【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程，涉及污泥处理，具体涉及一种利用过碳酸钠提升城市剩余活性污泥产短链脂肪酸的方法。
技术介绍
1、生物处理工艺(例如活性污泥工艺)通常应用于废水处理厂(wwtp)。因此，每天产生大量的废弃活性污泥(was)，它们是生物废水处理的主要副产品。同时，was的处置成本可高达污水处理厂运营总成本的50％～60％，给人类带来巨大的经济和环境挑战。然而，was中含有大量有机物质(如蛋白质和碳水化合物)，占干污泥的40％～80％，这使得was成为资源和能源回收的廉价且优选的来源。
2、近几十年来，厌氧发酵被认为是一种经济有效的污泥处理技术，可以同时减少污泥体积、消灭病原微生物并回收有价值的产物。厌氧发酵后产生的短链脂肪酸(scfa)可用于弥补生物脱氮中碳源的不足，或生产可生物降解的塑料聚羟基脂肪酸酯。尽管如此，由于was分解速度缓慢以及scfa消费者的快速利用，was厌氧发酵中scfa的积累通常处于可以忽略不计的水平。为了克服这些限制，人们开发了各种物理、化学或生物预处理技术来加速was分解和复杂有机物水解。其中，化学氧化工艺在实现污泥减量、脱水和有机资源回收利用方面备受关注。在之前的研究中，几种氧化剂被广泛用于氧化was絮凝物并提高scfa产量，例如臭氧、过氧化物(cao2、h2o2)、高铁酸钾、高锰酸钾和过硫酸盐。尽管被证明是有效的，但高昂的成本以及锰、铁离子等有污染性副产物限制了它们的实际应用。然而，vfas具有高亲水性，如何将其经济高效地从水溶液中分离至今仍是一种挑战。过碳酸钠(spc)作为一种廉价、环
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提出了一种利用过碳酸钠提升剩余活性污泥产短链脂肪酸的方法，通过利用过碳酸钠强化厌氧发酵过程中的可溶性底物溶出，可以大幅提升污泥发酵液中的短链脂肪酸产量以及组分占比，提升了污泥厌氧发酵产中链脂肪酸的能力，是一种污泥资源化的有效强化手段。
2、本申请提供了一种强化剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的方法，其特征在于，在发酵过程中投加过碳酸钠以强化细胞壁以及胞外聚合物增溶有机底物从而强化产酸能力。
3、进一步地，所述氧化剂为过碳酸钠粉或过碳酸钠颗粒，主要成分为过氧化氢和碳酸钠。
4、进一步地，所述过碳酸钠投加量为0.05-0.15g/g tss污泥挥发性悬浮固体质量。
5、进一步地，其中发酵的底物为污水处理厂的剩余活性污泥。
6、进一步地，其中发酵的接种物为污水处理厂的剩余活性污泥。
7、进一步地，其中所述反应器厌氧发酵污泥即是底物污泥也是厌氧接种污泥。
8、进一步地，其中所述方法包括向发酵反应器中吹氮气以创造厌氧环境。
9、进一步地，所述氧化剂选自过碳酸钠颗粒发酵中反应器运行温度为30-40℃，进出料模式采用序批式、连续流、或半连续流。
10、进一步地，所述方法具体为：
11、(1)发酵底物及接种物获取：从城市污水处理厂获取剩余活性污泥作为发酵底物；
12、(2)向250ml厌氧反应器中加入200ml稀释到一定含水率的剩余活性污泥；
13、(3)向厌氧反应器中通入氮气5min；
14、(4)反应器内的初始ph值无需调节；
15、(5)在反应器中加入0.05-0.15g/g tss污泥挥发性悬浮固体质量的过碳酸钠，用氮气将反应器中的空气吹出并密封连接气袋，以保证系统严格厌氧状态；
16、(6)反应器启动：反应温度为30-40℃，搅拌或回旋震荡转速为130-140rpm/min，进出料模式采用序批式；
17、(7)针对反应器出料，可采用膜过滤、离心的形式将上清液和底泥从发酵液中分离，既可以回收材料，也不会造成链延伸微生物的大量流失。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、一方面，spc很容易在was中原位活化，导致产生活性自由基分解污泥絮凝物，因为大量的铁(例如fe3+/fe2+)通常包含在was中。同时，这些自由基具有降解污泥中不可降解物质和有机污染物的潜力。另一方面，spc可以在较宽的ph范围内使用，这可能避免额外的酸或碱预处理。此外，在提升vfa的同时由于产生碳酸根及碳酸氢根，spc会增加预处理污泥的碱度，从而提高was消化系统对ph波动的耐受性，实现多重资源化、减量化、无害化。
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1.一种强化剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的方法，其特征在于，所述方法包括向反应器中加入作为发酵接种物的二沉池回流污泥(同时也作为发酵底物)的污水处理厂剩余活性污泥，未调节初始pH调节；所述方法还包括在发酵过程中投加过碳酸钠以强化剩余污泥厌氧发酵过程中可溶性底物的溶出以及大分子物质转化为可溶性小分子物质占比；所述过碳酸钠为过碳酸钠粉末或过碳酸钠颗粒；所述过碳酸钠投加量为0.05-0.15g/g TSS污泥悬浮固体质量；所述方法还包括向发酵反应器中加入氮气以保证厌氧环境。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂选自过碳酸钠颗粒。
3.根据权利要求1所述的方法，其中发酵反应器运行温度为30-40℃，进出料模式采用序批式、连续流、或半连续流。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述剩余污泥为郑州市五龙口污水处理厂自脱水后的二沉池污泥，其稀释后含水率为93～95％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中发酵反应器运行用氮气将反应器中的空气吹出并密封连接气袋，以保证系统严格厌氧状态。
【技术特征摘要】
1.一种强化剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的方法，其特征在于，所述方法包括向反应器中加入作为发酵接种物的二沉池回流污泥(同时也作为发酵底物)的污水处理厂剩余活性污泥，未调节初始ph调节；所述方法还包括在发酵过程中投加过碳酸钠以强化剩余污泥厌氧发酵过程中可溶性底物的溶出以及大分子物质转化为可溶性小分子物质占比；所述过碳酸钠为过碳酸钠粉末或过碳酸钠颗粒；所述过碳酸钠投加量为0.05-0.15g/g tss污泥悬浮固体质量；所述方法还包括向发酵反应器中加入氮气以保证厌氧环...
【专利技术属性】
技术研发人员：张婷婷，张嘉航，王晓伟，张广毅，赵子升，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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