景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法技术方案

一种景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，包括如下步骤：在厌氧生物发酵反应器中加入含有壬基酚的剩余污泥，通过加入表面活性剂，调节发酵pH值为碱性，控制厌氧发酵温度，搅拌使反应体系混合均匀，运行一段时间。本发明专利技术能够同时有效促进污泥发酵产酸以及壬基酚厌氧生物降解，减轻污泥和壬基酚带来的环境污染，为污泥厌氧发酵后的土地利用奠定基础，同时也对景观生态污水处理系统中污泥中其它有机污染物的去除具有重要的指导和借鉴意义。

【技术实现步骤摘要】
景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法
本专利技术属于环境保护领域，涉及难降解有机污染物处理技术，尤其是可同时促进景观生态污水处理系统中剩余污泥厌氧发酵产酸和壬基酚厌氧生物降解的方法。
技术介绍
随着我国城市化和工业化进程的不断加快，生活污水和工业废水的排放量和污染程度也不断增加。污废水受污染程度越来越严重，传统的污水处理工艺已无法进行有效处理，而且人们对污水处理厂周围环境、景观性等要求越来越高，传统污水处理方式景观性差、卫生条件差、易产生臭气等问题限制了其发展。这严重影响了我国城市水环境的改善.使得污废水处理成为限制我国城市化发展和可持续发展战略推行的问题之一。因此，对传统的污水处理工艺进行升级改造.寻求更加有效的污水处理工艺已经迫在眉睫。为了同时获得较好的处理效果和较好的景观性，近些年出现了将污水生态处理系统与传统污水处理工艺相结合的新型景观生态污水处理系统，主要有“LivingMachine系统、无纺布生物反应器(FabricBioreactor，FBR技术)和食物链反应器(FoodChainReactor，FCR系统)等。新型景观生态污水处理系统将污水生态处理系统与传统污水处理工艺相结合，提高了污水处理厂的景观性，同时通过科学优化工艺流程，减小了占地面积、缩短了处理时间、提高了处理效率，尤其是在氨氮及总氮的去除方面，由于加入了植物景观系统，使得氨氮和总氮的去除率得到了较大提升。然而，有研究表明，虽然利用新型景观生态污水处理系统取得了良好的总氮去除效果，但污水中具有疏水性、难降解特性的有机污染物(比如多环芳烃、壬基酚等)大多积累于剩余污泥中，并未得到实质去除，成为未来剩余污泥处理处置潜在的二次污染物。因此，为了妥善解决新型景观生态污水处理系统产生的含有疏水性、难降解有机污染物的剩余污泥的出路问题，亟需提高有机污染物在剩余污泥处理处置过程中的降解效率，将其含量控制到较低水平。在污泥处理处置方面，《全国城市市政基础设施规划建设“十三五”规划》中指出，鼓励采用能源化、资源化技术手段，尽可能回收利用污泥中的能源和资源，积极拓展达标污泥衍生品的使用。在2009至2010年我国相继出台的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》及《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》中强调，当污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时，鼓励采用厌氧发酵的方式处理污泥。污泥厌氧发酵，即污泥中的厌氧及兼性厌氧微生物利用污泥中的有机物经胞外及胞内一系列生化反应生成短链脂肪酸(Short-chainfattyacids，SCFAs)、甲烷(CH4)、氢气(H2)、乳酸(Lactate)等资源能源物质的过程。传统剩余污泥厌氧发酵的产物主要为甲烷，其是重要的清洁能源及制造乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料，广泛应用于民用和工业中。新时代将面临资源能源新形势，在此格局下势必要求资源能源物质更加多样化以满足不同领域需求，因此，污泥向除甲烷以外其它物质发酵同样意义重大。据此，诸多学者提出通过人为干预操作条件实现所需产物最大化的厌氧定向发酵方式，其中，SCFAs因具有强化生物脱氮除磷、合成生物可降解塑料等功能而使得厌氧发酵产酸成为除发酵产甲烷外备受关注。然而，截止到目前，有关剩余污泥厌氧发酵产酸过程中在保证SCFAs高效产生的同时实现有机污染物高效降解的研究还未有报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种同时促进景观生态污水处理系统中剩余污泥厌氧发酵产酸和壬基酚生物降解的方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种同时促进景观生态污水处理系统中剩余污泥厌氧发酵产酸和壬基酚生物处理的方法，包括以下步骤：在厌氧生物发酵反应器中加入含有壬基酚的污泥，通过加入表面活性剂，调节厌氧发酵pH值为碱性，控制厌氧发酵温度，搅拌使反应体系混合均匀，运行一段时间。可选地，其中，所述壬基酚的含量为1～500mg/kg干污泥。