一种利用消化液提高剩余污泥水解的预处理方法技术

本发明专利技术属于环保技术领域，具体涉及一种增强剩余污泥在厌氧消化的水解速率的预处理方法。此方法具体为：以污水处理厂二沉池中的剩余污泥为底物，向体系中回流20％‑30％的厌氧消化液控制氨氮浓度在312±62.5mg/L的范围，再投加一定量的过氧化钙，处理72±1h。实验表明，此方法可以提高剩余污泥颗粒有机物的溶出，在上述条件下，溶解性COD可提高近2倍，最高可达3920mg/L。本发明专利技术通过回流厌氧消化液提高污泥有机物质溶出，不需要额外增设专门的管道和反应器，一定程度上缩减污水处理的成本，同时为后续污泥厌氧消化提供优良的物质基础，还可达到污泥资源化和减量化的目的，促进了低有机质污泥的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用消化液提高剩余污泥水解的预处理方法
本专利技术是一种可以促进剩余污泥水解的预处理方法，涉及固体废物资源化利用领域。技术背景随着社会经济的持续发展和城市化进程加快，城市污水排放量和处理量也日益增大。城市生活污水和工业废水排放迅速增加，使得污水处理厂的污泥量也急剧增加。目前，我国每年干污泥产量大约为30万吨，而且每年还以大约10％的速度增长，其处置费用占污水处理厂总运行费用的25％-40％，有时甚至高达50％。因此，如何实现污泥的减量化、稳定化、资源化、无害化是城市污水处理厂而临的难题。另一方而，当城市污水处理厂，尤其在我国南方城市的污水处理厂的进水有机物浓度较低时，为了获得较高的生物脱氮除磷效果，经常需要额外补充氮源，但外加氮源不但浪费资源，也增加了污水处理厂的成本。剩余污泥的厌氧消化能够有效实现污泥的减量化和无害化，同时以甲烷的形式回收能源，得到了较为广泛的研究和应用，厌氧消化过程中，微生物细胞壁阻碍了污泥中有机物的释放与利用，以及厌氧菌对污泥中有机质的降解，水解阶段成为其限速步骤，而通过预处理破碎细胞壁将胞内有机质释放出来，则可有效地改善污泥的消化性能。过氧化钙是一种白色或淡黄色的固体，与水反应可缓慢的释放出氧气，生成氢氧化钙和过氧化氢，氢氧化钙是一种强碱性物质，可以促进胞外聚合物和细胞壁的溶解，同时还会生成具有强氧化性的过氧化氢，加速细胞的破裂，将难降解有机物氧化为可降解的小分子物质。低浓度的过氧化钙可以提高酸化过程中重要的中间产物挥发性脂肪酸的积累。由于一些限制性因素使得污泥压氧发酵不能高效的利用其中的有机质，发酵完中的消化液中还含有大量的氨氮，这些氨氮完全可以作为新一次反应所需的氮源。所以本专利技术在此基础上回流厌氧发酵的消化液，联合过氧化钙解决污泥发酵水解速率低的问题。
技术实现思路
本技术专利技术将解决污泥厌氧消化水解过程中有机质含量低，胞内物质溶出速率慢这一技术难题，提供一种经济高效，节能环保，利用过氧化钙和游离氨的解决措施。本专利技术采用过氧化钙和消化液联用强化污泥细胞破壁，促进胞内物质溶出。假设厌氧消化液中的初始氨氮浓度为1.25g/L,回流体积为20％，25％，30％时，体系中的初始氨氮浓度应该分别为250mg/L,313mg/L,375mg/L。具体步骤为：先将污水处理厂二沉池剩余污泥经行浓缩使得泥的挥发性固体悬浮物VSS为11.64g/L,然后向底物中投加过氧化钙和铵盐，过氧化钙投加浓度为0.05±0.01g/gVSS，控制初始氨氮浓度的浓度为312±62.5mg/L，置于35℃，120r/min的摇床进行震荡反应。本专利技术所述的预处理方法简单高效，节能环保。从经济角度，循环利用消化液，不需要增设专门的管道和反应器，所涉及投加的过氧化钙廉价易得，而且投加量小。从环保角度，过氧化钙无毒无害，不会对环境造成二次污染。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。