CN103420554A - 利用铁锈促进剩余污泥产甲烷方法 - Google Patents

Abstract

一种利用铁锈促进剩余污泥产甲烷的方法，包括以下步骤：取含固率10%以下的高固污泥与铁锈混合，接种厌氧微生物。将上述污泥混合物装入厌氧发酵罐，厌氧发酵进行20～25天，收集发酵过程中产生的甲烷。发酵过程中利用氮气曝气装置使发酵罐内污泥和铁锈充分混合。发酵结束后，静置使泥水充分分离，排出上清液，排出含氮磷元素和其他微量元素的沼渣。回收沼渣中的铁锈，投入厌氧发酵罐继续反应。具有如下技术效果：促进高固污泥经过厌氧发酵后的减量化，同时提高了发酵过程中甲烷生成量。发酵后的沼渣含有大量含氮磷元素和其他微量元素。该技术的投资成本少，技术操作简单，处理能力强，可以应用于新建的污泥厌氧发酵设备或现有设备的升级改造。

Description

利用铁锈促进剩余污泥产甲烷方法

技术领域

本发明涉及一种污泥厌氧发酵的方法。

背景技术

随着我国城市化的发展以及人口的不断增长，城市污水厂的数量在不断的增加，污水处理厂运行过程中产生大量的剩余污泥，大部分的污水处理厂都对剩余污泥进行化学混凝或机械压滤处理，使其含水率在80-90%。但仅仅的脱水处理还不能实现剩余污泥的无害化，污泥中富集的污染物容易以各种不同的方式、途径，回到环境中，对环境造成严重的二次污染。因此，对剩余污泥进行合理、科学的处理，是实现剩余污泥无害化处置的必要措施。

厌氧发酵是目前处理固体废弃物最流行的方法之一，不仅可以使固体废弃物减量化，而且可以生成甲烷作为能源。在工程实际中，常用的厌氧消化工艺有以下四种：单级高效中温厌氧消化、两级厌氧消化、中温/高温两相厌氧消化，其中单级中温厌氧消化应用最为广发。但是污泥中温厌氧消化工艺作为一种传统的处理工艺存在着一些问题。由于污泥固体属难生物降解物质，因此厌氧消化停留时间长，一般在20～30天的停留时间下才能达到中等程度的降解，约30～50％。污泥在池内的停留时间过长，造成池体体积庞大，操作管理复杂；产气中甲烷含量低等。目前国内外很多学者提出用预处理的方法促进污泥的厌氧发酵，如投加酸碱处理、热处理、微波处理等，但由于这类方法一般都成本高、能耗大，因此难以得到有效推广，人们仍然在寻找一种更廉价方便的污泥厌氧发酵促进方法。

发明内容

为解决现有技术中高固污泥的厌氧发酵技术周期长、甲烷产量少等技术问题，本发明提出以下技术方案：一种利用铁技术加速剩余污泥厌氧发酵的方法，它包括以下步骤：

步骤1，将待处理的高固污泥与铁锈、厌氧微生物添加到污泥调节池1中，所述的高固污泥含固量应该低于10%，所述的铁锈表面积应小于20cm²，并按每Kg高固污泥1～20g铁锈的比例将高固污泥与铁锈混合，其中每Kg高固污泥添加铁锈最佳比例为10g。所述的厌氧微生物来自于厌氧发酵罐排出的污泥，并按照接种污泥与待处理高固污泥1：9的比例接种，若发酵罐初次启动，可取污水处理厂厌氧反应器剩余污泥作为接种污泥。开启电动搅拌器2进行搅拌，使待处理的高固污泥与铁锈、厌氧微生物混合均匀。

步骤2，开启输送泵3，将上一步获得的污泥通过管道4经进泥口6排入厌氧发酵罐5中，密闭发酵罐，进行厌氧发酵，发酵时间为20～25天，最佳时间22天，发酵温度35～40度，最佳温度37度。发酵罐底部设有氮气曝气装置7，曝气孔10均匀分布于发酵罐底部，每个曝气孔10之间的相互距离间隔在50cm以内。每个曝气口的曝气流量为10L/min。在厌氧发酵进行期间，氮气曝气装置每2h启动一次，每次启动曝气30min，使发酵罐内污泥和铁锈充分混合。发酵罐上部设出气口8，用于收集发酵过程中产生的甲烷。

步骤3，发酵结束后，停止曝气，静置6小时，使泥水充分分离，排出上清液，剩余的固体通过排泥口9排出，排出的污泥留下10%作为下一次发酵的接种污泥，其余的90%作为沼渣，利用磁选机回收沼渣中的铁锈，回收到的铁锈投入调节池用于下一批的发酵。

采用了上述技术方案的利用铁锈加速剩余污泥厌氧发酵的方法，达到如下技术效果：促进高固污泥经过厌氧发酵后的减量化，同时提高了发酵过程中甲烷生成量，发酵后的沼渣含有大量氮磷元素和其他微量元素，可用于农业生产领域。该技术的投资成本少，技术操作简单，处理能力强，可以应用于新建的污泥厌氧发酵设备或现有设备的升级改造。

