CN110204159A - 一种去除污泥中难降解性物质的方法 - Google Patents

一种去除污泥中难降解性物质的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110204159A
CN110204159A CN201910460041.1A CN201910460041A CN110204159A CN 110204159 A CN110204159 A CN 110204159A CN 201910460041 A CN201910460041 A CN 201910460041A CN 110204159 A CN110204159 A CN 110204159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
substance
refractory organics
removal
fermentation
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
CN201910460041.1A
Other languages
English (en)
Inventor
符气梓
王冬波
徐秋翔
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.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
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 Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN201910460041.1A priority Critical patent/CN110204159A/zh
Publication of CN110204159A publication Critical patent/CN110204159A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明涉及一种以加入高锰酸钾(一种典型的氧化剂)来去除污泥中难降解性物质的方法。具体方法包括：(1)对城市污水处理厂产生的初沉污泥和剩余污泥经自然沉降处理，去除上清液进行浓缩，得到发酵原料；(2)将高锰酸钾加入到上述得到的发酵原料中，进行厌氧发酵处理，去除污泥中难降解性物质。污泥经过高锰酸钾处理之后，能够显著的去除污泥中难降解性物质。通过简单、便宜而有效的操作，减少了污泥厌氧发酵处理中难降解性物质的存在，对污泥的处理处置和环境的保护具有重要的意义。

