CN109182390A - 易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法 - Google Patents

易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109182390A
CN109182390A CN201811184304.2A CN201811184304A CN109182390A CN 109182390 A CN109182390 A CN 109182390A CN 201811184304 A CN201811184304 A CN 201811184304A CN 109182390 A CN109182390 A CN 109182390A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anaerobic digestion
easy
waste water
inoculum
thoroughly mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811184304.2A
Other languages
English (en)
Inventor
牧辉
赵春辉
郭红红
华栋梁
赵玉晓
李岩
许海朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energy Research Institute of Shandong Academy of Sciences
Original Assignee
Energy Research Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Research Institute of Shandong Academy of Sciences filed Critical Energy Research Institute of Shandong Academy of Sciences
Priority to CN201811184304.2A priority Critical patent/CN109182390A/zh
Publication of CN109182390A publication Critical patent/CN109182390A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023Methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

一种易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:(1)单独使用易酸化废水直接作为发酵底物加入完全混合式厌氧消化反应器中;(2)将接种物加入至完全混合式厌氧消化反应器中;(3)将颗粒活性炭投加至完全混合式厌氧消化反应器中;(4)进行厌氧消化反应,在反应进行之前,需向反应器中通入氮气以保证体系内无氧气存在;然后在转速为100r/min,温度为30‑50℃的条件下进行反应。反应进行过程中,不需要调节pH值,控制厌氧消化的时间为5‑20天。以食品精深加工产业、净菜加工及餐饮行业产生的易酸化废水(物)为消化底物,通过投加颗粒活性炭,实现了易酸化废水(物)的产甲烷化。

