CN110028211A - 一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，涉及污水处理方法领域，具体包括以下步骤：对污泥进行前处理；测定污泥的VSS浓度；依照VSS浓度取适量高锰酸钾及亚硫酸钠加入混匀，放置一段时间后，得到预处理后的污泥，可用于后续微生物电解池产氢反应。本发明提供的方法包含了高锰酸钾和亚硫酸钠在污泥中原位反应生成Mn(III)，Mn(III)氧化活性极强，可以有效的破坏细胞壁。在1分钟内就可以把活性污泥预处理到可应用于厌氧发酵的状态下，并且在反应的最后有效的去除了锰。本方法既简便又绿色，为工程应用提供了参考依据。

Description

一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理方法领域，具体涉及一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法。
背景技术
污泥是废水生物处理(生物膜法或活性污泥法)的副产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的及其复杂的非均质体。污泥对环境的污染并不像水污染那样明显和及时，需要一个相对较长的过程，因此往往容易被忽视。2006年-2010年期间国家在污泥处理方面的投资只是污水处理投资的40％，对污泥处理的投入严重不足，导致我国大部分污水处理厂的污泥得不到真正有效的处置，从而造成污染的转移。因此，从消除污染物的角度看，只有对污泥进行了彻底的处理后，污水处理的目的才能真正达到。现在污水处理技术不仅要求能去除COD，还要求对氮、磷等营养元素有去除功能，如果在处理污水中考虑污泥的减量化，可能造成这部分功能的失效。因此，切实可行的思路是对剩余污泥进行减量化研究。
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。剩余污泥是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的及其复杂的非均质体。剩余污泥中大多数有机物质存在于微生物细胞内，微生物细胞的细胞壁是一个稳定的半刚性结构，起着保护细胞的作用。细胞壁属于生物难降解的惰性物质，细胞壁的破解较为困难。因此，当以剩余污泥作为基质投入到厌氧反应器中进行消化反应时，水解反应就必然成为整个污泥厌氧消化过程的限速步骤，这一点在其他研究中得到了证明。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，能够在污泥减量的同时，利用原位反应快速破坏污泥的细胞壁，使细胞中的有机物都释放出来让厌氧消化的过程更快速、高效。
本发明提供的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法包括以下步骤：
一、对污泥进行前处理；
二、测定污泥的VSS浓度；
三、依照VSS浓度取适量高锰酸钾；
四、依照VSS浓度取适量亚硫酸钠；
五、将上述高锰酸钾和亚硫酸钠加入到步骤一所得污泥中，混合均匀；
六、放置一段时间后，得到预处理后的污泥。
步骤一所述污泥为从污水处理厂中取得的二沉池污泥。
步骤一所述前处理为：将污泥沉降24小时，除去上清液。
步骤二所述测定污泥的VSS浓度的方法为国标法。
步骤三所述高锰酸钾的量为依照污泥VSS浓度取0.1g/g VSS-0.3g/g VSS的高锰酸钾。
步骤四所述亚硫酸钠的量为依照污泥VSS浓度取0.05g/g VSS-0.15g/g VSS的亚硫酸钠。
步骤六所述放置时间为0.5-1.5分钟。
步骤六所得污泥作为底物投加到单室微生物电解池反应器中，进行后续微生物电解池产氢反应。
种所述的单室微生物电解池反应器为容积28mL的常规反应器，阴极为铂碳阴极，阳极为碳刷阳极。
有益效果
本发明提供的方法包含了高锰酸钾和亚硫酸钠在污泥中原位反应生成Mn(III)，Mn(III) 氧化活性极强，可以有效的破坏细胞壁。在1分钟内就可以把活性污泥预处理到可应用于厌氧发酵的状态下，并且在反应的最后有效的去除了锰。本方法既简便又绿色，为工程应用提供了参考依据。
利用本发明提供的方法，能够在极短的时间(1分钟)内使原泥从溶解性蛋白质(PN) 从0.4mg/L增加到2851mg/L，污泥降解率也提高到15.2％。同时，污泥中释放出了4234mg/L总有机碳、3624mg/L总磷，有机挥发酸为1193mg/L，并且这种方法还有效的去除了锰。
具体实施方式
实施例一：一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法
一、对污泥进行前处理；
二、测定污泥的VSS浓度；
三、依照VSS浓度取适量高锰酸钾；
四、依照VSS浓度取适量亚硫酸钠；
五、将上述高锰酸钾和亚硫酸钠加入到步骤一所得污泥中，混合均匀；
六、放置一段时间后，得到预处理后的污泥。
步骤一所述污泥为从污水处理厂中取得的二沉池污泥。
步骤一所述前处理为：将污泥沉降24小时，除去上清液。
步骤二所述测定污泥的VSS浓度的方法为国标法。
步骤三所述高锰酸钾的量为依照污泥VSS浓度取0.2g/g VSS的高锰酸钾。
步骤四所述亚硫酸钠的量为依照污泥VSS浓度取0.1g/g VSS的亚硫酸钠。
步骤六所述放置时间为1.0分钟。
步骤二测得污泥浓度为7.86g/L；本方法能够在极短的时间(1分钟)内使原泥从溶解性蛋白质(PN)从0.4mg/L增加到2851mg/L，污泥降解率也提高到15.2％。同时，污泥中释放出了4234mg/L总有机碳、3624mg/L总磷，有机挥发酸为1193mg/L，并且这种方法还有效的去除了锰。
实施例二：一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法
一、对污泥进行前处理；
二、测定污泥的VSS浓度；
三、依照VSS浓度取适量高锰酸钾；
四、依照VSS浓度取适量亚硫酸钠；
五、将上述高锰酸钾和亚硫酸钠加入到步骤一所得污泥中，混合均匀；
六、放置一段时间后，得到预处理后的污泥。
步骤一所述污泥为从污水处理厂中取得的二沉池污泥。
步骤一所述前处理为：将污泥沉降24小时，除去上清液。
步骤二所述测定污泥的VSS浓度的方法为国标法。
步骤三所述高锰酸钾的量为依照污泥VSS浓度取0.1g/g VSS的高锰酸钾。
步骤四所述亚硫酸钠的量为依照污泥VSS浓度取0.05g/g VSS的亚硫酸钠。
步骤六所述放置时间为0.5分钟。
步骤二测得污泥浓度为7.86g/L；本方法能够在极短的时间(0.5分钟)内使原泥从溶解性蛋白质(PN)从0.4mg/L增加到2052mg/L，污泥降解率也提高到13.2％。同时，污泥中释放出了3129mg/L总有机碳、2598mg/L总磷，有机挥发酸为988mg/L，并且这种方法还有效的去除了锰。
实施例一：一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法
一、对污泥进行前处理；
二、测定污泥的VSS浓度；
三、依照VSS浓度取适量高锰酸钾；
四、依照VSS浓度取适量亚硫酸钠；
五、将上述高锰酸钾和亚硫酸钠加入到步骤一所得污泥中，混合均匀；
六、放置一段时间后，得到预处理后的污泥。
步骤一所述污泥为从污水处理厂中取得的二沉池污泥。
步骤一所述前处理为：将污泥沉降24小时，除去上清液。
步骤二所述测定污泥的VSS浓度的方法为国标法。
步骤三所述高锰酸钾的量为依照污泥VSS浓度取0.3g/g VSS的高锰酸钾。
步骤四所述亚硫酸钠的量为依照污泥VSS浓度取0.15g/g VSS的亚硫酸钠。
步骤六所述放置时间为1.5分钟。
步骤二测得污泥浓度为7.86g/L；本方法能够在极短的时间(1.5分钟)内使原泥从溶解性蛋白质(PN)从0.4mg/L增加到3151mg/L，污泥降解率也提高到17.2％。同时，污泥中释放出了4913mg/L总有机碳、3939mg/L总磷，有机挥发酸为1410mg/L，并且这种方法还有效的去除了锰。

