本发明专利技术属于固体废弃物资源化技术领域，公开了一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其步骤为先将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，再通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，从而促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累。本发明专利技术结合超声预处理和热预处理方法对低温条件下的高含固污泥进行预处理，加快了污泥中的有机物的溶出，提高了微生物的活性，从而促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累，促进了厌氧消化过程的进行；工艺技术通用性强，经济成本低，效率高，能有效促进污泥的厌氧消化，实现污泥的资源化利用，适用于高含固及低温条件下的污泥。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体废弃物资源化
，特别是涉及。
技术介绍
我国兴建了大量污水处理厂，截至2009年，全国已建有城镇污水处理厂1792座，处理能力达9904万m3/d，平均运行负荷率为81.27%。在这些污水处理厂的建设和运行对城市污染负荷的削减起到了重要作用的同时，污水处理过程中副产物城市污泥量也日益增加。目前，全国年产湿污泥已近3000万吨(含水率80%)，污泥处理处置的中心已从简单的填埋转向为资源化为主的土地利用。而在污泥进行土地利用前需要对污泥进行稳定化处理，回收污泥中含有的大量的生物质能，厌氧发酵是污泥稳定化的重要措施之一，不仅过程所需能量较低，还可回收污泥中生物质能，是一种非常有应用前景的污泥资源化技术。决定污泥生物质能回收的重要影响因素之一是污泥的有机质含量，国外污泥属于高有机质污泥，含量一般为70%-84%，应用厌氧发酵回收生物质能可取得好的效果并进行推广应用。而我国污泥有机质含量均比较低，同时北方地区的污泥还长期处于低温条件下，常出现启动困难，产气量少，且产气不稳定，限制了污泥厌氧发酵技术在我国大规模应用。通过改善污泥理化性能可以将大量胞内有机物释放，有利于进一步污泥生物质能回收。现有的污泥预处理方法多针对污泥的有机质含量及浓度进行处理处置，而对低温条件下的高含固污泥的处理效果尚未明确，其工艺参数也尚未得到优化。
技术实现思路
为了提高污泥厌氧消化效能，本专利技术提供了，该方法通过提高污泥中有机物的溶出效率和微生物的活性，从而促进污泥的厌氧发酵过程的进行，提高污泥的资源化利用。本专利技术所采用的技术方案是: ，具体步骤如下: (1)将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，所述的超声波预处理频率为20kHz，超声辐射功率为1000-3000W，辐射时间为l_30min ;最优能量密度为1000 kj/kg TSS ； (2)将步骤(I)所得产物通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，以促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累；所述的热预处理的温度为50-90 °C，预处理时间为7-12h ； (3)将步骤(2)所得产物进行厌氧消化。本专利技术中，所述的高含固污泥为污水处理厂中的初沉污泥和剩余污泥。本专利技术中，所述的高含固污泥含固率为19_23%(w/w)，有机质占干固体比例(VS/TS)为 50-60%ο本专利技术中，步骤(I)中经过超声预处理后的高含固污泥的pH值为7.0-12.0。本专利技术中，步骤(3)中所述的厌氧消化过程中污泥停留时间为30-60d。本专利技术中，步骤(3)中所述的污泥厌氧消化过程温度为20-45°C。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 本专利技术结合超声预处理和热预处理方法对低温条件下的高含固污泥进行预处理，加快了污泥中的有机物的溶出，提高了微生物的活性，从而促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累，促进了厌氧消化过程的进行。本专利技术通过超声技术对高含固污泥进行预处理，有效提高了污泥中有机物的溶出，及污泥絮体的破碎，有助于污泥厌氧消化过程的进行。本专利技术通过热预处理方法对高含固污泥进行预处理，有效提高了污泥中微生物的活性，促进了厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累，从而促进污泥厌氧消化过程的进行。本专利技术技术通用性强，经济成本低，效率高，能有效促进污泥的厌氧消化，实现污泥的资源化利用，适用于高含固及低温条件下的污泥。