CN108060181A - 提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法，具体操作步骤为采用多点进水A/O工艺，取某污水处理厂回流污泥泵房的剩余污泥，静置排出上清液；另取蛋白类厨余垃圾通过粉碎机打碎成浆；分别测定上述静置后污泥和浆状蛋白类厨余垃圾总固体含量；通过计算，按比例取污泥和蛋白类餐厨垃圾于500mL锥形瓶中，调节pH；分别测定挥发性脂肪酸、溶解性化学需氧量、溶解性蛋白质、溶解性碳水化合物。有益效果是能够明显促进污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的水解效果，产酸效能的增加可以使固体废弃物得到资源化利用。

Description

提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法

技术领域

本发明涉及一种提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法，该方法适用于城市污水处理厂剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸。

背景技术

增强固体废弃物发酵产酸过程，近年来一直是实现固体废弃物资源化利用(有机酸可作为工业原料生产高附加值产品)的研究热点和重点。有研究表明将厨余垃圾混合污泥厌氧发酵，能有效弥补单独污泥发酵过程中损失的碳源，利于有机质的发酵产酸过程，蛋白类厨余垃圾在厨余垃圾中不仅占比大还富含蛋白质等有机质，可提高产酸的基质。然而固体废弃物实际发酵产酸过程是一个复杂有机物转化的过程，耗时较长且受微生物活性限制，其水解阶段由于速度慢而成为整个发酵产酸的限速步骤，产酸菌的生长环境也严重影响着产酸效率。国内外学者为了解决这个问题采用的研究方法主要包括：高温加热、电刺激、微波等，并针对pH、温度、C/N等环境因素进行优化，这些方法虽在一定程度上能够促进固体废弃物产酸效能，但效果不够明显，且大都针对单独污泥或单独厨余，受设备研发限制，在实际工程中很难推广普及，因此，急需寻求一种高速有效便捷的方法来促进混合固废的发酵产酸。

发明内容

为解决上述所存在的问题，本发明的目的是提供一种提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法，以利于促进固体废弃物的合理处理处置和资源化利用问题。

本发明所提供的技术方案是一种提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法，具体操作步骤如下：

(1)采用多点进水A/O工艺，取某污水处理厂回流污泥泵房的剩余污泥，静置24h，排出上清液；另取蛋白类厨余垃圾通过粉碎机打碎成浆；分别测定上述静置后污泥和浆状蛋白类厨余垃圾总固体含量(TS)；

(2)通过计算，按TS总量＝1:1的比例，取污泥和蛋白类餐厨垃圾于500mL锥形瓶中，分别设定1#、2#、3#、4#、5#、6#6个样品组，采用HCL和NaOH分别调节2#、3#、4#、5#、6#样品组的pH值为4、6、7、8、10，1#为未调节pH对照组，将锥形瓶用纱布密封放入振荡器中，在150r/min，35℃条件下进行厌氧发酵反应；

(3)反应周期为8天，每24h取出锥形瓶，抽取10mL发酵液，并调节2#、3#、4#、5#、6#样品的pH，使其pH继续保持在4、6、7、8、10；

(4)取出步骤(3)的发酵液用离心机在11000r/min下离心，离心后用0.45μ滤膜进行过滤得发酵液的上清液，分别测定其中的挥发性脂肪酸(VFAs)、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质(SPN)、溶解性碳水化合物(SPS)。

本发明的效果是：

本方法能够明显促进污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的水解效果。在pH＝10反应第3天时，污泥和蛋白类厨余垃圾中的有机质高效溶出，发酵液中的SCOD、SPN、SPS，分别达到了12640.00mg/L、2366.43mg/L和369.71mg/L，是未调节pH组的2.19、1.76和1.09倍，水解效能的增加有益于下一步产酸的进行。本方法能够显著提高污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的效能。在pH＝10.0，发酵第3天时，其混合发酵产生的总VFAs量最高，为7792.02mgCOD/L，是未调节pH组的1.49倍，说明碱性条件下释放的大量有机质高效地转化为VFAs，产酸效能的增加可以使固体废弃物得到资源化利用。

