CN113582487A - 一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法 - Google Patents

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张辰
谭学军
吕永鹏
金宁奔
刘战广
王磊磊
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Abstract

本发明公开了一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，包括如下步骤：在自热高温微好氧消化系统中加入污泥并启动消化反应，当消化时间达到第3～5天时，将系统内的污泥进行强化搅拌，通过固液分离装置进行泥水分离，泥水分离后的剩余污泥返回自热高温微好氧消化系统中继续进行消化反应。本发明加快了污泥代谢过程中挥发性脂肪酸的产生效率和利用效率，从而促进了污泥自热高温微好氧消化，缩短了污泥稳定化时间，方法简单、运行成本低，为提高污泥稳定化效率提供了一种可行的处理手段。

Description

一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法
技术领域
本发明涉及污泥稳定化处理的环境工程技术领域，具体是一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法。
背景技术
近年来，我国污水处理量和处理效率得到了大幅上升，使得污水处理厂的污泥产生量也迅速增长。目前，污泥稳定化主要采用物理法、化学法和生物法，生物法主要有厌氧消化、好氧消化等方法。传统的污泥生物法处理所需时间较长，对占地面积需求大，而近年来我国土地成本的不断上升，给污泥处理单位带来了很大的负担。污泥自热高温微好氧消化技术能极大地提高污泥的稳定化效率，不仅提高了进料污泥的浓度，还缩短了污泥稳定化的时间，大大降低了单位污泥的土地占用率，极大地削减了污泥处理的成本。
由于污泥自热高温微好氧消化技术主要通过系统内污泥自身内源代谢提供热量，即自热升温，且消化温度较高(一般为45～65℃)，因此对进料污泥的浓度要求较高，且需严格控制曝气速率以免大量的尾气排放导致过多的热量损失。因此，在该工艺的消化前期，系统将处于一种供氧不足的状态，即微好氧状态，会使得系统内的挥发性有机酸大量产生和积累，对系统内消化菌群的活性造成抑制。然而，挥发性脂肪酸作为污泥消化过程中微生物新陈代谢重要的中间代谢产物，其产生和消耗的过程与污泥内源消化过程密切相关。众所周知，污泥的稳定化过程就是污泥内源消化的过程，该过程中细胞裂解释放的有机物，包括挥发性脂肪酸等的降解，很大程度上关系到污泥的稳定化速率。而挥发性脂肪酸作为污泥中细菌分解产生的三大类有机物包括糖类、蛋白质和脂肪的水解产物，是微生物易于利用的有机物，其产生和消化速率与稳定化速率直接相关。综上所述，在不抑制污泥自热高温微好氧消化系统内微生物活性的前提下，尽可能地提高挥发性脂肪酸的产生速率，将大大提高该工艺对污泥的稳定化速率，极大地缩短稳定化时间，从而，有效地削减该技术的应用成本，提高其市场化应用的前景。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，该方法可以快速地提高污泥消化过程中挥发性脂肪酸的产生速率，从而加快了污泥的稳定化进程，并由此减少单位污泥处理设施占地面积，降低成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，包括如下步骤：
S1:将污泥送至自热高温微好氧消化系统进行消化反应；
S2:将系统内的污泥进行强化搅拌：
S3:通过系统内固液分离装置进行泥水分离；
S4：将泥水分离后的剩余污泥返回自热高温微好氧消化系统继续进行消化反应。
进一步的，所述S1步骤中的污泥中挥发性固体含量为2.0～3.5％。
进一步的，所述S1步骤中消化反应的消化时间为3～5天，消化反应时间会影响挥发性脂肪酸的浓度，当挥发性脂肪酸浓度将超过5000mg/L时，将对系统内微生物的活性造成影响，甚至抑制。
进一步的，S2步骤中所述强化搅拌的时间为5～10min,搅拌速率为150～300rpm，搅拌可以加快释放出污泥中微生物胞外聚合物裹挟的挥发性脂肪酸进入液相并混匀。
进一步的，所述S3步骤中泥水分离出的液体量为污泥总体量的1/8～1/6，分离出液体主要的作用是效降低单位污泥微生物相中的挥发性脂肪酸负荷浓度，从而缓解挥发性脂肪酸对微生物的抑制作用。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
极大地提高了污泥自热高温微好氧消化过程中挥发性脂肪酸的产生速率，泥水分离提取部分液体后系统内挥发性脂肪酸24小时内的产生速率比未处理条件下提高了1～2倍，提高了自热高温微好氧消化技术对污泥稳定化的速率，污泥稳定化时间较未处理条件下缩短了4～6天。本发明提供的方法操作方便，污泥处理适用范围广。
附图说明
图1为本发明中某一具体实施例的方法步骤图。
