电点促进剩余污泥预醇化强化厌氧消化的方法，包括如下步骤：步骤a：通过Zeta电位法测定剩余污泥的pI值；步骤b：利用酸液调节剩余污泥体系的pH值；步骤c：离心处理污泥，分别收集上清液和固态污泥；步骤d：利用碱液调节上清液pH值，分级沉淀回收金属，离心处理，分别收集金属沉积物和上部溶液；步骤e：上部溶液和软化水重新溶解固态污泥，直至TS为2～10％；步骤f：污泥移入醇化相反应器中，进行污泥醇化反应；步骤g：将反应结束后的污泥整体转移至产甲烷相反应器进行厌氧产甲烷。本发明通过等电点预处理的方法，促进污泥有机质转化为乙醇，提高单位有机质甲烷产量。

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及到一种基于等电点促进剩余污泥预醇化强化厌氧消化的方法。

背景技术

当前，随着活性污泥法在城市污水处理厂的普及应用，大量的剩余污泥产生。据不完全统计，污泥的年产量已经超过4000万吨(以含水率80％计)，且以每年10％的速度增加。厌氧消化技术在减少污泥污染环境的同时回收能源，被认为是一种极具潜力的污泥处理技术。众所周知，污泥厌氧消化所需的周期长(30天以上)，单位有机质(VS)产生的甲烷产量低(180～220mL/g VS低于理论甲烷产量450～600mL/g VS)以及有机质的降解程度低(仅能去除30％～40％的VS)，极大的限制了污泥厌氧消化技术的推广应用。

研究发现，剩余污泥有机质的水解程度和污泥有机质的生物可降解性是限制污泥厌氧消化效率的关键因素，为了提高污泥厌氧消化效率，一方面，通过预处理污泥来提高污泥有机质的水解程度，如水热预处理、超声预处理、碱预处理、高压均相预处理等等。这些处理方法在一定程度上增加了污泥有机质的溶出，但针对不同的污泥却常常出现不同的处理效果甚至会产生更多的不易降解有机质。另一方面，通过改变微生物种群结构或者定向调控功能微生物促使污泥有机质厌氧消化产生更多的甲烷。如地杆菌和产甲烷菌互营共生能够促进直接种间电子传递(DIET)提高甲烷产量。

DIET是最新被发现的一种微生物互营机制，它与传统的“种间氢转移”或“种间甲酸转移”的本质区别在于，互营微生物之间的电子转移不依赖化学物质作为载体，而是通过微生物自身产生的导电性鞭毛、分泌的细胞色素或外源导电物质进行直接电子传递。目前已证实的地杆菌与产甲烷菌之间的直接电子传递都以乙醇为电子供体，在乙醇互营氧化产甲烷过程中，地杆菌氧化乙醇产生的电子通过导电性菌毛直接传递至产甲烷菌还原CO2产生甲烷，这个过程产生的中间产物乙酸由乙酸营养型产甲烷菌利用而产生甲烷。综上所述，利用预处理促进污泥中糖类、蛋白质、脂质等有机质向乙醇转化，定向调控并强化地杆菌与产甲烷菌的互营，对提高厌氧消化产甲烷效率具有极其重要的意义。

因此，我们有设计一种新的技术方案，以期提高剩余污泥厌氧消化效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于等电点促进剩余污泥预醇化强化厌氧消化的方法，通过等电点预处理的方法，促进污泥有机质转化为乙醇，提高单位有机质甲烷产量，从而提高污泥厌氧消化效率。

本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种基于等电点促进剩余污泥预醇化强化厌氧消化的方法，包括如下步骤：

步骤a：通过Zeta电位法测定剩余污泥的等电点(pI值)；

步骤b：根据步骤a中测定的pI值，利用酸液(3～12mol/L)调节剩余污泥体系的pH值，使剩余污泥体系中的pH值调至与pI值一致，按600～1000r/min转速搅拌污泥3～5h；

步骤c：按8000～12000rpm转速离心处理污泥，分别收集上清液和固态污泥；

步骤d：利用碱液(1～6mol/L)调节步骤c中产生的上清液pH值，使上清液的pH值为4.0～11.0，根据金属氢氧化物溶度积分级沉淀回收金属，并按8000～12000rpm转速离心处理，分别收集金属沉积物和上部溶液；