[发明专利]一种零价铁促进高含固城市污泥厌氧消化产甲烷的方法

说明书

本发明属于固体废弃物处理处置技术领域，公开了一种零价铁促进高含固城市污泥厌氧消化产甲烷的方法。具体为调整污泥的含固率后，再将其与接种物和零价铁混合得到混合物，然后将混合物置于无氧环境中进行消化反应产生气体。本发明将零价铁加入厌氧消化系统中，零价铁可作为电子供体加强有机物的不饱和化学键的断裂，促进污泥的水解酸化；也可与氢离子反应产生氢气，避免了有机酸的过分积累，可有效维持系统的酸碱平衡。此外，零价铁溶解出的亚铁离子是厌氧微生物所需的重要元素，也是酶的重要组成成分，可刺激提高厌氧微生物的活性。本发明能量需求低、沼渣产量少且易于处理，且操作简单、运行成本低、对环境不会产生二次污染。

技术领域

本发明属于固体废弃物处理处置技术领域，特别涉及一种零价铁促进高含固城市污泥厌氧消化产甲烷的方法。

背景技术

当前在全世界的能源消耗中，有超过80％是依靠化石能源，对其过度依赖不仅会造成不可再生的自然资源迅速枯竭，而且还会带来空气污染和全球变暖等环境问题。因此以城市污泥等有机废弃物为原料的第二代生物质能的开发逐渐成为研究热点。

厌氧消化是指在厌氧微生物的作用下，将废物中可生物降解的有机物转化为CH₄、CO₂和稳定物质的生物化学过程，具有可大幅度降低有机物以及产生可再生能源等特点，在农业固体废弃物、餐厨垃圾和城市污泥等固体废弃物处理领域得到了较为广泛的应用。

相比于传统的低含固厌氧消化，高含固厌氧消化最显著的特点是进料含固率较高，能有效提高厌氧反应器的单位容积产气率和处理量，简化了沼渣的后续处理。但也容易出现厌氧系统有机负荷过大、产酸菌的繁殖速度超过产甲烷菌、短时间内产生的大量有机酸难以被产甲烷菌消耗、厌氧系统的酸碱失衡、系统稳定性破坏、产气量大幅下降等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种零价铁促进高含固城市厌氧消化产甲烷的方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种零价铁促进高含固城市厌氧消化产甲烷的方法，包括以下步骤：

调整污泥的含固率后，再将其与接种物和零价铁混合得到混合物，然后将混合物置于无氧环境中进行消化反应产生气体。

所述污泥为污水处理厂二沉池的污泥。

所述污泥的含固率为2～7wt％，优选为5～7wt％。

所述含固率优选为通过添加水进行调节。

所述零价铁的粒径为18～75μm；优选为38μm。

所述零价铁的用量满足其在混合物中的浓度为0～2000mg/L，不为0。优选为1500mg/L。

所述接种物为接种污泥。

所述接种物与污泥的体积比为1：2.5～1：10；优选为1：4。

所述消化反应为在20～55℃下以110～130rpm的振荡速度反应16～18天；

优选地，所述消化反应为在55℃下以120rpm的速度振荡反应16天。

本发明的机理：

本发明将零价铁加入厌氧消化系统中，零价铁可作为电子供体加强有机物的不饱和化学键的断裂，促进污泥的水解酸化；也可与氢离子反应产生氢气，避免了有机酸的过分积累，可有效维持系统的酸碱平衡。此外，零价铁溶解出的亚铁离子是厌氧微生物所需的重要元素，也是酶的重要组成成分，可刺激提高厌氧微生物的活性。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

1、提高了厌氧消化系统单位容积处理量和甲烷产量。