Description

易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法
技术领域
本发明属于环境保护及有机废弃物的处理、处置与资源化利用技术领域,涉及一种利用活性炭来实现易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法。
技术背景
农产品精深加工产业的发展导致了以淀粉、葡萄糖、糖蜜为主的高含糖废水的大量产生,而净菜加工及餐饮行业的兴起则导致了果蔬废弃物及厨余垃圾的大量产生。这些废水(物)有机物含量高,易生物降解,适合采用厌氧的方法进行处理并回收甲烷等能源物质。然而由于上述废水(物)具有碳氮比高、易酸化等特点,如采用完全混合式厌氧反应器(CSTR)进行厌氧消化,会在短时间内迅速酸化,产生大量的有机酸,导致系统pH值过低,从而对产甲烷微生物产生毒性,导致厌氧消化产甲烷的失败。尽管针对易腐性废弃物可以采用两相厌氧消化技术,将产酸过程与产甲烷过程置于两个反应器中分别进行,以避免易腐性废弃物产生的有机酸对产甲烷微生物的毒性抑制作用。但该工艺需要与其他高含氮(污泥、牛粪等)物质联合发酵,或者在产酸相中投加石灰等碱性物质来调节发酵液pH值。而采用新型厌氧处理反应器(UASB、EGSB以及IC等)进行处理,则需要依赖处理性能良好的厌氧颗粒污泥以及设计合理的三相分离器,存在基建投资费用高昂,操作运行复杂等缺点。基于上述问题,人们一直在寻求一种廉价可行的方法,希望能够直接利用易酸化废水(物)作为完全混合式厌氧反应器的发酵底物,来实现厌氧消化产甲烷,从而实现易酸化废水(物)的处理、处置与资源化利用。
目前已有研究人员提出通过投加活性炭能够强化某些底物厌氧发酵产甲烷。CN104762332A公开了一种提高蓝藻或秸秆厌氧产甲烷效率的方法,使用电气石、活性炭、石墨作为添加剂,提高了以蓝藻或秸秆为发酵底物厌氧消化产甲烷的效率和产量。CN107117788A公开了强化剩余污泥产甲烷的方法,通过投加活性炭促进了污水处理厂剩余污泥厌氧消化产甲烷。上述专利虽提出利用活性炭能够促进厌氧发酵产甲烷,但其发酵底物为蓝藻、秸秆或活性污泥,上述发酵底物为不易酸化物质,在不添加活性炭的前提下也能在CSTR反应器中顺利产生甲烷。CN107522375A公开了一种零价铁和活性炭强化剩余污泥厌氧消化产甲烷的方法,通过同时添加活性炭与零价铁促进了剩余污泥厌氧消化产甲烷,该方法存在添加剂种类过多,成本昂贵等弊端,且发酵底物为剩余污泥,为不易酸化物质。
然而,针对易酸化废水(物),通过单纯添加活性炭克服其作为完全混合式厌氧反应器的发酵底物会因酸化速度过快而导致产甲烷失败的缺陷,从而实现其顺利产甲烷的研究尚未见报道。
发明内容
为了给农产品精深加工、净菜加工以及餐饮行业中所产生的易酸化废水(物)提供一种简便、可行的厌氧消化产甲烷的方法,本发明提供了一种利用颗粒活性炭实现易酸化废水(物)在完全混合式厌氧消化反应器中进行厌氧消化产甲烷的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现:一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:(1)单独使用易酸化废水直接作为发酵底物加入完全混合式厌氧消化反应器中;所述易酸化废水包括淀粉废水、葡萄糖废水、蜜糖废水中一种或几种的混合物;控制化学需氧量(COD)浓度范围为3000-10000mg/L;
(2)将接种物加入至完全混合式厌氧消化反应器中;所采用的接种物为污水厂厌氧消化池的厌氧污泥(非颗粒污泥);接种物接种量按照接种污泥挥发性固体含量(VS)与底物COD含量(0.5-1):1进行接种;
(3)将颗粒活性炭投加至完全混合式厌氧消化反应器中;颗粒活性炭的投加量为20-60g/L;
(4)进行厌氧消化反应,在反应进行之前,需向反应器中通入氮气以保证体系内无氧气存在;然后在转速为100r/min,温度为30-50℃的条件下进行反应。反应进行过程中,不需要调节pH值,控制厌氧消化的时间为5-20天。
本发明的具体特点还有,所述颗粒活性炭为由植物硬壳精炼而成,特征为黑色柱状颗粒物,底面积为1.0 mm2,柱高为2-10mm。
一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:(1)单独使用易酸化废物直接作为发酵底物加入完全混合式厌氧消化反应器中;所述易酸化废物包括果蔬废弃物或者厨余垃圾,用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒;控制总悬浮固体(TSS)含量为1%-5%;
(2)将接种物加入至完全混合式厌氧消化反应器中;所采用的接种物为污水厂厌氧消化池的厌氧污泥(非颗粒污泥);接种物与底物的VS比例为(0.5-1):1,
(3)将颗粒活性炭投加至完全混合式厌氧消化反应器中;投加量可以为2-8g/g-TSS;
(4)进行厌氧消化反应,在反应进行之前,需向反应器中通入氮气以保证体系内无氧气存在。然后在转速为100r/min,温度为30-50℃的条件下进行反应。反应进行过程中,不需要调节pH值,控制厌氧消化的时间为5-20天。
本发明的具体特点还有,所述颗粒活性炭为由植物硬壳精炼而成,特征为黑色柱状颗粒物,底面积为1.0 mm2,柱高为2-10mm。
本发明的有益效果如下:(1)本方法中的颗粒活性炭具有发达的孔隙结构及良好的吸附性能,在完全混合式厌氧消化体系中能够吸附发酵液中对产甲烷微生物产生不利影响的杂质,更为重要的是,颗粒活性炭能够使易酸化废水(物)体系的pH值由酸性(pH<4.5)向中性转变(pH 7.0左右),有效的消除了酸性环境对产甲烷微生物的抑制作用,实现易酸化废水(物)在完全混合式厌氧消化反应器中厌氧消化产甲烷。(2)投加颗粒活性炭后,不需要人为调控厌氧消化体系的pH值,即可消除有机酸对产甲烷微生物的活性抑制作用。(3)投加的颗粒活性炭具有较好的机械强度,能够回收再生后反复使用,较常规投加碱石灰等调控pH的方法相比,成本消耗更少。无需采用两相厌氧发酵、UASB、EGSB、IC等第二、三代厌氧工艺,实现了单纯以易酸化废水(物)作为底物进行完全混合式厌氧消化产甲烷,工艺简单,运行方便,具有较好的工程应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将易酸化废水(淀粉废水、葡萄糖废水、糖蜜废水中的一种或几种混合物)置于有效容积为0.8L的CSTR反应器中作为消化底物,易酸化废水COD浓度为3000mg/L,将取自济南市污水厂厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物接种量按照接种污泥挥发性固体含量(VS)与底物COD含量0.5:1进行接种,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为5 g/L,然后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下反应5天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为10 mL/g-COD,液相pH为5.2±0.1。
实施例2:一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将易酸化废水(淀粉废水、葡萄糖废水、糖蜜废水中的一种或几种混合物)置于有效容积为0.8L的CSTR反应器中作为消化底物,易酸化废水COD浓度为3000mg/L,将取自济南市污水厂厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物接种量按照接种污泥挥发性固体含量(VS)与底物COD含量0.5:1进行接种,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为20g/L,然后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下反应5天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为150 mL/g-COD,液相pH为6.8±0.3。
实施例3:一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将易酸化废水(淀粉废水、葡萄糖废水、糖蜜废水中的一种或几种混合物)置于有效容积0.8L的CSTR反应器中作为消化底物,易酸化废水COD浓度为5000mg/L,将取自污水厂厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物接种量按照接种污泥VS含量与底物COD含量0.7:1进行接种,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为40 g/L,然后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下反应8天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为162 mL/g-COD,液相pH为7.2±0.2。
实施例4:一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将易酸化废水(淀粉废水、葡萄糖废水、糖蜜废水中的一种或几种混合物)置于有效容积为0.8L的CSTR反应器中作为消化底物,易酸化废水COD浓度为10000mg/L, 将取自污水厂厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物接种量按照接种污泥VS含量与底物COD含量1:1进行接种,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为60 g/L,然后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下反应10天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为179 mL/g-COD,液相pH为7.4±0.3。
