一种高含固污泥的预处理及厌氧消化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高含固污泥的处理及厌氧消化处理方法，其特征在于，所述的高含固污泥处理方法为，对高含固污泥以餐厨油脂为添加剂进行热水解处理；所述的餐厨油脂具有如下指标：按体积比，所述的餐厨油脂含棕榈酸为26.5％～32.1％，油酸为24.1％～32.6％，亚油酸为5.3％～8.0％，硬脂酸为9.8％～10.5％，以及23.1％～28％的其他成分；导热系数在0.1953～0.2263W/(m·K)；厌氧消化甲烷产率为0.99L甲烷/g脂质；含固率为98.21％～98.71％；挥发性物质含量为97.89％～98.41％。本发明专利技术利用餐厨油脂良好的导热性能，促进高含固污泥细胞裂解，使得细胞内的大分子有机物释放并溶解，并且能使污泥絮体解体、内部及表面的EPS溶解，从而强化微生物对有机物的利用，提高消化效率。

A Pretreatment and Anaerobic Digestion Method for High Solid Sludge

The invention discloses a treatment method of high solid sludge and anaerobic digestion, characterized in that the treatment method of high solid sludge is hot decomposition treatment of high solid sludge with kitchen grease as additive; the kitchen grease has the following indexes: according to volume ratio, the kitchen grease contains palmitic acid 26.5%-32.1%, oleic acid 24.1%-32.6%. Linoleic acid is 5.3%-8.0%, stearic acid is 9.8%-10.5%, and other components are 23.1%-28%. Thermal conductivity is 0.1953-0.2263W/(m.K); anaerobic digestion methane yield is 0.99L methane/g lipid; solid content is 98.21%-98.71%; volatile matter content is 97.89%-98.41%. The invention utilizes the good thermal conductivity of kitchen grease to promote the lysis of high solid sludge cells, release and dissolve macromolecular organic matter in cells, and dissolve sludge flocs, EPS in interior and surface, thereby enhancing the utilization of organic matter by microorganisms and improving digestion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种高含固污泥的预处理及厌氧消化处理方法
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种高含固污泥的预处理方法及厌氧消化处理方法。
技术介绍
由于直接进行厌氧消化的效率都比较低，为了提高污泥的厌氧消化效率，通常在厌氧消化前需要对污泥进行预处理。污泥热水解是污泥预处理的一种重要方法，即在一定的温度和压力下，将污泥在密闭的容器中进行加热，使污泥絮体的结构与性质发生一系列物理化学变化的过程。其中包括：1.微生物细胞结构破坏，其胞内结合水的释放使得污泥的脱水性能得到提高；2.污泥中的固态有机质经溶解和水解，其消化性能得到明显改善。使得厌氧消化效率提高，沼气产量增加。研究表明，热水解技术主要用于改善污泥的脱水性能，进而提高污泥的厌氧消化性能。热水解预处理能使污泥细胞裂解，从而强化微生物对有机物的利用，提高消化效率，除此之外，热水解还可以去除病原体，改善脱水性能，减少消化罐体积。