附图说明

图1本发明的污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵SCOD的溶出效果图；

图2为本发明的污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵SPN的溶出效果图；

图3为本发明的污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵SPS的溶出效果图；

图4为本发明的污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵VFAs的溶出效果图。

具体实施方式

结合附图对本发明的提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法加以说明。

本发明的提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法具体包括以下步骤：

(1)采用多点进水A/O工艺，取某污水处理厂回流污泥泵房的剩余污泥，静置24h，排出上清液；另取蛋白类厨余垃圾通过粉碎机打碎成浆；分别测定上述静置后污泥和浆状蛋白类厨余垃圾总固体含量(TS)；

(2)通过计算，按TS总量＝1:1的比例，取污泥和蛋白类餐厨垃圾于500mL锥形瓶中，分别设定1#、2#、3#、4#、5#、6#6个样品组，采用HCL和NaOH分别调节2#、3#、4#、5#、6#样品组的pH值为4、6、7、8、10，1#为未调节pH对照组，将锥形瓶用纱布密封放入振荡器中，在150r/min，35℃条件下进行厌氧发酵反应；

(3)反应周期为8天，每24h取出锥形瓶，抽取10mL发酵液，并调节2#、3#、4#、5#、6#样品的pH，使其pH继续保持在4、6、7、8、10；

(4)取出步骤(3)的发酵液用离心机在11000r/min下离心，离心后用0.45μ滤膜进行过滤得发酵液的上清液，分别测定其中的挥发性脂肪酸(VFAs)、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质(SPN)、溶解性碳水化合物(SPS)。

结果如下：

图1为污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵的发酵液中SCOD的释放情况。可见通过调节混合物发酵体系中pH值，能够实现SCOD的大幅度增高。特别是将pH调为8.0或10.0时，发酵第3天时，可使发酵液中SCOD增加到8960和12640mg/L，分别是未调节组的1.56和2.19倍，可见本方法利于混合固废水解释放COD。

图2为污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵的发酵液中SPN的释放情况。可见混合物发酵液中SPN的溶出在pH为8.0～10.0时最佳，且随着反应天数的增加呈现先增加后减小的趋势。当pH＝10，发酵第3d时，溶出的蛋白质含量达到最大值2366.43mg/L，比未调节组的溶出含量提高了约80％左右，蛋白质的高量溶出为后面产酸阶段的进行，积累了大量的产酸基质。

图3为污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵的发酵液中SPS的释放情况。如图所示，当pH为10.0时，更利于混合物中SPS的溶出。在发酵第7天时，溶出的碳水化合物已达到584mg/L，约为未调节组的2倍，表明碱性条件下利于混合物中有机质的释放。

图4为污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵的发酵液中VFAs的释放情况。可见通过酸碱调节可显著提高污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的效能。尤其在pH＝10.0，发酵第3天时，其产生的总VFAs量最高，为7792.02mgCOD/L，是未调节pH组的1.49倍，其次是pH＝8.0时，产酸量为7640.29mgCOD/L，说明碱性条件下释放的大量有机质高效地转化为VFAs。

Claims (1)

1.一种提高剩余污泥和蛋白类厨余垃圾混合发酵产酸的方法，其特征是：该方法包括有如下步骤：

(1)采用多点进水A/O工艺，取某污水处理厂回流污泥泵房的剩余污泥，静置24h，排出上清液；另取蛋白类厨余垃圾通过粉碎机打碎成浆；分别测定上述静置后污泥和浆状蛋白类厨余垃圾总固体含量(TS)；

(2)通过计算，按TS总量＝1:1的比例，取污泥和蛋白类餐厨垃圾于500mL锥形瓶中，分别设定1#、2#、3#、4#、5#、6#6个样品组，采用HCL和NaOH分别调节2#、3#、4#、5#、6#样品组的pH值为4、6、7、8、10，1#为未调节pH对照组，将锥形瓶用纱布密封放入振荡器中，在150r/min，35℃条件下进行厌氧发酵反应；

(3)反应周期为8天，每24h取出锥形瓶，抽取10mL发酵液，并调节2#、3#、4#、5#、6#样品的pH，使其pH继续保持在4、6、7、8、10；

(4)取出步骤(3)的发酵液用离心机在11000r/min下离心，离心后用0.45μ滤膜进行过滤得发酵液的上清液，分别测定其中的挥发性脂肪酸(VFAs)、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质(SPN)、溶解性碳水化合物(SPS)。