图2为本发明中某一具体实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例中处理的污泥取自某污水处理厂所产生的生活污泥。
(1)在自热高温微好氧消化系统内加入挥发性固体含量为2.0％的污泥并启动消化反应。
(2)当消化进行到第3天时，将系统内的污泥进行强化搅拌5min，搅拌速率为150rpm。
(3)通过固液分离装置将强化搅拌后的污泥进行泥水分离，提取污泥总体量的1/8的液体。
(4)将泥水分离后的剩余污泥返回自热高温微好氧消化体系内继续进行消化反应。
该取自某污水处理厂所产生的生活污泥经本实施例处理之后，在消化反应进行至第3天泥水分离处理后，自热高温微好氧消化系统内后续24小时内挥发性脂肪酸的产生速率较未处理条件下提高了1倍，但随后挥发性脂肪酸的浓度恢复到了未处理条件下的浓度水平，说明该增量挥发性脂肪酸得到了微生物的降解，从而加快了自热高温微好氧消化，促进了污泥稳定化，污泥稳定化时间较未处理条件下缩短了4天。
实施例2：
本实施例中处理的污泥取自某污水处理厂所产生的生活污泥。
(1)在自热高温微好氧消化系统内加入挥发性固体含量为2.8％的污泥并启动消化反应。
(2)当消化进行到第4天时，将系统内的污泥进行强化搅拌8min，搅拌速率为220rpm。
(3)通过固液分离装置将强化搅拌后的污泥进行泥水分离，提取污泥总体量的1/7的液体。
(4)将泥水分离后的剩余污泥返回自热高温微好氧消化体系内继续进行消化反应。
该取自某污水处理厂所产生的生活污泥经本实施例处理之后，在消化反应进行至第4天泥水分离处理后，自热高温微好氧消化系统内后续24小时内挥发性脂肪酸的产生速率较未处理条件下提高了1.5倍，但随后挥发性脂肪酸的浓度恢复到了未处理条件下的浓度水平，说明该增量挥发性脂肪酸得到了微生物的降解，从而加快了自热高温微好氧消化，促进了污泥稳定化，污泥稳定化时间较未处理条件下缩短了5天。
实施例3：
本实施例中处理的污泥取自某污水处理厂所产生的生活污泥。
(1)在自热高温微好氧消化系统内加入挥发性固体含量为3.5％的污泥并启动消化反应。
(2)当消化进行到第5天时，将系统内的污泥进行强化搅拌10min，搅拌速率为300rpm。
(3)通过固液分离装置将强化搅拌后的污泥进行泥水分离，提取污泥总体量的1/6的液体。
(4)将泥水分离后的剩余污泥返回自热高温微好氧消化体系内继续进行消化反应。
该取自某污水处理厂所产生的生活污泥经本实施例处理之后，在消化反应进行至第5天泥水分离处理后，自热高温微好氧消化系统内后续24小时内挥发性脂肪酸的产生速率较未处理条件下提高了2倍，但随后挥发性脂肪酸的浓度恢复到了未处理条件下的浓度水平，说明该增量挥发性脂肪酸得到了微生物的降解，从而加快了自热高温微好氧消化，促进了污泥稳定化，污泥稳定化时间较未处理条件下缩短了6天。
本发明的技术原理是：在控制自热高温微好氧消化系统的进料污泥挥发性固体含量为2.0～3.5％的前提下，当消化反应进行3～5天后，污泥中挥发性脂肪酸浓度将超过5000mg/L，将对系统内微生物的活性造成影响，甚至抑制。因此，在消化反应进行到第3～5天时，进行强化搅拌释放出污泥中微生物胞外聚合物裹挟的挥发性脂肪酸进入液相并混匀，通过泥水分离提取出污泥总体量的1/8～1/6的液体，可有效降低单位污泥微生物相中的挥发性脂肪酸负荷浓度，从而缓解挥发性脂肪酸对微生物的抑制作用，并快速恢复污泥中的微生物的活性。以此同时，挥发性脂肪酸的产生速率和降解速率也得以维持在较高水平状态。由于污泥中有机物的总量有限，后续消化过程中系统内的挥发性脂肪酸的浓度将维持在高水平但对微生物活性不抑制的状态，极大地促进了消化反应的进程，缩短了污泥稳定化的时间。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法,其特征在于，包括下列步骤：
S1:将污泥送至自热高温微好氧消化系统进行消化反应；
S2:将系统内的污泥进行强化搅拌：
S3:通过系统内固液分离装置进行泥水分离；
S4：将泥水分离后的剩余污泥返回自热高温微好氧消化系统继续进行消化反应。
2.根据权利要求1所述的一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，其特征在于，所述S1步骤中的污泥中挥发性固体含量为2.0～3.5％。
3.根据权利要求1所述的一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，其特征在于，所述S1步骤中消化反应的消化时间为3～5天。
4.根据权利要求1所述的一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，其特征在于，S2步骤中所述强化搅拌的时间为5～10min,搅拌速率为150～300rpm。
5.根据权利要求1所述的一种加速自热高温微好氧消化促污泥稳定化的方法，其特征在于，所述S3步骤中泥水分离出的液体量为污泥总体量的1/8～1/6。
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