在污泥的热水解预处理过程中，随着污泥含固率的增加，其导热系数会随之降低，传热效率降低，从而影响热水解效率；研究表明，当污泥含固率达到15％及以上时，污泥颗粒孔隙中可能存在空气，使得污泥导热能力减弱，进而影响高含固污泥热水解效率，使得厌氧消化过程的甲烷产量变低，最终影响污泥的厌氧消化效果。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足与缺陷，本专利技术目的在于公开一种高含固污泥的预处理及厌氧消化处理方法，解决现有技术中随污泥含固率的增加导致的热水解效率降低和厌氧消化过程甲烷产量低的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：一种高含固污泥的预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：制备混合污泥：将餐厨油脂与高含固污泥均匀混合，得到混合污泥；所述的餐厨油脂具有如下指标：按体积比，所述的餐厨油脂含棕榈酸为26.5％～32.1％，油酸为24.1％～32.6％，亚油酸为5.3％～8.0％，硬脂酸为9.8％～10.5％，以及23.1％～28％的其他成分；导热系数在0.1953～0.2263W/(m·K)；厌氧消化甲烷产率为0.99L甲烷/g脂质；含固率为98.21％～98.71％；挥发性物质含量为97.89％～98.41％。步骤二：热水解：将混合污泥加热一段时间，然后冷却至室温，得到高含固热水解污泥。所述的高含固污泥为取自城市污水处理厂的剩余污泥，所述的高含固污泥具有如下指标：含固率为14.78％～15.32％；挥发性物质含量为10.36％～10.78％；总化学需氧量为159.49g/L～168.05g/L；溶解性化学需氧量为0.89g/L～1.23g/L；总碳水化合物为48.85g/L～49.59g/L；溶解性碳水化合物为0.24g/L～0.32g/L；总蛋白质63.02g/L～80.92g/L；溶解性蛋白质0.21g/L～0.29g/L；氨氮0.1g/L～0.14g/L。步骤一中，所述的餐厨油脂与高含固污泥混合比例为0.2g油脂/g高含固污泥、0.4g油脂/g高含固污泥与0.6g油脂/g高含固污泥。步骤二中，加热温度165℃，加热时间为30～150分钟。一种厌氧消化处理方法，具体包括以下步骤：步骤A：将高含固热水解污泥，置于4℃冰箱保存待用；步骤B：接种泥与基质的比例按VS比为2：1，其中接种泥指连续运行200天以上的消化罐排泥，基质指上述高含固热水解污泥，加入去离子水待用；步骤C：用氢氧化钠调初使pH为7.2；步骤D：向步骤C中的混合污泥加入碳酸氢钠缓冲溶液，用100％氮气吹脱后密封；步骤E：温度为35℃±1℃，持续时间30天，定期测量甲烷含量。所述的高含固热水解污泥制备方法包括如下步骤：将餐厨油脂与高含固污泥均匀混合，得到混合污泥，将混合后的混合污泥加热，之后冷却至室温，得到高含固热水解污泥，加热温度165℃，加热时间为30～150分钟。所述的餐厨油脂具有如下指标：按体积比，所述的餐厨油脂含棕榈酸为26.5％～32.1％，油酸为24.1％～32.6％，亚油酸为5.3％～8.0％，硬脂酸为9.8％～10.5％，以及23.1％～28％的其他成分；导热系数在0.1953～0.2263W/(m·K)；厌氧消化甲烷产率为0.99L甲烷/g脂质；含固率为98.21％～98.71％；挥发性物质含量为97.89％～98.41％。所述的高含固污泥为取自城市污水处理厂的剩余污泥，所述的高含固污泥具有如下指标：含固率为14.78％～15.32％；挥发性物质含量为10.36％～10.78％；总化学需氧量为159.49g/L～168.05g/L；溶解性化学需氧量为0.89g/L～1.23g/L；总碳水化合物为48.85g/L～49.59g/L；溶解性碳水化合物为0.24g/L～0.32g/L；总蛋白质63.02g/L～80.92g/L；溶解性蛋白质0.21g/L～0.29g/L；氨氮0.1g/L～0.14g/L。专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：(Ⅰ)本专利技术利用餐厨油脂良好的导热性能，促进高含固污泥细胞裂解，使得细胞内的大分子有机物释放并溶解，并且能使污泥絮体解体、内部及表面的EPS溶解，从而强化微生物对有机物的利用，提高了污泥处理效果。(Ⅱ)本专利技术的厌氧消化处理方法使用了经过热水解的高含固污泥，甲烷产量显著增加，提高了厌氧消化处理效果。(Ⅲ)本专利技术可以平衡营养、改善碳氮比、稀释抑制性物质，克服高含固污泥单独厌氧消化过程中的氨抑制问题。(Ⅳ)本专利技术所提供的添加剂，其主要成分是餐厨油脂，是一种有机废弃物，废物利用，有效降低处理成本。(Ⅴ)本专利技术所提供的高含固污泥与餐厨油脂的最佳均匀混合比例，克服油脂浓度过高时，产生抑制，甲烷产量降低，停滞期时间延长等问题。