实施例5:一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将易酸化废水(淀粉废水、葡萄糖废水、糖蜜废水中的一种或几种混合物)置于有效容积为0.8L的CSTR反应器中作为消化底物,易酸化废水COD浓度为10000mg/L, 将取自污水厂厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物接种量按照接种污泥VS含量与底物COD含量1:1进行接种,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为100 g/L,然后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下反应10天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为183 mL/g-COD,液相pH为8.1±0.2。
实施例6:一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将果蔬废弃物与厨余垃圾等易酸化废物(主要包括苹果、土豆、甘蓝、大米、馒头等)首先用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒,易酸化废物的TS为38-46%,VS/TS为72-85%。用自来水将混合的易酸化废物调节为TSS含量为1%的消化底物,置于有效容积为0.8L的CSRT反应器内,将取自厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物与底物的VS比例为0.5:1,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为0.5g/g-TSS,接种后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下进行反应12天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为89 mL/g-VS,液相pH为5.9±0.2。
实施例7:一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将果蔬废弃物与厨余垃圾等易酸化废物(主要包括苹果、土豆、甘蓝、大米、馒头等)首先用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒,易酸化废物的TS为38-46%,VS/TS为72-85%。用自来水将混合的易酸化废物调节为TSS含量为1%的消化底物,置于有效容积为0.8L的CSRT反应器内,将取自厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物与底物的VS比例为0.5:1,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为2.0 g/g-TSS,接种后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下进行反应12天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为193 mL/g-VS,液相pH为6.9±0.2。
实施例8:一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将果蔬废弃物与厨余垃圾等易酸化废物(主要包括苹果、土豆、甘蓝、大米、馒头等)首先用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒,易酸化废物的TS为38-46%,VS/TS为72-85%。用自来水将混合的易酸化废物调节为TSS含量为3%的消化底物,置于有效容积为0.8L的CSRT反应器内,将取自厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物与底物的VS比例为0.8:1,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为4.0g/g-TSS,接种后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下进行反应15天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为263 mL/g-VS,液相pH为7.3±0.2。
实施例9:一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将果蔬废弃物与厨余垃圾等易酸化废物(主要包括苹果、土豆、甘蓝、大米、馒头等)首先用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒,易酸化废物的TS为38-46%,VS/TS为72-85%。用自来水将混合的易酸化废物调节为TSS含量为5%的消化底物,置于有效容积为0.8L的CSRT反应器内,将取自厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物与底物的VS比例为1:1,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为8g/g-TSS,接种后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下进行反应18天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为286 mL/g-VS,液相pH为7.4±0.2。
实施例10:一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,它包括如下步骤:将果蔬废弃物与厨余垃圾等易酸化废物(主要包括苹果、土豆、甘蓝、大米、馒头等)首先用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒,易酸化废物的TS为38-46%,VS/TS为72-85%。用自来水将混合的易酸化废物调节为TSS含量为5%的消化底物,置于有效容积为0.8L的CSRT反应器内,将取自厌氧消化池的厌氧污泥接种至反应器中,接种物与底物的VS比例为1:1,向反应器内部投加由植物硬壳精炼而成的柱状颗粒活性炭,颗粒活性炭的底面积为1.0mm2,柱高为2-10mm,投加量为12g/g-TSS,接种后用氮气排出体系中的氧气后,迅速密封反应器,在转速为100r/min,温度为37±2℃的条件下进行反应18天,用铝箔集气袋收集气体并测定气体体积和组分,同时测定体系液相的pH值。
发酵结束后,测定的累积甲烷产量为292 mL/g-VS,液相pH为8.5±0.2。
实施例11(对比例1):本实施例与实施例1相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为5 mL/g-COD,液相pH为4.3±0.4。
实施例12(对比例2):本实施例与实施例2相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为8 mL/g-COD,液相pH为4.5±0.4。
实施例13(对比例3):本实施例与实施例3相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为9 mL/g-COD,液相pH为4.6±0.4。
实施例14(对比例4):本实施例与实施例4相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为12 mL/g-COD,液相pH为4.6±0.4。
实施例15(对比例5):本实施例与实施例5相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为15 mL/g-COD,液相pH为4.7±0.4。
实施例16(对比例6):本实施例与实施例6相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为60 mL/g-VS,液相pH为5.0±0.4。
实施例17(对比例7):本实施例与实施例7相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为72 mL/g-VS,液相pH为5.3±0.4。
实施例18(对比例8):本实施例与实施例8相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为85 mL/g-VS,液相pH为5.4±0.4。
实施例19(对比例9):本实施例与实施例9相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为96 mL/g-VS,液相pH为5.6±0.3。
实施例20(对比例10):本实施例与实施例10相同之处不再赘述,不同之处仅在于未加入活性炭。发酵结束后,测定的累积甲烷产量为99 mL/g-VS,液相pH为5.6±0.4
实施例与对比例所测得甲烷产量与体系pH值,其结果汇总如下表所示:
由上表可以看出,当采用本发明的方法时,易酸化废水的体系pH值维持在中性,而甲烷产量均高于130 mL/g-COD,当未加入活性炭或加入的活性炭量低于本方法的限定值时,发酵体系pH低于5.2,甲烷产量低于20 mL/g-COD;采用本发明的方法时,易酸化废物的体系pH值维持在中性,而甲烷产量均高于190 mL/g-VS,当未加入活性炭或加入的活性炭量低于本方法的限定值时,发酵体系pH低于5.9,甲烷产量低于100 mL/g-COD。加入的活性炭量超过本方法的限定值时,累积的甲烷产量比本方法的甲烷最大值稍微有些许提高,pH提高至8以上,但考虑到经济性,不建议活性炭的投加量超过本方法的最大限定值。
综上所示,本发明提供了一种实现易酸化废水(物)在完全混合式厌氧消化反应器中厌氧消化产甲烷的方法,在农产品经加工行业废水、果蔬废弃物以及厨余垃圾的处理、处置与资源化利用等方面具有良好的应用前景。

