[发明专利]一种利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法

权利要求书

1.一种利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：该含四环素污泥的无害化资源化处理体系由浓缩装置、预处理装置、厌氧发酵装置和固液分离装置组成。所述浓缩装置设有进泥管、出水阀、出水管、排泥阀、排泥管、均匀分散装置等。所述预处理装置设有过氧化钙储掷装置、均匀分散装置等，过氧化钙储掷装置主要是暂时存储和定量添加过氧化钙，以降解污泥中的四环素；均匀分散装置主要是使投加的过氧化钙能均匀分布在体系中，增大与四环素的接触。所述厌氧发酵装置设有风机、控温装置、过氧化钙储掷装置、均匀分散装置等，风机主要是充氮驱氧，控温装置主要是控制发酵温度，过氧化钙储掷装置主要是为了进一步提高污泥的发酵效率和脱水性能。所述固液分离装置设有调理搅拌室和带式压滤机。其中，预处理装置为该体系主要处理设备，设置目的在于一方面利用过氧化钙的加入，释放出羟基自由基和超氧自由基，促进污泥中四环素的降解，消除四环素对污泥厌氧发酵的抑制。另一方面利用过氧化钙的强氧化性和碱性促进污泥细胞的破裂，提高污泥中有机物的溶出，同时过氧化钙在水中释放出的钙离子、过氧化氢和自由基有利于强化污泥脱水。

2.一种利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)将市政污水处理厂产生的二沉池剩余污泥在4℃的浓缩装置中进行沉降24h，然后排出部分上清液体，获得浓缩后的污泥样品；

(2)将浓缩后的剩余污泥输送至预处理装置，向污泥中投加过氧化钙，同时打开均匀分散装置，5-10min后加入FeSO₄·7H₂O作为引发剂，活化过氧化钙，促进产生更多的自由基以降解污泥中的四环素，预处理时间为30-35min；

(3)预处理后污泥送至厌氧发酵装置进行产脂肪酸，同时在发酵2-3天后向污泥中投加一定量的过氧化钙；

(4)发酵结束后，将发酵后的污泥进行固液分离得到泥饼和含有短链脂肪酸的发酵液。

3.根据权利要求2所述的利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：步骤(2)所述的预处理为投加过氧化钙，过氧化钙与污泥固体含量的质量比为0.10-0.15。投加的过氧化钙的粒径为10-40目，纯度为60％-65％。均匀分散装置的搅拌强度为130-150rpm。

4.根据权利要求2所述的利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：步骤(2)投加的FeSO₄·7H₂O与投加过氧化钙的质量比为3.3-3.5。

5.根据权利要求2所述的利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：步骤(3)投加过氧化钙与污泥固体含量的质量比为0.05-0.10，以实现更好的产酸和脱水效果。

6.根据权利要求2所述的利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：步骤(3)中厌氧发酵的温度控制在22-25℃，发酵周期为7-8天，搅拌强度设为100-120rpm，厌氧发酵开始之前打开风机向发酵装置充氮气5-10min，氮气流速控制在0.5-1L/min，确保发酵装置处于厌氧。

7.根据权利要求2所述的利用过氧化钙降解污泥中的四环素并提高发酵短链脂肪酸产量的方法，其特征在于：步骤(4)所述的固液分离首先是向发酵污泥中加入3-4kg/t(干污泥)的高分子絮凝剂聚丙烯酰胺，同时开启均匀分散装置，2-5min后将充分调理搅拌的污泥送至带式压滤机对污泥进行脱水处理。