Description

一种去除污泥中难降解性物质的方法
技术领域
本发明属于环境保护以及污泥处理资源化技术领域，具体涉及一种以加入高锰酸钾来去除污泥中难降解有机物的方法。
技术背景
为了处理日益增多的生活废水，我国城镇污水处理厂的数量快速增长，其中，大部分的污水处理厂都采用了活性污泥法来处理污水。因此，在实现污水达标排放的同时，不可避免地会造成大量初沉污泥和剩余污泥的产生。由于污水的来源良莠不齐，其中可能含有各种各样的污染物，这些物质经过市政管网，最终进入到污水处理厂，并大量附着于浓缩的污泥中。此外，剩余污泥絮体中包含了大量病毒、重金属、难被微生物降解的物质等其他有毒有害的物质。如果污泥处理与处置不恰当，将会导致污泥和地下水、地表水等接触，从而将会进入到地下水和地表水中，严重污染地下水和地表水，进而对人类健康带来重大危害。
随着社会经济的发展，表面活性剂、药物及个人护理品(PPCPs)、雌激素、全氟化合物(PFCs)、邻苯二甲酸酯和纳米材料(NPs)等物质得到广泛应用。通常条件下，上述物质大多有毒有害且难降解，可以通过污水排放等方式进入环境尤其是水体环境。水体特别是污水进入污水处理厂进一步处理时，进入污水处理厂的大部分新兴污染物由于其疏水性而被大量吸附到污泥表面。
污泥中含有大量的腐殖酸。腐殖酸是一种高分子聚合有机物，其分子骨架缩合紧密。同时，腐殖酸化学结构中存在着大量的羧基、酚羟基、甲氧基、羰基等含氧官能团，这就导致腐殖酸很难被生物降解，而且它们具有弱酸性、亲水性、吸附性和络合性等化学性质。在水体中，腐殖酸因海绵结构和较大的比表面积，具有吸附及富集有机物的作用，它们可以通过含氧官能团与有机物结合。结果，腐殖酸在水体中的存在可能会放大有机污染物的毒性作用。众多研究已表明，在净水厂加氯消毒过程中，腐殖酸的存在会形成消毒副产物和三卤甲烷等致癌物质，从而影响供水安全。
污泥中含有大量可利用的有机物如蛋白质、糖等有机物。而厌氧发酵是一种目前普遍采用的污泥处理方式。厌氧发酵，可以实现污泥的减量，减少污泥最终处置的费用；可以灭活污泥中的病原体等微生物，实现污泥的无害化，而且可以从污泥中回收大量的短链脂肪酸、氢气和甲烷等具有高附加值的产品，达到了以废制宝的效果，对于缓解目前的能源危机具有很大的作用。但是，传统的厌氧发酵过程很难实现对污泥中的腐殖酸、新型污染物等难降解物质的去除，相反，腐殖酸对会污泥的厌氧消化产生抑制：腐殖酸结构本身含有大量丰富的含氧官能团会对水解、发酵细菌分泌的胞外水解酶产生吸附、络合作用，导致水解酶与其它有机物接触并使其水解的机会大为减少，从而抑制厌氧消化过程产甲烷。
高锰酸钾一种典型的被广泛使用的氧化剂，具有价格低廉、氧化能力强、安全方便操作使用等优点，其能够有效的促进污泥细胞的破碎，增加有机物的释放，因此，此前，高锰酸钾被广泛的用于污水中污染物的去除、污泥的脱水、厌氧发酵产挥发性脂肪酸和氢气，然而，到目前为止，利用高锰酸钾去除污泥中的难降解性物质的研究还没有被报道过。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除污泥中难降解性物质的方法，即投加高锰酸钾去除污泥中的腐殖酸等难降性物质。
为了达到上述目的，本发明的方案为：
一种去除污泥中难降解性物质的方法，包括如下步骤：
(1)对来自城市污水处理厂的初沉污泥和剩余污泥进行自然沉降，后去除上清液进行浓缩，得到发酵原料
(2)将上述污泥与高锰酸钾进行混合处理，在厌氧环境下进行发酵。
上述步骤(1)中污泥沉降时间为24h，温度为4℃。
上述步骤(2)中，高锰酸钾的投加量为0.025～0.2g/g TSS,优选为0.05～0.1g/gTSS。
上述步骤(2)中，发酵环境为厌氧环境，即向加有高锰酸钾的污泥中通入氮气5min，直至反应器中没有氧气的存在，密封之后将反应器放入到35℃，震荡速度为120rpm/min的摇床中。
上述步骤(2)中，污泥厌氧发酵的时间为8-10d。
在一个优选的实施案例中，高锰酸钾的投加量为0.05～0.1g/g TSS。虽然高锰酸钾用量在一定范围内都能去除污泥中难降解性物质，并且在一定范围内，随着高锰酸钾的用量的增加，对污泥中的难降解性物质的去除效果越明显。但是考虑到原料成本和难降性物质去除比例的关系，本发明采用的较理想的高锰酸钾的用量范围在0.05～0.1g/g TSS。
由于采用了以上的技术方案，本发明具有以下成果：
1.本发明采用高锰酸钾来去除污泥中难降解性物质，它能够显著的实现对污泥中的腐殖酸、木质素、纤维素、半纤维素等难降解性物质的去除，对实现污泥厌氧发酵的大规模的应用具有重要的意义，对环境的保护具有积极的影响。
2.本发明去除污泥中的难降解性物质，既减轻了对环境乃至人体的危害，又能够促进污泥厌氧发酵这项技术安全有效的推广，对于污泥的减量和资源化具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
以下结合具体实际案例对本发明做进一步的描述，但并不限制本发明的保护范围。
实施案例1
(1)在工作体积为4L的有机玻璃容器中，将城市污水处理厂产生的污泥放在4℃下自然沉降1d，除去上清液后得到发酵的原料。
(2)将500mL(1)中得到的污泥加入反应器中，并投加0.05g/g TSS的高锰酸钾，搅拌均匀，往反应器中充入氮气，持续5min以去除氧气，密封反应器放入摇床进行厌氧发酵，其中，摇床发酵温度为35±1℃，震荡速度为120rpm/min，发酵时间(即污泥在反应器中的停留时间)为4d，污泥中腐殖酸的浓度为1147.9mg/L。