可选地，所述的pH值控制为8.0～11.0，优选的pH值为9.0～10.0。可选地，所述的表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和吐温80。可选地，所述表面活性剂的投加量为0.05～0.30g/gTSS，优选的投加量为0.10～0.20g/gTSS。可选地，所述的厌氧发酵温度为10～55℃，优选的发酵温度为20～35℃。可选地，所述的反应器运行时间为6～16天，优选的反应器运行时间为8～12天。在一个优选的实施例中，表面活性剂用量与污泥干重的比值范围为(0.10～0.20)︰1。虽然所述表面活性剂用量与污泥干重的比值在(0.05～0.30)︰1的范围内均能促进污泥厌氧发酵过程中SCFAs的产生以及壬基酚的生物降解效率，并且在一定范围内，随着表面活性剂投加量的增加，其对两者的促进作用越专利技术显。但是，综合考虑表面活性剂成本与SCFAs产量及壬基酚降解效率之间的关系，本专利技术采用的较理想的表面活性剂用量与污泥干重的比值范围为(0.10:1)～(0.20:1)。本专利技术在景观生态污水处理系统剩余污泥厌氧发酵过程中实现高效产酸和壬基酚生物降解的原理如下：在污泥厌氧发酵过程中，限制SCFAs产量提高的主要因素为污泥有机物(蛋白质、多糖等)的溶出及水解效率，影响污泥中壬基酚生物降解效率提高的主要因素为壬基酚解吸效率及可生物利用性。因此，在污泥厌氧发酵过程中，为了同时提高SCFAs产量和壬基酚生物降解效率，提高污泥有机物的高效溶出与水解效率以及壬基酚的高效解吸效率与在水相中的溶解度显得尤为关键。表面活性剂由非极性亲脂基团和极性亲水基团组成,具有良好的分散、乳化、降低界面张力的作用，其亲脂和亲水的性质使得它可以像一座桥梁一样，连接于污泥表面的大分子有机物与水分子之间，对有机物的增溶作用显著。此外，污泥颗粒表面带有负电荷，在碱性发酵条件下，特别是当污泥的pH值升高时，污泥颗粒细胞表面带有的负电荷也渐渐升高，从而产生高的静电排斥作用，破坏污泥的紧密絮体结构，大量的有机物(蛋白质、多糖等)和有机污染物壬基酚从污泥表面解吸附下来，向水相迁移。表面活性剂的增溶作用可以使那些脱离污泥表面的壬基酚在水中的溶解度升高，与微生物的接触机会显著增加，从而加强了污泥厌氧发酵系统中有机物的溶解和水解效率以及壬基酚的生物可利用性和降解效率。由于采用上述技术方案，本专利技术的优势以及有益效果包括：1.污泥碱性发酵过程中，利用表面活性剂极大地促进了污泥中有机物转化为SCFAs的效率以及壬基酚的生物降解效率，有利于污泥中有机资源的高效回收的同时减轻壬基酚带来的环境污染。2.本专利技术利用碱处理和表面活性剂极大地促进了污泥中壬基酚的生物降解效果，对如何高效去除污泥其它难降解有机污染物具有重要的指导和借鉴作用。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本专利技术。实施例1在含有300mg/kg干污泥壬基酚的污泥厌氧生物发酵反应器中控制发酵pH为10.0，控制污泥TSS为13g/L，添加0.20g/gTSS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，其特征在于，包括如下步骤：在厌氧生物发酵反应器中加入含有壬基酚的剩余污泥，通过加入表面活性剂，调节发酵pH值为碱性，控制厌氧发酵温度，搅拌使反应体系混合均匀，运行一段时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，其特征在于，包括如下步骤：在厌氧生物发酵反应器中加入含有壬基酚的剩余污泥，通过加入表面活性剂，调节发酵pH值为碱性，控制厌氧发酵温度，搅拌使反应体系混合均匀，运行一段时间。


2.根据权利要求1所述的景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，其特征在于：所述的壬基酚含量为1～500mg/kg干污泥。


3.根据权利要求1所述的景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，其特征在于：所述的pH值控制为8.0～11.0。


4.根据权利要求1所述的景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，其特征在于：所述的pH值控制为9.0～10.0。


5.根据权利要求1所述的景观生态污水处理系统剩余污泥和壬基酚的厌氧生物处理方法，其特征在于：所述的表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和吐温80。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张振光，冯雷雨，周雷杰，朱文斌，
申请(专利权)人：上海公路桥梁集团有限公司，同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31