脱水污泥干式厌氧消化处理方法技术

本发明专利技术公开了脱水污泥干式厌氧消化处理方法，包括以下步骤：S1、种子污泥制备：将消化污泥固液分离至固含量为10

【技术实现步骤摘要】
脱水污泥干式厌氧消化处理方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理
，具体涉及脱水污泥干式厌氧消化处理方法。

技术介绍

[0002]污泥是指污水处理过程中产生的半固态或固态物质。目前，在中国，污水处理的一般工艺流程为：厌氧处理
→
脱氮
→
好氧处理。好氧处理阶段，NH
4+
被氧化为NO3‑
，含有NO3‑
的液体返送至脱氮槽，将NO3‑
还原为N2。污泥一部分返送至厌氧处理槽，其余部分进行浓缩。在浓缩工段，添加高分子絮凝剂后用压带机进行脱水，得到含水约80％的脱水污泥(或浓缩污泥)。据统计，2020年，脱水污泥(含水80％)在全国年排放量已达到6000万吨。
[0003]浓缩污泥的处理方式包括填埋、焚烧、好氧消化、厌氧消化等，由于消化的成本高、处理难度大，目前通常采用填埋、焚烧的方式处理。但是，由于浓缩污泥仍含有80％左右的水分，用于焚烧耗能大，如焚烧温度未达到800℃以上时，易产生二噁英的二次污染物；此外，由于浓缩污泥用于填埋会引发渗滤液污染地下水系统，浓缩污泥的填埋受到限制。
[0004]厌氧消化是一种实现污泥减量化、无害化的有效手段，产生的沼气可以用于锅炉烧蒸汽或发电，无二次污染物产生。然而，目前的厌氧消化技术处理污泥的浓度一般不超过10％，需加大量水稀释脱水污泥，降低了反应罐单位容积的处理能力，造成反应器体积太大，成本过高，且处理后的沼液沼渣难以进一步处理。而采用干式发酵技术(固体含量≥15％或者)可以减小反应器体积以及较少的能量投入；同时，同中温发酵相比(35
‑
37℃)，采用高温发酵(50
‑
60℃)可使发酵微生物具有较高的活性，可达到更高的发酵效率；另外，采用高温发酵更能有效杀灭病原菌。
[0005]现有技术研究了在中温条件下使用未稀释的脱水(含15％
–
20％固含量)作为底物的高固体厌氧消化工艺，研究表明脱水污泥的高固含量厌氧消化是不稳定的。在研究过程中观察到污水处理厂不同进水废水引起的进料污泥中固含量、挥发性固体比例和C/N比的频繁变化将可能导致厌氧消化反应器的性能下降，例如沼气产量减少和氨的抑制。当在高温条件下进行污泥(固含量为10％)的高固体厌氧消化过程时，来自两个污水处理厂(不同污水厂)的污泥性质的波动会对厌氧消化过程的稳定性产生负面影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供脱水污泥干式厌氧消化处理方法，解决采用现有厌氧消化处理技术处理脱水污泥导致厌氧消化过程不稳定的问题。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]脱水污泥干式厌氧消化处理方法，包括以下步骤：
[0009]S1、种子污泥制备：将消化污泥固液分离至固含量为10
‑
15％，作为种子污泥；
[0010]S2、原料调制：利用农作物秸秆调整脱水污泥的碳氮比为大于等于10形成混合物，调节混合物的水分使混合物中的水分为大于等于80％，作为厌氧消化反应的原料；
[0011]S3、发酵：将步骤S1制备的种子污泥和步骤S2制备的原料加入发酵罐中进行发酵
处理。
[0012]本专利技术的额脱水污泥无需经过稀释、热处理和酸处理等预处理，直接加入农作物秸秆调整碳氮比即可。
[0013]实验证明：采用本专利技术所述处理方法处理脱水污泥，用调整C/N比的污泥作为原料液可以维持反应器的性能稳定且高效。
[0014]优选地，碳氮比为10，水分为80％，污泥碳氮比低约6
‑
9，不能正常发酵；秸秆碳氮比高＞40，调整混合物的碳氮比为10，和更高碳氮比相比，可以节约秸秆辅料。大于10也可能可以正常发酵，但是会增加秸秆辅料量，在工程上实现有难度；单独脱水污泥的水分含量约为20％，为了让发酵正常运行，把混合物的水分调整到约20％和单独脱水污泥一致，有利于比较和利于反应器的正常发酵，水分高于80％应该更好发酵，但是也是因为不增加废物量，没有过多加水；水分低于80％有可能影响传质，不利于发酵，将水分设置为80％。