实施案例2
(1)在工作体积为4L的有机玻璃容器中，将城市污水处理厂产生的污泥放在4℃下自然沉降1d，除去上清液后得到发酵的原料。
(2)将500mL(1)中得到的污泥加入反应器中，并投加0.05g/g TSS的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，往反应器中充入氮气，持续5min以去除氧气，密封反应器放入摇床进行厌氧发酵，其中，摇床发酵温度为35±1℃，震荡速度为120rpm/min，发酵时间(即污泥在反应器中的停留时间)为8d，污泥中腐殖酸的浓度为1044.5mg/L。
实施案例3
(1)在工作体积为4L的有机玻璃容器中，将城市污水处理厂产生的污泥放在4℃下自然沉降1d，除去上清液后得到发酵的原料。
(2)将500mL(1)中得到的污泥加入反应器中，并投加0.1g/g TSS的高锰酸钾，搅拌均匀，往反应器中充入氮气，持续5min以去除氧气，密封反应器放入摇床进行厌氧发酵，其中，摇床发酵温度为35±1℃，震荡速度为120rpm/min，发酵时间(即污泥在反应器中的停留时间)为4d，污泥中腐殖酸的浓度为901.7mg/L。
实施案例4
(1)在工作体积为4L的有机玻璃容器中，将城市污水处理厂产生的污泥放在4℃下自然沉降1d，除去上清液后得到发酵的原料。
(2)将500mL(1)中得到的污泥加入反应器中，并投加0.1g/g TSS的高锰酸钾，搅拌均匀，往反应器中充入氮气，持续5min以去除氧气，密封反应器放入摇床进行厌氧发酵，其中，摇床发酵温度为35±1℃，震荡速度为120rpm/min，发酵时间(即污泥在反应器中的停留时间)为8d，污泥中腐殖酸的浓度为788.3mg/L。
对比例1
(1)在工作体积为4L的有机玻璃容器中，将城市污水处理厂产生的污泥放在4℃下自然沉降1d，除去上清液后得到发酵的原料。
(2)将500mL(1)中得到的污泥加入反应器中，不投加高锰酸钾，搅拌均匀，往反应器中充入氮气，持续5min以去除氧气，密封反应器放入摇床进行厌氧发酵，其中，摇床发酵温度为35±1℃，震荡速度为120rpm/min，发酵时间(即污泥在反应器中的停留时间)为8d，污泥中腐殖酸的浓度为1650.6mg/L。
实施案例和对比例的污泥中难降解性物质去除效果如表1所示：
表1实施例与对比例的发酵比较表
从表中可以看出，实施例1至实施例4的污泥中难降解性物质比对比例1的污泥中难降解性物质有了很大的减少，尤其是，最优条件下的实施例4的污泥中难降解性物质比对比例1的污泥中难降解性物质减少最大。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。虽然本发明已以较佳的实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，熟悉本领域技术的人员可以对本发明技术方案做出许多可能的修改，或者修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是不脱离本发明范畴所做任何简单的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种去除污泥中难降解性物质的方法，其特征在于，主要包含以下步骤：
取城市污水处理厂产生的活性污泥，经自然沉降去除上清液后，进行浓缩处理得到厌氧发酵原料，将所得到的污泥与高锰酸钾混合，进行厌氧发酵，检测腐殖酸、纤维素、木质素等难降性物质的量。
2.根据权利要求1所述的一种去除污泥中难降解性物质的方法，其特征在于：所述污泥为城市污水厂产生的活性污泥，静置温度为4℃，沉淀时间为1天。
3.根据权利要求1所述的一种去除污泥中难降解性物质的方法，其特征在于：所述的高锰酸钾投加剂量为0.025～0.2g/g TSS，优选为0.05～0.1g/g TSS。
4.根据权利要求1所述的一种去除污泥中难降解性物质的方法，其特征在于：所述的厌氧发酵温度为35±1℃。
5.根据权利要求1所述的一种去除污泥中难降解性物质的方法，其特征在于：所述的震荡速度为120rpm/min。
6.根据权利要求1所述的一种去除污泥中难降解性物质的方法，其特征在于：所述污泥发酵的时间为5-10d。
CN201910460041.1A 2019-05-30 2019-05-30 一种去除污泥中难降解性物质的方法 Pending CN110204159A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910460041.1A CN110204159A (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种去除污泥中难降解性物质的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910460041.1A CN110204159A (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种去除污泥中难降解性物质的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110204159A true CN110204159A (zh) 2019-09-06