Claims (4)

1.一种易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,其特征是它包括如下步骤:
(1)将易酸化废水直接作为发酵底物加入完全混合式厌氧消化反应器中;所述易酸化废水包括淀粉废水、葡萄糖废水、蜜糖废水中一种或几种的混合物;控制化学需氧量浓度范围为3000-10000mg/L;
(2)将接种物加入至完全混合式厌氧消化反应器中;所采用的接种物为污水厂厌氧消化池的厌氧污泥;接种物接种量按照接种污泥挥发性固体含量与底物COD含量(0.5-1):1进行接种;
(3)将颗粒活性炭投加至完全混合式厌氧消化反应器中;颗粒活性炭的投加量为20-60g/L;
(4)进行厌氧消化反应,在反应进行之前,需向反应器中通入氮气以保证体系内无氧气存在;然后在转速为100r/min,温度为30-50℃的条件下进行反应;
反应进行过程中,不需要调节pH值,控制厌氧消化的时间为5-20天。
2.根据权利要求1所述的易酸化废水厌氧消化产甲烷的方法,其特征是所述颗粒活性炭为由植物硬壳精炼而成的黑色柱状颗粒物,底面积为1.0 mm2,柱高为2-10mm。
3.一种易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,其特征是它包括如下步骤:
(1)单独使用易酸化废物直接作为发酵底物加入完全混合式厌氧消化反应器中;所述易酸化废物包括果蔬废弃物或者厨余垃圾,用破碎机粉碎成粒径为0.5-1.0cm的颗粒;控制总悬浮固体含量为1%-5%;
(2)将接种物加入至完全混合式厌氧消化反应器中;所采用的接种物为污水厂厌氧消化池的厌氧污泥;接种物与底物的VS比例为(0.5-1):1,
(3)将颗粒活性炭投加至完全混合式厌氧消化反应器中;投加量可以为2-8g/g-TSS;
(4)进行厌氧消化反应,在反应进行之前,需向反应器中通入氮气以保证体系内无氧气存在;然后在转速为100r/min,温度为30-50℃的条件下进行反应;
反应进行过程中,不需要调节pH值,控制厌氧消化的时间为5-20天。
4.根据权利要求3所述的易酸化废物厌氧消化产甲烷的方法,其特征是所述颗粒活性炭为由植物硬壳精炼而成的黑色柱状颗粒物,底面积为1.0 mm2,柱高为2-10mm。
CN201811184304.2A 2018-10-11 2018-10-11 易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法 Pending CN109182390A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811184304.2A CN109182390A (zh) 2018-10-11 2018-10-11 易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811184304.2A CN109182390A (zh) 2018-10-11 2018-10-11 易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109182390A true CN109182390A (zh) 2019-01-11

