[发明专利]一种基于污泥等电点利用餐厨垃圾酸发酵强化厌氧共消化的方法

说明书

本发明提供了一种基于等电点利用餐厨垃圾酸发酵强化污泥厌氧消化的方法，其包括：将餐厨垃圾进行厌氧发酵产酸，得到餐厨垃圾发酵产酸液；浓缩富集餐厨垃圾发酵产酸液，分别收集发酵产酸上清液和发酵残渣；用发酵产酸上清液调理污泥至污泥等电点；将调理后的污泥进行固液分离，分别收集第一上清液和污泥沉积物；使用碱液调节第一上清液，进行离心处理，分别收集第二上清液和金属沉积物；将第二上清液经阳离子交换树脂处理，收集过滤液；将发酵残渣、污泥沉积物和过滤液混合搅拌，得到混合物；进行厌氧消化，并收集沼气和沼渣；本发明利用餐厨垃圾发酵产酸液提供外源氢质子去除污泥中重金属，在强化污泥资源化的同时，有效处置了餐厨垃圾。

技术领域

本发明属于污泥等易腐有机废弃物资源化处理技术领域，具体涉及一种基于污泥等电点利用餐厨垃圾酸发酵强化厌氧共消化的方法。

背景技术

当前，随着活性污泥法在污水处理厂的普及应用，产生大量废弃活性污泥。废弃的活性污泥中含有大量的易腐有机物和重金属，如不及时处理可能会引起严重的二次污染。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。然而，长的污泥厌氧消化周期(30天以上)、低的单位有机质(VS)甲烷产量(180-220mL/gVS)和有机质的降解程度低(仅能去除30-40％的VS)，极大地限制了污泥厌氧消化技术的推广应用。同时，随着人口的增加和经济的发展，餐厨垃圾产量与日俱增。传统的垃圾填埋势必会造成严重的环境污染，因此，餐厨垃圾的妥善处理已然迫在眉睫。

现有的专利技术主要是直接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，例如：公开号为CN108217933A的专利“一种高效促进产酸的两相厌氧消化器内循环混合装置”，公开号为CN106365373A的专利“处理市政污泥厌氧消化液的方法及其设备”，公开号为CN106929410A的专利“一种城镇固体废物两相厌氧消化产酸相反应器”，公开号为CN108821531A的专利“热碱预处理市政污泥与餐厨垃圾协同厌氧处理的方法”，公开号为CN109250879A的专利“一种水热反应气氛改善污泥燃料的处理方法”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。

研究发现，污泥等电点预处理能有效地提高污泥厌氧消化效率，同时去除污泥中的重金属，有利于污泥厌氧消化后沼渣的土地利用。然而，污泥等电点偏酸性(pH值为3.5-4.5)，需要添加外源氢质子，限制了该预处理技术的发展。近年来，餐厨垃圾的酸发酵处理因成为一种绿色可持续的处理方式被广泛推广。据报道，餐厨垃圾发酵产酸液的pH值可降低至3以下，这为用于调节污泥pH提供了可能。

发明内容

为了提高污泥、餐厨垃圾等易腐有机废弃物的厌氧消化效率，本发明提供了一种基于污泥等电点利用餐厨垃圾酸发酵强化厌氧共消化的方法。该方法基于等电点预处理能强化污泥有机质厌氧生物转化效率，利用餐厨垃圾发酵产酸液提供外源氢质子去除污泥中重金属，在强化污泥资源化的同时，有效处置了餐厨垃圾。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于污泥等电点利用餐厨垃圾酸发酵强化厌氧共消化的方法，其包括如下步骤：

(1)、将餐厨垃圾进行中温或高温厌氧发酵产酸1-8天，得到餐厨垃圾发酵产酸液；

(2)、浓缩富集餐厨垃圾发酵产酸液使其pH＜3，分别收集发酵产酸上清液和发酵残渣；

(3)、用发酵产酸上清液调理污泥的pH值至污泥等电点，并同时进行搅拌；

(4)、将步骤(3)中调理后的污泥进行固液分离，分别收集第一上清液和污泥沉积物；

(5)、使用碱液调节步骤(4)中的第一上清液至pH值为4.0-11.0，根据金属氢氧化物溶度积进行离心处理，分别收集第二上清液和金属沉积物；