高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，在高氨氮浓度下利用厌氧动态膜生物反应器对污泥进行厌氧消化处理并产生沼气，并对沼气产率和VS消解率进行检测，当沼气产率<0.5L/g VS或VS消解率＜35％时，通过增大固体停留时间SRT或者减少水力停留时间，使得沼气产率≥0.60L/g VS且VS消解率≥40％，以化解氨胁迫，实现高氨氮浓度下污泥厌氧消化过程的高效稳定运行，突破了高氨氮浓度的壁垒，提高了污泥的资源化能源化效率。污泥的资源化能源化效率。污泥的资源化能源化效率。

【技术实现步骤摘要】
高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺


[0001]本专利技术属于污泥厌氧消化
，涉及一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺。

技术介绍

[0002]污泥厌氧消化是一种使污泥中可生物降解的有机物在兼性菌和厌氧细菌的作用下分解，随着污泥的稳定化，产生大量高热值的沼气作为能源利用，实现污泥资源化的工艺；而高氨氮污泥中，由于高浓度游离氨(游离氨的浓度＞200mg/L)可透过产甲烷菌的细胞膜进入到胞内，造成蛋白质变性和缺钾现象发生，从而抑制污泥厌氧消化产甲烷过程。
[0003]传统的污泥厌氧消化工艺通常采用密闭的中温消化器，温度维持在35℃上下，可实现污泥减量化并通过回收沼气实现废气污泥的能量化，其中反应器中氨氮浓度一般在200mg/L以下，但是此种技术存在以下不足：一是污泥厌氧消化过程中的水力停留时间与固体停留时间相等，无法分开调控，使得停留时间发生不必要的延长，沼气产率受到限制；二是污泥的消化效率会受到反应体系中氨氮浓度的限制，当游离氨浓度大于200mg/L时，可透过产甲烷菌细胞膜进入胞内，造成蛋白质变性和缺钾现象，抑制反应器的产甲烷过程，使得消化效率降低。
[0004]鉴于上述情况，亟待研发一种在高浓度氨氮下污泥的厌氧消化工艺，在提升反应器运行浓度和消化效率的同时，能够突破高氨氮浓度的壁垒，提升污泥资源化效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，在高氨氮浓度下利用厌氧动态膜生物反应器对污泥进行厌氧消化处理并产生沼气，并对沼气产率和VS消解率进行检测，当沼气产率≤0.50L/g VS或VS消解率＜35％时，通过增大固体停留时间SRT或者减少水力停留时间HRT，使得沼气产率≥0.60L/g VS且VS消解率≥40％，以化解氨胁迫，实现高氨氮浓度下污泥厌氧消化过程的高效稳定运行，突破了高氨氮浓度的壁垒，提高了污泥的资源化能源化效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，包括以下步骤：
[0008]S1，污泥进入到厌氧动态膜生物反应器内，在主反应区内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到膜分离区进行浓缩分离后，一部分浓缩污泥外排，一部分返回至主反应区内继续进行污泥的厌氧消化；
[0009]S2，当所述步骤S1中膜分离区污泥的氨氮浓度＞200mg/L时，检测所述厌氧消化过程中的VS消解率和沼气产率，当VS消解率＜35％或沼气产率<0.50L/g VS时，增大污泥厌氧消化过程中的固体停留时间或减小污泥厌氧消化过程中的水力停留时间，直至沼气产率≥0.60L/g VS且VS消解率≥40％。
[0010]优选地，所述步骤S1中，所述污泥在进泥时的氨氮浓度为35mg/L～80mg/L。
[0011]优选地，所述步骤S1中，所述厌氧消化过程中，所述膜分离区与所述主反应区的回流比为300～500％。
[0012]优选地，所述步骤S1，所述膜分离区的沼气循环强度为25～35m3/(m2·
h)，膜通量为2～8LMH。
[0013]优选地，所述步骤S1中，所述膜分离区的跨膜压差≤10kPa。
[0014]优选地，所述步骤S2中，调整后的固体停留时间为30～50天。
[0015]优选地，所述步骤S2中，调整后的水力停留时间为10～30天。
[0016]本专利技术所提供的一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，还具有以下几点有益效果：
[0017]1、本专利技术的高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，在高氨氮浓度下利用厌氧动态膜生物反应器对污泥进行厌氧消化处理并产生沼气，并对沼气产率和VS消解率进行检测，当沼气产率<0.50L/g VS或VS消解率＜35％时，通过增大固体停留时间SRT或者减少水力停留时间HRT，使得沼气产率≥0.60L/g VS且VS消解率≥40％，以化解氨胁迫，实现高氨氮浓度下污泥厌氧消化过程的高效稳定运行，突破了高氨氮浓度的壁垒，提高了污泥的资源化能源化效率；