图2为本专利技术不同处理浓度的污泥上清液溶解性化学需氧量(SCOD)的图。图3为本专利技术不同处理浓度的污泥上清液氨氮含量的图。图4为本专利技术不同处理浓度的污泥上清液可溶性蛋白含量的图具体实施例以下结合具体实施例对本专利技术进行说明，应当被认为所举实例只是为了更好的阐述本专利技术，不包括本专利技术的所有内容，也不限制本专利技术的保护范围。实施例1：(1)先将污水处理厂二沉池剩余污泥经行浓缩，浓缩后污泥的基本性质如下表所示，以此剩余污泥为处理底物。(2)向(1)中的处理底物中投加适量过氧化钙和氯化铵，过氧化钙投加浓度为0.05g/gVSS，消化液回流体积为20％，既初始氨氮浓度为250mg/L,置于35℃，120r/min的摇床进行震荡反应。(3)实验结果表明，本专利技术对促进污泥胞内物质溶出的效果明显，溶解性化学需氧量在72h达到最大3920mg/L,是空白对照组(浓缩污泥)的2倍，同时也高于单一的过氧化钙组的3376mg/L(看图2)，氨氮含量达814.97mg/L，是空白对照组5倍，也高于过氧化钙组的554.39mg/L(看图3)，可溶性蛋白质含量也均高于空白组和过氧化钙组(看图4)。实施例2：(1)先将污水处理厂二沉池剩余污泥浓缩，浓缩后污泥的挥发性固体悬浮物VSS为11.64mg/L，以此剩余污泥为处理底物。(2)向(1)中的处理底物中投加适量过氧化钙和氯化铵，过氧化钙投加浓度为0.05g/gVSS，消化液回流体积为25％，既初始氨氮浓度为312.5mg/L,置于35℃，120r/min的摇床进行震荡反应。(3)实验结果表明，本专利技术对促进污泥胞内物质溶出的效果明显，溶解性化学需氧量在72h达到最大3456mg/L,是空白对照组(浓缩污泥)的1.8倍，同时也高于单一的过氧化钙组的3376mg/L(看图2)，氨氮含量达898.13mg/L，是空白对照组5.3倍，也高于过氧化钙组的554.39mg/L(看图3)，可溶性蛋白质含量也均高于空白组和过氧化钙组(看图4)。实施例3：(1)先将污水处理厂二沉池剩余污泥浓缩，浓缩后污泥的挥发性固体悬浮物VSS为11.64mg/L，以此剩余污泥为处理底物。(2)向(1)中的处理底物中投加适量过氧化钙和氯化铵，过氧化钙投加浓度为0.05g/gVSS，消化液回流体积为30％，既初始氨氮浓度为500mg/L,置于35℃，120r/min的摇床进行震荡反应。(3)实验结果表明，本专利技术对促进污泥胞内物质溶出的效果明显，溶解性化学需氧量在72h达到最大3600mg/L,是空白对照组(浓缩污泥)的1.9倍，同时也高于单一的过氧化钙组的3376mg/L(看图2)，氨氮含量达1038mg/L，是空白对照组6.1倍，也高于过氧化钙组的554.39mg/L(看图3)，可溶性蛋白质含量也均高于空白组和过氧化钙组(看图4)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高剩余污泥水解的预处理方法，其特征在于：联合消化液和过氧化钙强化污泥水解，促进有机物质的溶出。

【技术特征摘要】
1.一种提高剩余污泥水解的预处理方法，其特征在于：联合消化液和过氧化钙强化污泥水解，促进有机物质的溶出。2.一种提高剩余污泥水解的预处理方法，其特征在于，按以下剂量控制：(1)消化液的回流体积为20％±5％，使体系中的初始氨氮浓度在250±50mg/L。(2)投加过氧化钙的量为0.04±0.01g/LVSS。3.一种提高剩余污泥水解的预处理方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹丹，王冬波，秦玉格，段玉莹，张丹，帅昆，刘旭冉，李小明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43