CN102838262B - 一种污泥厌氧消化的化学强化预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥厌氧消化的化学强化预处理方法，其特征在于向污泥中投加高铁酸盐生产废液，并且控制污泥pH值不超过11；搅拌混合均匀后，再将污泥投加到厌氧消化系统进行中温厌氧消化。本发明预处理后污泥的厌氧消化产气量比未经处理原污泥厌氧消化产气量提高60%以上。本发明的优点在于在提高污泥厌氧消化效率的同时，解决了高铁酸盐生产废液的处理与处置问题，避免因排放而对环境和公众健康产生的危害，实现了高铁酸盐生产废液的资源化利用。

Description

一种污泥厌氧消化的化学强化预处理方法
技术领域
本发明涉及污泥的资源化和减量化处理与处置方法，更具体地说是涉及一种利用工业废料预处理污泥，从而提高污泥厌氧消化效率的方法。
背景技术
污水处理过程中产生大量的污泥，尤其是在“十二五”规划开始之年，污泥的处理与处置问题更是当前备受关注的环境问题之一。污泥厌氧消化技术在当今许多国家得到了广泛应用。但污泥厌氧消化的周期较长，主要原因是由于微生物细胞壁(膜)的存在从而使细胞内的基质无法被厌氧微生物利用。目前应用污泥预处理的方法有多种，如超声波法、前加热法、机械法、碱解法、联合处理法。其中碱解法又包括NaOH碱解法、KOH碱解法、高铁酸盐废液碱解法等。
高铁酸盐是一种由六价铁酸根和金属离子组成的盐类，其通式为MxFeO4。高铁酸盐在整个pH范围内具有极强的氧化性，可以氧化降解污泥中的难生物降解的大分子物质，反应通式为：
MxFeO4＋难生物降解物质Fe(OH)3＋可生物降解物质
高铁酸盐还原产物为Fe3+和Fe(OH)3，具有吸附絮凝作用，对环境无毒副作用。目前高铁酸盐主要有3种制备方法：高温熔融氧化法、次氯酸盐氧化法和电解法。其中应用电解法制备高铁酸盐是指铁阳极在8~15mol/L的浓碱液（NaOH或KOH溶液）中进行电解反应，得到高铁酸盐与浓碱液的混合物。将高铁酸盐固体部分回收后，残留在废液中的高铁酸盐浓度尚有5~10g/L。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥厌氧消化的化学强化预处理方法，借助于高铁酸盐生产废液进行污泥厌氧消化的预处理，能够克服污泥厌氧消化水解步骤缓慢、产气率较低、有机物降解率与灭菌率不高等缺点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种污泥厌氧消化的化学强化预处理方法，其特征在于向污泥中投加高铁酸盐生产废液，并且控制污泥pH值不超过11；搅拌混合均匀后，再将污泥投加到厌氧消化系统进行中温厌氧消化。
本发明意义是，污泥厌氧消化产气量比未经处理原污泥厌氧消化产气量提高60%以上；将高铁酸盐生产废液应用于污泥厌氧消化的预处理，在提高污泥厌氧消化效率的同时，解决了高铁酸盐生产废液的处理与处置问题，避免因排放而对环境和公众健康产生的危害，实现了高铁酸盐生产废液的资源化利用。该方法的优点在于，不仅能够缩短厌氧消化系统污泥停留时间，而且能够显著提高污泥厌氧消化效率。
附图说明
图1是应用高铁酸盐生产废液预处理污泥的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本专利作进一步的描述。
在污水厂污泥处理过程中，在污泥浓缩池1与厌氧消化池2之间设置污泥预处理池3，如图1所示。该污泥预处理池3与高铁酸盐废液池4连接，污泥预处理池3内设有搅拌装置5。污泥预处理池的进泥端6与污泥浓缩池的出泥端7连接，污泥预处理池的出泥端与厌氧消化池的进泥端连接，污泥预处理池的废液入口与高铁酸盐废液池连接。污泥预处理池3的废液入口与高铁酸盐废液池4之间设有废液输入泵8，污泥预处理池的出泥端与厌氧消化池的进泥端之间设有出泥泵9。高铁酸盐生产废液储存至高铁酸盐废液池后由废液输入泵输送至污泥预处理池，污泥浓缩池出泥在重力作用下自流至预处理池，浓缩池出泥与高铁酸盐生产废液在搅拌装置的搅拌作用下使二者混合均匀，而后将混合反应后的出泥由出泥泵将其输送至污泥厌氧消化池进行厌氧消化。其中废液泵为抗腐蚀性的药剂泵；出泥泵为抗腐蚀性的污泥泵；搅拌装置采用涡轮式搅拌桨，转速以浓缩池出泥的含固率而定，约为60rpm～100rpm。其中高铁酸盐生产废液为包含高铁酸盐与NaOH的混合液，其中在该混合液中，高铁酸盐的浓度为5~10g/L，NaOH浓度为5~12mol/L。高铁酸盐生产废液的投加量为1.2~1.9ml/gVS，预处理后污泥pH控制在9~11之间。高铁酸盐生产废液与污泥混合反应2~5min后，再进入污泥厌氧消化系统进行厌氧消化。污泥厌氧消化系统为现有技术，在此不再赘述。gVS是指污泥中的有机固体，是科技文献中的常规用法，即对应每g有机固体的药剂投量。
高铁酸盐生产废液预处理污泥能够提高污泥厌氧消化效率，原理如下：(1)废液中的高铁酸盐和碱类物质都能够破坏污泥的絮体结构，从而使污泥内的有机物质释放出来；(2)废液中的高铁酸盐和碱类物质能够破坏微生物的细胞结构，从而使细胞质内与细胞核内的蛋白质、核酸等物质释放出来，并且形成溶解性有机化合物；(3)高铁酸盐的还原产物为Fe3+和Fe(OH)3，能够吸附污泥中的重金属等有毒有害物质，从而减轻或消除对微生物新陈代谢活动的抑制作用。

Claims (4)

1.一种污泥厌氧消化的化学强化预处理方法，其特征在于向污泥中投加高铁酸盐生产废液，并且控制污泥pH值不超过11；搅拌混合均匀后，再将污泥投加到厌氧消化系统进行中温厌氧消化，高铁酸盐生产废液包含高铁酸盐与NaOH，其中高铁酸盐的浓度为5~10g/L，NaOH浓度为5~12mol/L。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于高铁酸盐生产废液的投加量为1.2~1.9ml/gVS，预处理后污泥pH控制在9~11之间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于高铁酸盐生产废液与污泥混合反应2~5min后，再进入污泥厌氧消化系统进行厌氧消化。
4.如权利要求1~4中任一项所述的方法，其特征在于高铁酸盐生产废液储存至高铁酸盐废液池后由废液输入泵输送至污泥预处理池，污泥浓缩池出泥在重力作用下自流至预处理池，浓缩池出泥与高铁酸盐生产废液在搅拌装置的搅拌作用下使二者混合均匀，而后由出泥泵将其输送至污泥厌氧消化池进行厌氧消化。
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