附图说明

图1为利用铁锈促进剩余污泥产甲烷且提高磷回收的工艺流程图

图2为图1的A向视图

图中1—污泥调节池，2—电动搅拌器，3—输送泵，4—管道，5—厌氧发酵罐，6—进泥口，7—氮气曝气装置，8—出气口，9—排泥口，10—氮气曝气孔

具体实施方式

本发明的应用机理是：1、铁锈的主要成分是三价铁，而三价铁能促进铁还原菌的富集，铁还原菌直接与有机物氧化并使其矿化，减少有机负荷，有利于高固污泥的处理。2、铁锈溶出的三价铁，能在污泥发酵体系里发生絮凝作用，促进污泥的沉降性能。3.铁锈溶出的三价铁，能促进微生物体内硫铁簇的形成，提高蛋白水解酶的活性，加快污泥的液化和分解，同时促进产甲烷活性，加大产甲烷量。

下面结合附图对具体操作步骤做进一步说明：

步骤1，将待处理的高固污泥与铁锈、厌氧微生物添加到污泥调节池1中，所述的高固污泥含固量应该低于10%，所述的铁锈表面积应小于20cm²，并按每Kg高固污泥1～20g铁锈的比例将高固污泥与铁锈混合，其中每Kg高固污泥添加铁锈最佳比例为10g。所述的厌氧微生物来自于厌氧发酵罐排出的污泥，并按照接种污泥与待处理高固污泥1：9的比例混合，若发酵罐初次启动，可取污水处理厂厌氧发酵罐剩余污泥作为接种污泥。开启电动搅拌器2进行搅拌，使待处理的高固污泥与铁锈、厌氧微生物混合均匀。

步骤2，开启输送泵3，将上一步获得的污泥通过管道4经进泥口6排入厌氧发酵罐5中，密闭发酵罐，进行厌氧发酵，发酵时间为20～25天，最佳时间22天，发酵温度35～40度，最佳温度37度。发酵罐底部设有氮气曝气装置7，氮气曝气孔10均匀分布于发酵罐5底部，氮气曝气孔10的相互距离间隔在50cm以内。每个曝气孔的曝气流量为10L/min。在厌氧发酵进行期间，氮气曝气装置每2h启动一次，每次启动曝气30min，使发酵罐内污泥和铁锈充分混合。发酵罐上部设出气口8，用于收集发酵过程中产生的甲烷。

步骤3，发酵结束后，停止曝气，静置6小时以上，使泥水充分分离，排出上清液，剩余的固体通过排泥口9排出，排出的污泥留下10%作为下一次发酵的接种污泥，其余的90%作为沼渣，利用磁选机回收沼渣中的铁锈，回收到的铁锈投入调节池用于下一批的发酵。

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

取含固率为10%的高固污泥待发酵，取铁锈按每Kg高固污泥投加10g，随后接种厌氧微生物并搅拌均匀，将混匀后的污泥加入厌氧发酵罐中，密封好发酵罐。厌氧发酵22天后，每Kg高固污泥发酵结束后可产甲烷气体15.6L。高固污泥体积减少30.7%，发酵后含水率93.5%。

实施例2：

取含固率为10%的高固污泥待发酵，取铁锈按每Kg高固污泥投加5g，随后接种厌氧微生物并搅拌均匀，将混匀后的污泥加入厌氧发酵罐中，密封好发酵罐。厌氧发酵22天后，每Kg高固污泥发酵结束后可产甲烷气体14.7L。高固污泥体积减少28.1%，发酵后沼渣含水率92.4%。

Claims (1)

1.一种利用铁锈促进剩余污泥产甲烷的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将待处理的高固污泥与铁锈、厌氧微生物添加到污泥调节池1中，所述的高固污泥含固量应该低于10%，所述的铁锈表面积应小于20cm²，并按每Kg高固污泥1～20g铁锈的比例将高固污泥与铁锈混合，其中每Kg高固污泥添加铁锈最佳比例为10g，所述的厌氧微生物来自于厌氧发酵罐排出的污泥，并按照接种污泥与待处理高固污泥1：9的比例混合，若发酵罐初次启动，可取污水处理厂厌氧发酵罐剩余污泥作为接种污泥，开启电动搅拌器2进行搅拌，使待处理的高固污泥与铁锈、厌氧微生物混合均匀；

步骤2，开启输送泵3，将上一步获得的污泥通过管道4经进泥口6排入厌氧发酵罐5中，密闭发酵罐，进行厌氧发酵，发酵时间为20～25天，最佳时间22天，发酵温度35～40度，最佳温度37度，发酵罐底部设有氮气曝气装置7，曝气孔10均匀分布于发酵罐底部，每个曝气孔10之间的相互距离间隔在50cm以内，每个曝气口的曝气流量为10L/min，在厌氧发酵进行期间，氮气曝气装置每2h启动一次，每次启动曝气30min，使发酵罐内污泥和铁锈充分混合，发酵罐上部设出气口8，用于收集发酵过程中产生的甲烷；

步骤3，发酵结束后，停止曝气，静置6小时以上，使泥水充分分离，排出上清液，剩余的固体通过排泥口9排出，排出的污泥留下10%作为下一次发酵的接种污泥，其余的90%作为沼渣，利用磁选机回收沼渣中的铁锈，回收到的铁锈投入调节池用于下一批的发酵。

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