[0018]2、本专利技术的高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，通过对沼气产率与VS消解率进行检测，同时解耦水力停留时间和固体停留时间，从而实现运行浓度和消化效率的提升，并突破了高氨氮浓度对污泥厌氧消化的限制，使得反应器在氨氮浓度＞200mg/L(甚至是氨氮浓度＞400mg/L)的条件下高效稳定运行；
[0019]3、本专利技术的高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，通过工艺参数的调控，利用高氨氮浓度污泥对微生物群落进行定向驯化，使得消化菌群适应体系环境，实现高氨氮浓度下污泥的高效厌氧消化，运行稳定可靠，可以推广。
附图说明
[0020]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0021]图1为本专利技术的高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺中所用的厌氧动态膜生物反应器的结构示意图。
具体实施方式
[0022]为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0023]结合图1所示，本专利技术提供了一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，采用厌氧动态膜生物反应器进行污泥的厌氧消化处理，污泥在厌氧动态膜生物反应器的主反应区10利用污泥内的微生物进行厌氧消化并产生沼气，消化后污泥进入到膜分离区20，污泥颗粒在在动态膜组件21上聚集形成动态膜层，经动态膜层浓缩分离后得到浓缩污泥，一部分浓缩污泥外排，一部分浓缩污泥回流至主反应区10继续进行厌氧消化，在膜分离区20动态膜组件21底部设有曝气管22，通过沼气循环减少膜污染；而对于污泥厌氧消化过程中所产生的沼气，需要收集至沼气收集装置11内备用；当膜分离区污泥的氨氮浓度＞200mg/L，对厌氧
消化过程中的沼气产率和VS效解率进行检测，当VS消解率＜35％或沼气产率<0.50L/g VS时，通过单独对厌氧消化过程中的固体停留时间SRT或水力停留时间HRT进行调整，比如缩短水力停留时间HRT或者延长固体停留时间SRT，使得反应体系的污泥浓度增大，污泥运行浓度的提高势必会使得反应体系中氨氮浓度进一步增大，利用高浓度氨氮高浓度污泥对微生物群落进行定向驯化，使得消化菌群适应体系环境，直至沼气产率≥0.60L/g VS且VS消解率≥40％，最终实现高氨氮浓度下污泥厌氧消化过程的高效稳定运行。
[0024]结合图1所示，本专利技术的一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，包括以下步骤：
[0025]S1，污泥进入到厌氧动态膜生物反应器内，在主反应区10内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到膜分离区20进行浓缩分离后，一部分浓缩污泥外排，一部分返回至主反应区10内继续进行污泥的厌氧消化；
[0026]具体而言，首先采用厌氧动态膜生物反应器对剩余污泥进行厌氧消化处理，当污泥进入到厌氧动态膜生物反应器后，在其主反应区10内污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，污泥进入到厌氧动态膜生物反应器内，在主反应区内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到膜分离区进行浓缩分离后，一部分浓缩污泥外排，一部分返回至主反应区内继续进行污泥的厌氧消化；S2，当所述步骤S1中膜分离区污泥的氨氮浓度＞200mg/L时，检测所述厌氧消化过程中的VS消解率和沼气产率，当VS消解率＜35％或沼气产率<0.50L/g VS时，增大污泥厌氧消化过程中的固体停留时间或减小污泥厌氧消化过程中的水力停留时间，直至沼气产率≥0.60L/g VS且VS消解率≥40％。2.根据权利要求1所述的高氨氮浓度下的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述污泥在进泥时的氨氮浓度为35mg/L～80mg/L。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽花，邹博源，杜兴治，朱明瑞，王志伟，吴炜，周博，戴若彬，王雪野，李晶，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：