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】对本专利技术进行详细的描述。实施例1: 取某地污水处理厂脱水污泥(含水率75.13%)和浓缩污泥(含水率98.56%)在污泥池中调配为含固率为20%的混合污泥，有机质占干固体比例(VS/TS)为55%。然后将利用100w的超声波对上述污泥进行处理，超声波辐射时间为20min ;调整控制污泥pH为8.0，并对其进行加热预处理，热预处理温度为55°C，时间为8h。将预处理后的污泥密封在反应器中进行厌氧发酵，其中发酵温度为25土 1°C，连续运行2-3个周期(30-50d)后，工艺状况稳定。试验结果显示，产生的挥发酸浓度为1500mg C0D/L(以化学需氧量计)。检测发现，经超声联合热解预处理后的污泥中SCOD为3000mg/L (常规一般余约为2000mg/L);蛋白质的浓度则可在消化前期(3~5d)由约1500 mg/L水解为950 mg /L (常规一般无法有效水解)，而挥发酸的浓度亦同期在3~5d时达到峰值，高达1505 mgCOD/L (常规则一般维持在200±50mgCOD/L)。实施例2: 取某地污水处理厂脱水污泥(含水率85.33%)和浓缩污泥(含水率95.67%)在污泥池中调配为含固率为25%的混合污泥，有机质占干固体比例(VS/TS)为60%。然后将利用100w的超声波对上述污泥进行处理，超声波辐射时间为25min ;调整控制污泥pH为8.5，并对其进行加热预处理，热预处理温度为50°C，时间为10h。将预处理后的污泥密封在反应器中进行厌氧发酵，其中发酵温度为30土 1°C，连续运行2-3个周期(40-60d)后，工艺状况稳定。试验结果显示，产生的挥发酸浓度为2050 mgCOD/L(以化学需氧量计)。检测发现，经超声联合热解预处理后的污泥中SCOD为3450 mg/L(常规一般约为2000mg/L);蛋白质的浓度则可在消化前期(3~5d)由约1650 mg/L水解为850 mg /L (常规一般无法有效水解)，而挥发酸的浓度亦同期在3~5d时达到峰值，高达2010 mgCOD/L (常规则一般维持在200±50mgC0D/L)ο实施例3: 取某地污水处理厂脱水污泥(含水率80.35%)和浓缩污泥(含水率90.27%)在污泥池中调配为含固率为20%的混合污泥，有机质占干固体比例(VS/TS)为65%。然后将利用2000w的超声波对上述污泥进行处理，超声波辐射时间为20min ;调整控制污泥pH为9.0，并对其进行加热预处理，热预处理温度为60°C，时间为8h。将预处理后的污泥密封在反应器中进行厌氧发酵，其中发酵温度为25±5°C，连续运行2-3个周期(40-60d)后，工艺状况稳定。试验结果显示，产生的挥发酸浓度为2508 mg C0D/L(以化学需氧量计)。检测发现，经超声联合热解预处理后的污泥中SCOD为3550 mg/L (常规一般约为2000mg/L);蛋白质的浓度则可在消化前期(3~5d)由约1550 mg/L水解为750 mg /L (常规一般无法有效水解)，而挥发酸的浓度亦同期在3~5d时达到峰值，高达2510 mgCOD/L(常规则一般维持在200±50mgCOD/L)ο【主权项】1.，其特征在具体步骤如下: (1)将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，所述的超声波预处理频率为20kHz，超声辐射功率为1000-3000W，辐射时间为l_30min ;最优能量密度为1000 kj/kg TSS ； (2)将步骤(I)所得产物通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，以促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累；所述的热预处理的温度为50-90 °C，预处理时间为7-12h ； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于低温条件下的高含固污泥厌氧消化预处理方法，其特征在具体步骤如下：（1）将高含固污泥进行超声波预处理，对污泥絮体中的有机物进行溶出，所述的超声波预处理频率为20kHz，超声辐射功率为1000‑3000w，辐射时间为1‑30min；最优能量密度为1000 kJ/kg TSS；（2）将步骤（1）所得产物通过热预处理，进一步提高污泥厌氧发酵过程中相应微生物的活性，以促进厌氧发酵过程中有机物的水解和挥发酸的积累；所述的热预处理的温度为50‑90℃，预处理时间为7‑12h；（3）将步骤（2）所得产物进行厌氧消化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董滨，孟金凤，沈丹妮，江沛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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