[发明专利]一种循环处理剩余污泥生产甲烷的方法

说明书

一种循环处理剩余污泥产甲烷的方法，是以高铁酸钾和次氯酸钠作为复合调理剂调理污泥，将调理后的污泥进行第一次厌氧消化得到沼渣，将沼渣脱水至含水量为0‑3%后在氮气保护下进行热解制备成生物炭，然后将生物炭作为厌氧辅助剂加入新鲜的污泥中进行厌氧消化，形成循环处理。本发明循环处理剩余污泥过程中，通过厌氧消化后，极大减少热解物体积，降低热解能耗，在循环处理过程中，热解产气热值稳定在14.23 MJ/Nm³，产率达到为43.48%，制备的含铁沼渣生物炭产率为39.4%，比表面积为59.76m²/g、孔容积为0.17cm³/g，厌氧消化产气过程中，甲烷占比分别为70.52%，产能约为15.16KWh，且将厌氧消化产气的周期缩短至15‑18天，产气峰值提前到第10‑12天。

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，具体涉及一种利循环处理剩余污泥生产甲烷的方法。

背景技术

城市剩余污泥是一种污水处理过程中的副产物，由细菌、病毒及其吸附的有机物组成，其中含有铜、锌、汞等重金属和多氯联苯、二噁英等有毒有害物质，这使得污泥具有较大的毒性和较高的处理难度，随着无水处理量的逐年递增，污泥的产量也快速增长。现有技术中如专利CN109179927A中将污泥破解、脱水然后热解制备生物炭，循环应用到污泥中进行调理，促进污泥脱水和产氢气。但是该方法中脱水后的污泥进行热解耗能极大，加大了处理过程中的经济投入，且标况下，甲烷的热值为35.82MJ/Nm³，是氢气的热值(10.80MJ/Nm³)的3.5倍，因此我们考虑将剩余污泥处理产甲烷。

厌氧消化技术已经被用于污泥处理中。厌氧消化是指通过微生物将有机质转化为CH₄、CO₂的过程，是是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。厌氧消化分为三大阶段：水解酸化阶段、乙酸化阶段和甲烷化阶段；而水解酸化和乙酸化过程控制不当，会导致pH降低，从而影响产甲烷菌的生活环境，进而影响污泥厌氧消化效果，使得厌氧消化产气率低、产气热值不高，挥发性脂肪酸(VFAs)积累，导致厌氧过程的不稳定。

发明内容

本发明目的在于提供一种循环处理剩余污泥产甲烷的方法。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种循环处理剩余污泥产甲烷的方法，其特征在于：以高铁酸钾和次氯酸钠作为复合调理剂调理污泥，将调理后的污泥厌氧消化得到沼渣，将沼渣脱水至含水量为0-3％后在氮气保护下进行热解制备成生物炭，然后将生物炭作为厌氧辅助剂加入新鲜的污泥中进行厌氧消化，形成循环处理。

上述沼渣脱水过程是依次进行抽滤和干化，先抽滤至含水量为80–90％，，然后在105℃下干化至含水量为0–3％。

进一步，上述调理过程中调理剂总量为0.05g/gTSS，其中高铁酸钾和次氯酸钠按照质量比为4-5:1混合。

进一步，上述厌氧消化时间为21天。

进一步，上述热解的温度为850-900℃，热解时间为20-30min。

进一步，在循环过程中，生物炭的添加量为0.01g/gTSS。

在循环体系中，甲烷主要产自厌氧消化过程，而传统的厌氧消化周期较长，有的长达60-70天，添加了过渡金属盐作为破解剂促进厌氧消化，也只能将周期缩短至40天左右，且由于高铁酸钾等破解剂处理后进行厌氧消化过程产气率较低，其中甲烷占比较小。