[0015]进一步地，步骤S3中，种子污泥和原料的初始加入量以初始有机负荷为2g有机物/kg
‑
种子污泥/d计。
[0016]进一步地，步骤S3中，发酵过程长期运行，每7天补料一次。
[0017]进一步地，步骤S3中，每次补料后，充氮气使得反应罐处于厌氧状态。
[0018]进一步地，步骤S3中，在发酵过程中，逐步增加有机负荷，在每个有机负荷下维持达到稳定后，再增加有机负荷。
[0019]进一步地，步骤S3中，初始有机负荷为2g有机物/kg
‑
种子污泥/d，逐步增加有机负荷至4g有机物/kg
‑
种子污泥/d，6g有机物/kg
‑
种子污泥/d和8g
‑
有机物/kg
‑
种子污泥/d，每一有机负荷下各运行至稳定。
[0020]所述2g有机物/kg
‑
种子污泥/d是指按照每天每千克种子污泥添加原料污泥有机物的含量。
[0021]进一步地，步骤S3中，当发酵过程中存在多批次脱水污泥时，将上一批次脱水污泥的发酵剩余物作为下一批次的脱水污泥的种子污泥。
[0022]进一步地，步骤S3中，发酵过程中，控制发酵罐温度50
‑
55℃。
[0023]进一步地，步骤S1中，消化污泥为厌氧消化工程反应器内污泥。
[0024]进一步地，步骤S2中，所述至少包括稻草秸秆、玉米秸秆和高粱秸秆中的任意一种。
[0025]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0026]1、本专利技术针对我国多数污水处理厂排出脱水污泥的现状，设计了高效、稳定的脱水污泥干式厌氧消化处理方法，实现了脱水污泥的无害化、减量化和资源化，且发酵周期短，设备简单，易于维护。
[0027]2、本专利技术脱水污泥原料不经过任何预处理(如热处理或酸处理等)，直接利用，无预处理成本。
[0028]3、本专利技术的脱水污泥不经过稀释，减少后续沼渣沼液处理成本。
[0029]4、本专利技术通过添加辅材料农作物秸秆，辅材料需求量少(本专利技术调整污泥C/N比为10，其他技术一般调整污泥C/N比20及以上才能实现厌氧消化的稳定运行)。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0031]图1为实施例3的发酵效果图；
[0032]图2为实施例4的发酵效果图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0034]实施例1：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.脱水污泥干式厌氧消化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、种子污泥制备：将消化污泥固液分离至固含量为10
‑
15％，作为种子污泥；S2、原料调制：利用农作物秸秆调整脱水污泥的碳氮比为大于等于10形成混合物，调节混合物的水分使混合物中的水分为大于等于80％，作为厌氧消化反应的原料；S3、发酵：将步骤S1制备的种子污泥和步骤S2制备的原料加入发酵罐中进行发酵处理。2.根据权利要求1所述的脱水污泥干式厌氧消化处理方法，其特征在于，步骤S3中，种子污泥和原料的初始加入量以初始有机负荷为2g有机物/kg
‑
种子污泥/d计。3.根据权利要求1所述的脱水污泥干式厌氧消化处理方法，其特征在于，步骤S3中，发酵过程长期运行，每7天补料一次。4.根据权利要求3所述的脱水污泥干式厌氧消化处理方法，其特征在于，步骤S3中，每次补料后，充氮气使得反应罐处于厌氧状态。5.根据权利要求1所述的脱水污泥干式厌氧消化处理方法，其特征在于，步骤S3中，在发酵过程中，逐步增加有机负荷，在每个有机负荷下维持达到稳定后，再增加有机负荷。6.根据权利要求5所述的脱水污泥干式厌氧消化处理方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙照勇，汤岳琴，林智，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：