[发明专利]一种污泥厌氧发酵过程同步强化产酸与去除难降解有机副产物的方法

说明书

本发明公开了一种污泥厌氧发酵过程同步强化产酸与去除难降解有机副产物的方法，属于污泥处置与污水处理领域。本发明利用氢氧化钠溶液将剩余污泥的pH值调节为10±0.1；向剩余污泥中投加磁铁矿，磁铁矿的投加量为0.2～0.6g/gVSS；除去反应器中的空气后，密闭反应器，在搅拌状态下厌氧发酵4～12天，利用改性磁粉富集异化铁还原菌强化产酸作用，同时改性磁粉在碱性条件下会吸附腐殖酸类物质；在搅拌发酵过程中剩余污泥的pH始终维持在10±0.1；发酵结束后使用磁场分离剩余污泥中的改性磁粉。本发明的方法与单纯的碱性处理方法相比，其短链脂肪酸的累积量可提升36.7％以上，发酵液中的腐殖酸含量最高可减少40.4％。

技术领域

本发明涉及到一种剩余污泥厌氧处理的方法，适用于污水处理厂的剩余污泥处理，尤其是在进水碳氮比低的污水处理厂可实现剩余污泥高效处理与资源利用，属于污泥处置与污水处理领域。

背景技术

当前，中国多数污水处理厂面临着出水氮磷难以稳定达标、剩余污泥难以有效处置的两大难题，污泥厌氧发酵产酸供碳技术可以同时解决上述两大难题，近年来受到广泛关注。在已有的污泥厌氧发酵技术中，碱性发酵技术因其高效、低价的特点，研究相对最多，但是其本身存在二个缺陷：1)释放出的有机物酸化率偏低；2)发酵过程产生大量的难降解有机物，主要为腐殖酸等。已有研究表明，污水生物脱氮除磷的最适碳源为短链脂肪酸，因此提高剩余污泥酸化性能的关键在于产酸组成及其比例。同时，如将污泥发酵液直接回流到主流生物处理系统中，发酵液内的腐殖酸等难降解有机物会对出水的COD造成不利影响。

已有申请书公开了“一种同步强化产酸与除磷的污泥厌氧发酵处理方法”(申请号：201910303827.2)，其通过在碱性条件下投加磁粉来同步强化剩余污泥厌氧发酵产酸与除磷，但由于磁粉本身的惰性，微生物发生作用较慢，其强化产酸较差且发酵液中难降解有机物浓度偏高。鉴于此，本发明提出一种污泥厌氧发酵过程同步强化产酸与去除难降解有机副产物的方法。

发明内容

本发明的目的主要针对剩余污泥在氢氧化钠提供的碱度下厌氧发酵产酸时，存在有机物转化短链脂肪酸效率偏低、难降解有机副产物释放量较大等问题，提出一种提高碱性条件下剩余污泥厌氧发酵有机酸转化效率的同时，有效降低发酵液中难降解有机副产物含量的方法。

本发明提出的方法，不同于以往单纯使用氢氧化钠控制剩余污泥的pH值来促进其厌氧发酵产酸，或是在氢氧化钠控制pH值后通过投加磁粉来强化其厌氧发酵产酸等方法，而是在碱性条件下通过投加经过硫酸改性的磁粉来强化剩余污泥厌氧发酵产酸，同时利用其较强的吸附能力去除发酵液中的难降解有机副产物，从而实现发酵液整体酸化率提升、回用副产物抑制作用减缓的目的。

本发明提出了一种污泥厌氧发酵过程同步强化产酸与去除难降解有机副产物的方法，其步骤如下：

(1)将经过静置浓缩的剩余污泥加入厌氧反应体系中，污泥中总悬浮固体TSS浓度为10000～30000mg/L，挥发性悬浮固体VSS浓度为4000～18000mg/L；

(2)利用氢氧化钠溶液将剩余污泥的pH值调节为10±0.1；向剩余污泥中投加改性磁粉，改性磁粉的投加量为0.2～0.6g/gVSS；除去反应器中的空气后，密闭反应器，在搅拌状态下厌氧发酵4～12天，利用改性磁粉富集异化铁还原菌强化产酸作用，同时改性磁粉在碱性条件下会吸附腐殖酸类物质；在搅拌发酵过程中剩余污泥的pH始终维持在10±0.1；发酵结束后使用磁场分离剩余污泥中的改性磁粉；

所述改性磁粉的制备方法为：将粉末状的磁铁矿置于反应釜内持续搅拌，同时通过雾化方式不断往反应釜内加入93％～98％的硫酸溶液，利用雾化后的硫酸与磁铁矿粉末发生反应使磁铁矿粉末表面形成多孔结构，反应釜内加入的硫酸溶液与磁铁矿的质量比为6～12：100。

作为优选，所述剩余污泥为二沉池污泥。

作为优选，所述剩余污泥的静置时间为24～36h，使污泥稳定并浓缩。