一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法技术

本发明专利技术公开了一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法。本发明专利技术利用赤泥联合瘤胃液处理剩余污泥，从而促进短链脂肪酸生成，提供了一种以废治废，赤泥、污泥、瘤胃内容物三者资源化利用的新方法。本发明专利技术原料易得，操作简单，水解酸化条件易于控制，具有较高的经济、社会和环境效益，具有大规模工业化运用的技术潜力。

Method for producing short chain fatty acid by treating sludge with red mud combined with rumen fluid

The invention discloses a method for promoting the formation of short chain fatty acids by combining red mud with tumor gastric juice and treating sludge. The invention uses red mud combined with rumen fluid to treat the excess sludge, thereby promoting the formation of short chain fatty acids, and providing a new method for the resource utilization of waste water, waste water, red mud, sludge and rumen content three. The invention has the advantages of easy availability of raw materials, simple operation, easy control of hydrolysis and acidification conditions, high economic, social and environmental benefits, and technical potential for large-scale industrial application.

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法
本专利技术属于废弃物综合利用领域，更具体地，涉及一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法。
技术介绍
随着污水处理厂的普及，每年产生上千万吨剩余污泥，由于污泥中含有大量微生物及有机质，如果不及时处理将会给环境带来二次污染。然而，污泥的含水率较高，这给处理带来了很大的困难，并且处理费用占据污水处理厂的全部建设费用的20～50％。因此，如何合理地将剩余污泥能源化、资源化是亟待解决的问题。污泥资源化利用的手段之一是将污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸(特别是乙酸、丙酸)，然后用于补充污水脱氮除磷工艺中碳源的不足，降低污水处理成本。然而，由于污泥厌氧发酵产酸是一个极其复杂的过程，不同发酵阶段既相互联系又相互影响，其厌氧发酵速率易受多种因素限制，因此普遍存在产酸效率不高的问题。目前可通过热处理、酸处理、碱处理、超声处理、氧化处理等方法促进污泥水解，提高产酸效率，但是依然存在操作成本较高、产酸效率有限等缺点。因此，开发一种低成本、高效的促进污泥厌氧发酵产酸的方法具有重要的现实意义。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。由于赤泥含有氟、铝等多种杂质，且其结合的大量化学碱难以脱除，这对赤泥的无害化利用造成困难。我国每年排放的赤泥高达数百万吨，大量的赤泥不能被充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，不仅占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。目前，赤泥综合化利用手段包括利用赤泥生产建筑材料、土壤改良剂，以及回收其中的金属等。如何多渠道实现赤泥资源化利用是当前一个开发热点。瘤胃内容物是反刍家禽采食的饲料草在瘤胃微生物的作用下，发酵产生的营养丰富的食糜，含有未被消化的饲料草、微生物菌群、代谢产物及胃液。据统计，瘤胃内容物占宰前体重的10％左右，屠宰场每天会产生大量的瘤胃内容物，需要大量的人力物力去处理，如果直接排入污水，不仅影响卫生，还污染环境，目前多采用脱水干燥减量化及饲料化的手段实现瘤胃内容物的综合利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法，包括如下步骤：(1)将赤泥投加到污泥中，混合均匀，静置密闭厌氧发酵1～3天，得到赤泥预处理后的污泥；(2)取反刍动物瘤胃液，过滤，加入到步骤(1)的赤泥预处理后的污泥中；(3)设置搅拌速率为80～120r/min，密闭厌氧发酵2～4天，得到富含短链脂肪酸的污泥厌氧消化液。作为本专利技术方法的改进，步骤(1)中，赤泥按终浓度为5～35g/L投加到污泥中。作为本专利技术方法的进一步改进，步骤(1)中，赤泥按终浓度为10～30g/L投加到污泥中。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，瘤胃液的添加量按瘤胃液与赤泥预处理后的污泥的体积比为1:(2～6)。作为本专利技术方法的进一步改进，步骤(2)中，瘤胃液的添加量按瘤胃液与赤泥预处理后的污泥的体积比为1:(3～5)。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，所述反刍动物为牛。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，所述瘤胃液为新鲜瘤胃液或废弃物瘤胃内容物滤液。