[发明专利]一种提高污泥厌氧消化过程产甲烷量及增强重金属稳定化过程的方法

摘要

本发明涉及一种提高城市污泥厌氧消化过程中甲烷产气量及增强重金属稳定化过程的方法。以玉米秸秆为原材料，氮气保护下，在550℃热解温度下制备秸秆活性炭。以秸秆活性炭为载体，通过与KMnO4溶液反应，最终制得负载纳米MnO的活性炭功能材料。在污泥厌氧消化产酸阶段，按比例将负载纳米MnO的活性炭功能材料添加到厌氧反应装置中，可明显提高污泥厌氧消化过程中甲烷的累积产气量，同时有效吸附、络合污泥中的游离态重金属，降低重金属的生物有效性和迁移性，增强重金属的稳定化过程。本发明可用于城镇污水处理厂剩余污泥厌氧消化中，有效提高甲烷累积产气量，降低污泥厌氧消化过程中重金属的生物有效性，增强重金属的稳定化过程。

主权项

一种提高污泥厌氧消化过程甲烷产气量同时增强重金属稳定化过程的方法，其特征在于具体步骤如下：（１）以玉米秸秆为原材料，在氮气保护下，550℃～600℃温度下热解3.5h，制得玉米秸秆活性炭（BC），以玉米秸秆活性炭为载体，通过与高锰酸钾溶液反应，得到负载MnO纳米颗粒的活性炭功能材料(BC‑MnO)；经蒸馏水多次洗涤、风干后研磨并过100目筛，得到污泥重金属稳定化增强剂；（２）在城市污泥厌氧消化产酸阶段，将步骤（1）得到的污泥重金属稳定化增强剂投加到厌氧消化装置中，与污泥进行共厌氧发酵；其中：以质量干重比计，污泥重金属稳定化增强剂的投加量须控制在3%以内；厌氧消化过程中，污泥重金属稳定化增强剂利用活性炭自身的多孔结构、表面丰富的官能团及MnO纳米颗粒的强还原性，与厌氧消化污泥中游离态的重金属发生吸附、络合及氧化还原反应，改变厌氧消化污泥中的重金属存在形态，降低重金属的生物有效性，进而实现污泥中重金属的稳定化过程, 为厌氧消化污泥的土地资源化利用提供理论依据；同时，添加的活性炭功能材料（BC‑MnO）可以有效增强产甲烷菌的活性，增加甲烷产量；甲烷产气量在厌氧消化开始后第33天后逐渐停止，表示厌氧消化过程反应结束。