Claims (9)

1.一种原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、对污泥进行前处理；
二、测定污泥的VSS浓度；
三、依照VSS浓度取适量高锰酸钾；
四、依照VSS浓度取适量亚硫酸钠；
五、将上述高锰酸钾和亚硫酸钠加入到步骤一所得污泥中，混合均匀；
六、放置一段时间后，得到预处理后的污泥。
2.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤一所述污泥为从污水处理厂中取得的二沉池污泥。
3.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤一所述前处理为：将污泥沉降24小时，除去上清液。
4.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤二所述测定污泥的VSS浓度的方法为国标法。
5.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤三所述高锰酸钾的量为依照污泥VSS浓度取0.1g/g VSS-0.3g/g VSS的高锰酸钾。
6.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤四所述亚硫酸钠的量为依照污泥VSS浓度取0.05g/g VSS-0.15g/g VSS的亚硫酸钠。
7.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤六所述放置时间为0.5-1.5分钟。
8.根据权利要求1所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：步骤六所得污泥作为底物投加到单室微生物电解池反应器中，进行后续微生物电解池产氢反应。
9.根据权利要求8所述的原位快速破坏细胞壁的污泥预处理方法，其特征在于：种所述的单室微生物电解池反应器为容积28mL的常规反应器，阴极为铂碳阴极，阳极为碳刷阳极。
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