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，所述过滤采用4～6层纱布过滤。作为本专利技术方法的改进，厌氧发酵的温度控制为30～40℃。作为本专利技术方法的改进，所述的短链脂肪酸为C2～C5的有机酸。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用赤泥联合瘤胃液处理剩余污泥，促进短链脂肪酸生成，提供了一种以废治废，赤泥、污泥、瘤胃内容物三者资源化利用的新方法。本专利技术原料易得，操作简单，水解酸化条件易于控制，具有较高的经济、社会和环境效益，具有大规模工业化运用的技术潜力。具体实施方式一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法，包括如下步骤：(1)将赤泥投加到污泥中，混合均匀，静置密闭厌氧发酵1～3天，得到赤泥预处理后的污泥；(2)取反刍动物瘤胃液，过滤，加入到步骤(1)的赤泥预处理后的污泥中；(3)设置搅拌速率为80～120r/min，密闭厌氧发酵2～4天，得到富含短链脂肪酸的污泥厌氧消化液。本专利技术赤泥的作用为：1)利用其高强碱性有效促进细胞壁的破裂及胞外聚合物的水解，增加反应体系内可溶性蛋白及多糖的含量，从而为酸化过程提供底物来源；2)赤泥中所含有的Ni、Co及Fe等元素是一氧化碳脱氢酶、乙酰辅酶A脱羰酶等水解酸化酶必须的辅助因子，可有效提高各类水解酸化酶的活性；3)赤泥的添加也能够为微生物提供载体，促进生物膜的生长固定，提高系统抗高浓度污染负荷的能力。本专利技术瘤胃液的作用：1)利用瘤胃液中富含的特定微生物，加速污泥的水解；2)瘤胃液能提高水解酸化酶浓度，特别是能够有效缓解赤泥高碱性造成的酸化酶的减少，促进可溶性有机物向短链脂肪酸的快速高效转化。作为本专利技术方法的改进，步骤(1)中，赤泥按终浓度为5～35g/L投加到污泥中；优选的，赤泥按终浓度为10～30g/L投加到污泥中。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，瘤胃液的添加量按瘤胃液与赤泥预处理后的污泥的体积比为1:(2～6)；优选的，瘤胃液的添加量按瘤胃液与赤泥预处理后的污泥的体积比为1:(3～5)。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，所述反刍动物为牛。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，所述瘤胃液为新鲜瘤胃液或废弃物瘤胃内容物滤液。作为本专利技术方法的改进，步骤(2)中，所述过滤采用4～6层纱布过滤。作为本专利技术方法的改进，厌氧发酵的温度控制为30～40℃。作为本专利技术方法的改进，所述的短链脂肪酸为C2～C5的有机酸，主要包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、戊酸及异戊酸。下面通过具体实例对本专利技术进一步阐述。以下各实施例、对比例中所用的原料来源情况如下：赤泥取自拜耳法工艺生产氧化铝后剩余的废渣，含水量为85％，pH为12；钢渣取自炼钢厂，主要含有钙、铁、硅氧化物，pH为12；牛瘤胃液取自屠宰场，从活牛上采集的瘤胃液；或用作为废弃物处理的牛瘤胃内容物，四层纱布滤得滤液，作为牛瘤胃液；采集到的牛瘤胃液通入CO2，4℃密封保存；污泥取自污水处理厂剩余污泥，其基本理化指标为：TCOD(总化学需氧量)为18596mg/L，SCOD(溶解性化学需氧量)为1285mg/L，pH值为7，也可用初沉污泥替代。实施例1按10g/L的终浓度将赤泥投加到污泥中，混合均匀，装入厌氧发酵瓶中，用N2:CO2为80:20混合气吹扫厌氧发酵瓶0.5h，其中液面上吹扫15min，然后液面下吹扫15min，确保反应体系达到充分的厌氧条件，盖上硅胶盖并用压盖器压紧，置于35℃的恒温培养箱中静置厌氧培养2天；按牛瘤胃液与污泥体积比1:3向经赤泥预处理后的污泥厌氧发酵瓶中接种牛瘤胃液，处理温度35℃，搅拌转速100r/min，密闭厌氧发酵3天。实施例2按20g/L的终浓度将赤泥投加到污泥中，混合均匀，装入厌氧发酵瓶中，用N2:CO2为80:20混合气吹扫厌氧发酵瓶0.5h，其中液面上吹扫15min，然后液面下吹扫15min，确保反应体系达到充分的厌氧条件，盖上硅胶盖并用压盖器压紧，置于35℃的恒温培养箱中静置厌氧培养2天；按牛瘤胃液与污泥体积比1:3向经赤泥预处理后的污泥厌氧发酵瓶中接种牛瘤胃液，处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法，包括如下步骤：（1）将赤泥投加到污泥中，混合均匀，静置密闭厌氧发酵1～3天，得到赤泥预处理后的污泥；（2）取反刍动物瘤胃液，过滤，加入到步骤（1）的赤泥预处理后的污泥中；（3）设置搅拌速率为80～120r/min，密闭厌氧发酵2～4天，得到富含短链脂肪酸的污泥厌氧消化液。

【技术特征摘要】
1.一种赤泥联合瘤胃液处理污泥促进短链脂肪酸生成的方法，包括如下步骤：（1）将赤泥投加到污泥中，混合均匀，静置密闭厌氧发酵1～3天，得到赤泥预处理后的污泥；（2）取反刍动物瘤胃液，过滤，加入到步骤（1）的赤泥预处理后的污泥中；（3）设置搅拌速率为80～120r/min，密闭厌氧发酵2～4天，得到富含短链脂肪酸的污泥厌氧消化液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，赤泥按终浓度为5～35g/L投加到污泥中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，赤泥按终浓度为10～30g/L投加到污泥中。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，瘤胃液的添加量...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶捷，任国平，胡安东，唐家桓，周顺桂，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建,35