一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用技术

本发明专利技术涉及环境与资源领域，具体而言，涉及一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用。所述缓解厌氧消化酸化的方法，包括以下步骤：调节酸化厌氧消化体系的pH为7.0～8.0；向所述酸化厌氧消化体系中通入沼气，对所述酸化厌氧消化体系进行曝气，控制所述酸化厌氧消化体系的pH≥7.0并持续至少2个水力停留时间。所述的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的pH至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气处理，控制体系的pH稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，成本低，产甲烷效率高。烷效率高。烷效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及环境与资源领域，具体而言，涉及一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用。

技术介绍

[0002]在有机固废厌氧消化的过程中，不当的操作条件会对产甲烷菌造成不利影响，破坏产酸与产甲烷的平衡，导致脂肪酸的积累，进而导致反应器的酸化。而水解菌和产酸菌对pH有较好的适应性，大多数这类细菌可以在pH为5.0
‑
8.5范围内生长良好。但产甲烷菌对pH较为敏感，其适宜生长的pH范围在6.5
‑
7.8。因此当pH下降，产甲烷菌的代谢将进一步受到抑制，而产酸过程仍在继续，形成恶性循环，导致沼气发酵体系的崩溃，无法实现沼气的正常产生。
[0003]不当的操作条件包括毒性物质(重金属、游离氨等)、反应器负荷过高、低温等环境条件冲击；厨余垃圾以及城市生活垃圾等有机固废在未受到冲击的情况下，由于其本身具有含水率高、有机质含量高、易腐败酸化等特点，在以其为原料进行厌氧发酵时，底物极易被起始发酵微生物(水解菌、产酸菌)利用，水解酸化速度通常较快，导致有机酸在短时间内的快速累积，同样易导致厌氧消化系统酸化。
[0004]常用的酸化控制方法包括添加碱、生物制剂、添加导电介质(生物炭、铁)以及空气/氧气微曝气等，但单纯加碱需持续投加，不能从根本解决问题，生物制剂和导电介质的成本较高。而空气/氧气微曝气的作用机制是通过微好氧环境将多余的有机物分解为二氧化碳等，一方面浪费了部分有机物中潜在的能源，另一方面提升了沼气中二氧化碳的占比同时混入氧气、氮气等组分，不利于甲烷的纯化。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种缓解厌氧消化酸化的方法，所述的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的pH至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气搅拌处理，控制体系的pH稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，成本低，产甲烷效率高。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种有机固废厌氧消化的方法，所述有机固废厌氧消化的方法，方法简单，成本低，无需复杂的工艺设备，甲烷产量高。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009]一种缓解厌氧消化酸化的方法，包括以下步骤：
[0010]调节酸化厌氧消化体系的pH为7.0～8.0；向所述酸化厌氧消化体系中通入沼气，对所述酸化厌氧消化体系进行曝气，控制所述酸化厌氧消化体系的pH≥7.0并持续至少2个水力停留时间。
[0011]所述的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的pH至合理范围，有利
于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气搅拌处理，控制体系的pH稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，仅需加碱调节一次pH，不需要持续投加；成本低，添加碱，相对于生物制剂和复合菌等成本低，所需的电力成本低；产甲烷效率高，通入沼气进行曝气，在抑制酸化的基础上通过对沼气中氢气的高效利用，促进氢营养型产甲烷菌利用氢气和二氧化碳产生甲烷，从而提升甲烷产量。
[0012]优选地，所述酸化厌氧消化体系为连续5天以上pH＜6.5的厌氧消化体系。
[0013]优选地，所述曝气的方式包括连续曝气或间歇曝气。
[0014]优选地，所述间歇曝气的条件为：间隔8～12min曝气25～35s。
[0015]优选地，向所述酸化厌氧消化体系中通入所述沼气的速率为0.2～0.8L/min。
[0016]优选地，所述酸化厌氧消化系统的pH为7.0～8.0并持续至少2个水力停留时间。
[0017]优选地，向所述酸化厌氧消化系统中添加碱调节其pH为7.0～8.0。
[0018]优选地，所述碱包括NaOH和/或Na2CO3。
[0019]优选地，从所述酸化厌氧消化体系的底部通入所述沼气。
[0020]优选地，所述沼气为所述厌氧消化体系产生。
[0021]一种有机固废厌氧消化的方法，包括所述的缓解厌氧消化酸化的方法。
[0022]所述有机固废厌氧消化的方法，方法简单，成本低，无需复杂的工艺设备，甲烷产量高。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024](1)本专利技术提供的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的pH至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气处理，控制体系的pH稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，仅需加减调节一次pH，不需要持续投加；成本低，添加碱，相对于生物制剂和复合菌等成本低，所需的电力成本低；产甲烷效率高，通入沼气进行曝气，在抑制酸化的基础上通过对沼气中氢气的高效利用，促进氢营养型产甲烷菌利用氢气和二氧化碳产生甲烷，从而提升甲烷产量。利用沼气搅拌可提供的纵向混合动力，相较于提供水平搅拌动力的机械搅拌而言，有利于厌氧污泥在垂直方向上的混合，减少微生物过度沉降带来的混合不均匀从而降低产甲烷效率。
[0025](2)本专利技术提供的有机固废厌氧消化的方法，方法简单，成本低，无需复杂的工艺设备，甲烷产量高。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为厌氧消化装置的结构示意图；
[0028]图2为实施例1和对比例1反应器内部流态及流速分布图；
[0029]图3为实施例1和对比例1反应器酸化修复过程pH变化图；
[0030]图4为实施例1和对比例1反应器酸化修复过程VFAs变化图；
[0031]图5为实施例1和对比例1反应器酸化修复过程CH4日产量变化图；
[0032]图6为实施例2和对比例2反应器酸化修复过程pH变化图；
[0033]图7为反应器酸化修复前后微生物属水平分布图；
[0034]图8为实施例2和对比例2反应器酸化修复过程VFAs变化图；
[0035]图9为实施例2和对比例2反应器酸化修复过程CH4日产量变化图。
[0036]附图标记：
[0037]1‑
曝气部、2
‑
气泵、3
‑
反应器和4
‑
沼气收集部件。
具体实施方式
[0038]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，包括以下步骤：调节酸化厌氧消化体系的pH为7.0～8.0；向所述酸化厌氧消化体系中通入沼气，对所述酸化厌氧消化体系进行曝气，控制所述酸化厌氧消化体系的pH≥7.0并持续至少2个水力停留时间。2.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述酸化厌氧消化体系为连续5天以上pH＜6.5的厌氧消化体系。3.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述曝气的方式包括连续曝气或间歇曝气。4.根据权利要求3所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述间歇曝气的条件为：间隔8～12min曝气25～35s。5.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，向所述酸化厌氧消化体...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝飞翔，韩仪，罗希，杨思，吴晓晖，陆谢娟，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：