附图说明图1是餐厨油脂与高含固污泥以不同比例混合进行热水解后SCOD浓度的变化。图2是餐厨油脂与高含固污泥以不同比例混合进行热水解后溶解性碳水化合物浓度的变化。图3是餐厨油脂与高含固污泥以不同比例混合进行热水解后溶解性蛋白质浓度的变化。图4是餐厨油脂与高含固污泥以不同比例混合进行热水解后氨氮浓度的变化。图5是餐厨油脂与高含固污泥混合比例为0.2g油脂/g高含固污泥下厌氧消化的累计甲烷产量。图6是餐厨油脂与高含固污泥混合比例为0.4g油脂/g高含固污泥下厌氧消化的累计甲烷产量。图7是餐厨油脂与高含固污泥混合比例为0.6g油脂/g高含固污泥下厌氧消化的累计甲烷产量。图8是未添加餐厨油脂时高含固污泥厌氧消化的累计甲烷产量。以下结合附图和实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。实施例1：遵从上述技术方案，本实施例中热水解装置由压力反应容器和加热设备组成。压力反应容器为圆柱形消解罐，反应罐的罐体采用不锈钢制成，内衬为聚四氟乙烯消解罐，其有效容积为200mL，工作温度<250℃、工作压力<3.0MPa。加热设备为数显恒温油浴锅，配置两套温度检测系统，加热介质为二甲基硅油。将某牌火锅底料，加水至500ml后煮沸、冷却，分离上层油脂，该油脂在常温下为固态。步骤一：制备混合污泥：将餐厨油脂与高含固污泥均匀混合，混合比例为0.2g油脂/g高含固污泥，取17g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高含固污泥的预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：制备混合污泥：将餐厨油脂与高含固污泥均匀混合，得到混合污泥；所述的餐厨油脂具有如下指标：按体积比，所述的餐厨油脂含棕榈酸为26.5％～32.1％，油酸为24.1％～32.6％，亚油酸为5.3％～8.0％，硬脂酸为9.8％～10.5％，以及23.1％～28％的其他成分；导热系数在0.1953～0.2263W/(m·K)；厌氧消化甲烷产率为0.99L甲烷/g脂质；含固率为98.21％～98.71％；挥发性物质含量为97.89％～98.41％；步骤二：热水解：将混合污泥加热一段时间，然后冷却至室温，得到高含固热水解污泥。

【技术特征摘要】
1.一种高含固污泥的预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：制备混合污泥：将餐厨油脂与高含固污泥均匀混合，得到混合污泥；所述的餐厨油脂具有如下指标：按体积比，所述的餐厨油脂含棕榈酸为26.5％～32.1％，油酸为24.1％～32.6％，亚油酸为5.3％～8.0％，硬脂酸为9.8％～10.5％，以及23.1％～28％的其他成分；导热系数在0.1953～0.2263W/(m·K)；厌氧消化甲烷产率为0.99L甲烷/g脂质；含固率为98.21％～98.71％；挥发性物质含量为97.89％～98.41％；步骤二：热水解：将混合污泥加热一段时间，然后冷却至室温，得到高含固热水解污泥。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高含固污泥为取自城市污水处理厂的剩余污泥，所述的高含固污泥具有如下指标：含固率为14.78％～15.32％；挥发性物质含量为10.36％～10.78％；总化学需氧量为159.49g/L～168.05g/L；溶解性化学需氧量为0.89g/L～1.23g/L；总碳水化合物为48.85g/L～49.59g/L；溶解性碳水化合物为0.24g/L～0.32g/L；总蛋白质63.02g/L～80.92g/L；溶解性蛋白质0.21g/L～0.29g/L；氨氮0.1g/L～0.14g/L。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述的餐厨油脂与高含固污泥混合比例为0.2g油脂/g高含固污泥、0.4g油脂/g高含固污泥与0.6g油脂/g高含固污泥。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，加热温度165℃，加热时间为30～150分钟。5.一种厌氧消化处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤A：将高含固热水解污泥，置于4℃冰箱保存待用；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩芸，李天星，陈姝桦，卓杨，胡悦，高源，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61