Family

ID=67789493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910460041.1A Pending CN110204159A (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种去除污泥中难降解性物质的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110204159A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101708937A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 南京工业大学 一种臭氧促进污泥减量化的方法
CN104099380A (zh) * 2014-06-27 2014-10-15 同济大学 一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法
CN106219887A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 芜湖华海生物工程有限公司 一种用于尿囊素生产过程产生废水的处理方法
CN107915377A (zh) * 2017-12-12 2018-04-17 涂宇轩 城市生活污水处理方法
CN109609559A (zh) * 2019-01-02 2019-04-12 湖南大学 高锰酸钾（KMnO4）提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法
CN109680012A (zh) * 2019-01-02 2019-04-26 湖南大学 一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101708937A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 南京工业大学 一种臭氧促进污泥减量化的方法
CN104099380A (zh) * 2014-06-27 2014-10-15 同济大学 一种利用污泥厌氧发酵生产脂肪酸的方法
CN106219887A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 芜湖华海生物工程有限公司 一种用于尿囊素生产过程产生废水的处理方法
CN107915377A (zh) * 2017-12-12 2018-04-17 涂宇轩 城市生活污水处理方法
CN109609559A (zh) * 2019-01-02 2019-04-12 湖南大学 高锰酸钾（KMnO4）提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法
CN109680012A (zh) * 2019-01-02 2019-04-26 湖南大学 一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Aerobic granulation for methylene blue biodegradation in a sequencing batch reactor
CN109680012A (zh) 一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法
Liang et al. Degradation of chlorine dioxide bleaching wastewater and response of bacterial community in the intimately coupled system of visible-light photocatalysis and biodegradation
CN202080994U (zh) 污水污泥无害化减量化实时处理系统
CN108265087B (zh) 一种促进污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸的方法
CN103343145B (zh) 利用还原铁粉促进污泥厌氧发酵生产短链脂肪酸的方法
KR20150015004A (ko) 유기물질 처리방법
Liu et al. Does residual H 2 O 2 result in inhibitory effect on enhanced anaerobic digestion of sludge pretreated by microwave-H 2 O 2 pretreatment process?
CN109609559A (zh) 高锰酸钾（KMnO4）提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法
CN108624629A (zh) 一种促进剩余污泥中污染物降解同时生产脂肪酸的方法
CN106746398A (zh) 一种提高剩余活性污泥厌氧消化性能的方法
Banu et al. TiO2-chitosan thin film induced solar photocatalytic deflocculation of sludge for profitable bacterial pretreatment and biofuel production
Li et al. Enhanced biohydrogen production by accelerating the hydrolysis of macromolecular components of waste activated sludge using TiO 2 photocatalysis as a pretreatment
CN103224304B (zh) 一种去除污泥发酵液中氮磷以提高有机酸回用效果的方法
Chen et al. Cornstalk biochar promoted the denitrification performance and cellulose degradation rate of Burkholderia sp. CF6
CN108751581B (zh) 一种垃圾渗滤液生化出水的处理工艺
CN104531783A (zh) 硫酸铜联合碱性pH促进剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的方法
CN114249411A (zh) 一种生物炭耦合过氧乙酸深度处理垃圾渗滤液中有机微污染物的方法
Lou et al. Improving fermentative hydrogen production from sewage sludge by ionizing radiation treatment: a mini-review
CN106348542B (zh) 一种含高浓度抗生素的制药废水的处理方法
KR101002386B1 (ko) 암모늄 질소 농도 조절에 의한 유기성 폐기물의 혐기성 소화 방법
CN110204161A (zh) 一种利用十二烷基苯磺酸钠（sdbs）提高污泥产生氢气的方法
CN110204159A (zh) 一种去除污泥中难降解性物质的方法
CN106338562A (zh) 一种去除制药膜浆中残留高浓度四环素的方法
CN211814058U (zh) 一种污泥资源化处理装置

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

Application publication date: 20190906

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication