CN102092913A - 污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺 - Google Patents

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王芬
季民
陈中玉
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Abstract

本发明涉及污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)预处理玉米秸秆，选取普通玉米秸秆，利用机械粉碎机将其粉碎，粉碎后过筛，称取筛分后玉米秸秆粉末，按比例将玉米秸秆浸泡于自来水中，并将装有玉米秸秆和水混合液的容器置于30℃恒温水浴锅中处理。2)玉米秸秆与污泥混合厌氧发酵中温厌氧消化，预处理后湿玉米秸秆与污泥混合，将混合物饲入中温厌氧消化反应器进行消化。本发明的优点在于：中温厌氧消化原料C/N合适，中温厌氧消化效率提高，产气量增加，产气中甲烷气体含量增加。本发明可以应用于污水处理厂中温厌氧消化工艺升级改造、新建中温厌氧消化工艺等。

Description

污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺
技术领域
本发明涉及一种污泥处理与处置方法，特别涉及一种污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺。 
背景技术
随着我国经济的发展，城市污水的产生和数量不断增加，污泥的产量随之迅速的增长，据统计污水厂污泥年产量为1亿吨(含水率以96％计)以上。污泥得不到有效地处理与处置会导致一系列的环境问题，我国污泥处置还处于严重滞后的状态。另外，我国每年玉米秸秆产量巨大，玉米秸秆可以作为一种资源加以利用，但是在我国的广大农村地区，玉米秸秆大部分都被直接焚烧或者废弃堆置。这不仅造成了秸秆资源的浪费，因而合理高效利用玉米秸秆资源已经成为整个社会关注的问题。 
厌氧消化技术是目前我国大部分污水处理厂处理污泥所最常用的一种工艺。一股认为消化原料的C/N值为10∶1～30∶1较为合适。但污泥的C/N值较低，一股都在5∶1以下，反应体系含氮量过高，抑制消化过程。将污泥与玉米秸秆(C/N值为50∶1)混合进行厌氧发酵，可调节厌氧消化原料C/N，改善中温厌氧消化性能，提高产气量和稳定性，这对我国污泥厌氧消化技术发展具有重要意义。 
发明内容
本发明的是改善污泥的中温厌氧消化性能，提高污泥的产气量和稳定性，提供一种污泥与玉米秸秆混合发酵提高中温厌氧消化效果的工艺。 
本发明的技术方案是：本发明通过大量试验研究，比较了多种不同药剂预处理玉米秸秆效果，获得玉米秸秆的最佳预处理条件(秸秆尺寸和预处理时间)，将预处理后湿玉米秸秆与污泥混合发酵产沼气，获得一种新工艺以及最佳工艺操作条件(混合比例、投配率等)。采用该工艺进行污泥中温厌氧消化，可大幅度提高厌氧消化效率，使产气量增加，产气中甲烷气体含量增加。 
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现： 
1)预处理玉米秸秆 
玉米秸秆最佳预处理条件为：秸秆粉沫尺寸：20～50目；预处理时间：12～48h，预处理所用水为自来水。预处理步骤如下： 
选取普通玉米秸秆，利用机械粉碎机将其粉碎，粉碎后过筛子，筛分后的玉米秸秆存放在通风干燥处保存备用。 
预处理时，称取筛分后玉米秸秆粉末，按照固液比为1∶15～1∶25(质量比)将玉米秸秆浸泡于自来水中，并将装有玉米秸秆和水混合液的容器置于30℃恒温水浴锅中处理12～48h。 
2)玉米秸秆与污泥混合厌氧发酵中温厌氧消化 
预处理后湿玉米秸秆与污泥混合(混合质量比为1∶1.2～1∶2.3)，将混合物按照4％～8％投配率饲入中温厌氧消化反应器进行消化。 
与传统单纯污泥中温厌氧消化相比，本发明的优点在于：中温厌氧消化原料C/N合适，中温厌氧消化效率提高，产气量增加，产气中甲烷气体含量增加。本发明可以应用于污水处理厂中温厌氧消化工艺升级改造、新建中温厌氧消化工艺等，经推广后可以提高污泥处理处置水平，减少污泥产量，充分利用秸秆资源，改善环境质量，产生显著的社会效益和经济效益。 
具体实施方式
下面通过实施例来说明本发明的具体实施方式。 
实施例1 
称取一定量筛分后的玉米秸秆粉末，过20目筛，将玉米秸秆粉末与水按照固液比为1∶15(质量比)将其浸泡于自来水中。并将装有玉米秸秆和水混合液的锥形瓶置于30℃恒温水浴锅中处理36h。 
预处理后湿玉米秸秆与污泥混合(混合质量比为1∶1.2)，将混合物按照4％投配率饲入中温厌氧消化反应器进行消化，反应器运行2个月，厌氧消化反应后，反应器中VS得到有效的降解，达到了污泥厌氧消化稳定的目的。湿玉米秸秆与污泥混合厌氧消化累计产气量较单纯污泥厌氧消化提高了7倍以上。产气中CH4比例最高达到了60.6％，较单纯污泥厌氧消化提高30％。 
实施例2 
称取一定量筛分后的玉米秸秆粉末，过40目筛，将玉米秸秆粉末与水按照固液比为1∶20(质量比)将其浸泡于自来水中。并将装有玉米秸秆和水混合液的锥形瓶置于30℃恒温水浴锅中处理24h。 
预处理后湿玉米秸秆与污泥混合(混合质量比为1∶1.8)，将混合物按照5％投配率饲入中温厌氧消化反应器进行消化，反应器运行3个月，厌氧消化反应后，反应器中VS得到有效的降解，达到了污泥厌氧消化稳定的目的。湿玉米秸秆与污泥混合厌氧消化累计产气量较单纯污泥厌氧消化提高了5倍以上。产气中CH4比例最高达到了59.4％，较单纯污泥厌氧消化提高28％。 
实施例3 
称取一定量筛分后的玉米秸秆粉末，过50目筛，将玉米秸秆粉末与水按照固液比为1∶1∶25(质量比)将其浸泡于自来水中。并将装有玉米秸秆和水混合液的锥形瓶置于30℃恒温水浴锅中处理48h。 
预处理后湿玉米秸秆与污泥混合(混合质量比为1∶2.3)，将混合物按照8％投配率饲入中温厌氧消化反应器进行消化，反应器运行2个月，厌氧消化反应后，反应器中VS得到有 效的降解，达到了污泥厌氧消化稳定的目的。湿玉米秸秆与污泥混合厌氧消化累计产气量较单纯污泥厌氧消化提高了4倍以上。产气中CH4比例最高达到了55％，较单纯污泥厌氧消化提高25％。 

Claims (3)

1.污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)预处理玉米秸秆
选取普通玉米秸秆，利用机械粉碎机将其粉碎，粉碎后过筛，筛分后的玉米秸秆存放在通风干燥处保存备用；预处理时，称取筛分后玉米秸秆粉末，按比例将玉米秸秆浸泡于自来水中，并将装有玉米秸秆和水混合液的容器置于30℃恒温水浴锅中处理；
2)玉米秸秆与污泥混合厌氧发酵中温厌氧消化
预处理后湿玉米秸秆与污泥混合，将混合物饲入中温厌氧消化反应器进行消化。
2.根据权利要求1所述污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺，其特征在于，所述步骤1)中秸秆粉沫过筛尺寸为20～50目，玉米秸秆与自来水质量比为1∶15～1∶25，恒温水浴锅中处理时间为12～48h。
3.根据权利要求1所述污泥与玉米秸秆混合发酵改善中温厌氧消化效果的工艺，其特征在于，所述步骤2)中湿玉米秸秆与污泥混合物质量比为1∶1.2～1∶2.3，混合物饲入中温厌氧消化反应器的投配率为4％～8％。
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