Family

ID=64947790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811184304.2A Pending CN109182390A (zh) 2018-10-11 2018-10-11 易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109182390A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112239268A (zh) * 2020-10-10 2021-01-19 国投生物科技投资有限公司 生物炭颗粒在厌氧活性污泥驯化中的应用和厌氧活性污泥及其驯化方法和应用
CN112777740A (zh) * 2021-01-29 2021-05-11 苏州科技大学 一种煤气化废水处理方法和装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105063094A (zh) * 2015-09-02 2015-11-18 淮阴师范学院 利用活性炭、厨余垃圾和粪便制备沼气的方法
CN107475304A (zh) * 2017-09-15 2017-12-15 西安建筑科技大学 一种快速缓解厌氧发酵系统有机酸抑制的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105063094A (zh) * 2015-09-02 2015-11-18 淮阴师范学院 利用活性炭、厨余垃圾和粪便制备沼气的方法
CN107475304A (zh) * 2017-09-15 2017-12-15 西安建筑科技大学 一种快速缓解厌氧发酵系统有机酸抑制的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QIAN LI等: "《Biochar assisted thermophilic co-digestion of food waste and waste activated sludge under high feedstock to seed sludge ratio in batch experiment》", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 *
王粟等: "《生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响》", 《安徽农业科学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112239268A (zh) * 2020-10-10 2021-01-19 国投生物科技投资有限公司 生物炭颗粒在厌氧活性污泥驯化中的应用和厌氧活性污泥及其驯化方法和应用
CN112777740A (zh) * 2021-01-29 2021-05-11 苏州科技大学 一种煤气化废水处理方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Study on the comprehensive utilization of city kitchen waste as a resource in China
Sun et al. Feasibility of dry anaerobic digestion of beer lees for methane production and biochar enhanced performance at mesophilic and thermophilic temperature
Ma et al. The role of rice husk biochar addition in anaerobic digestion for sweet sorghum under high loading condition
Zhang et al. Reviewing the anaerobic digestion of food waste for biogas production
Mata-Alvarez et al. A critical review on anaerobic co-digestion achievements between 2010 and 2013
Guo et al. Hydrogen production from agricultural waste by dark fermentation: a review
Verrier et al. Two-phase methanization of solid vegetable wastes
Jha et al. Comparison between wet and dry anaerobic digestions of cow dung under mesophilic and thermophilic conditions
US20130260433A1 (en) High rate anaerobic digester system and method
US20070158264A1 (en) Anaerobic phased solids digester for biogas production from organic solid wastes
Ameen et al. Co-digestion of microbial biomass with animal manure in three-stage anaerobic digestion
CN105969809B (zh) 一种利用秸秆联合剩余污泥制备沼气的方法
CN103693737A (zh) 一种餐厨垃圾废水制备沼气的方法
CN101805100B (zh) 提高酒精废水全糟厌氧消化过程活性污泥浓度的方法
Kang et al. Enhanced anaerobic digestion of organic waste
Kumar et al. Impact of Ni (II), Zn (II) and Cd (II) on biogassification of potato waste
CN111793656A (zh) 一种农业有机废弃物的处理方法
JP2016505357A5 (zh)
CN108002651B (zh) 一种池塘养殖污水循环处理系统及污水处理方法
CN102500608A (zh) 一种高浓度餐厨垃圾厌氧处理工艺
CN109182390A (zh) 易酸化废水(物)厌氧消化产甲烷的方法
Wanqin et al. Effects of Fe2+ on the anaerobic digestion of chicken manure: a batch study
Arelli et al. Solid state anaerobic digestion of organic waste for the generation of biogas and bio manure
Tran et al. Bio-pretreatment enhances biogas production from co-digestion of rice straw and pig manure
Hajizadeh et al. Biohydrogen production through mixed culture dark anaerobic fermentation of industrial waste

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190111