[发明专利]一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法

说明书

技术领域

一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，属于环保净化、废物资源化处理技术领域。

背景技术

富营养化水体藻类的大量繁殖引起水华的爆发，给地表水水质和生态系统带来严重的影响：水质污浊发臭，透明度下降，感官性状恶化，同时导致水体溶解氧浓度的迅速降低，造成水生生物因缺氧而大量死亡，最令人担心的是，当某些藻类(主要是铜绿微囊藻)破壁衰亡，其细胞溶解会导致胞内毒素的释放，给蓝藻的资源化带来了困难。研究结果显示微囊藻毒素(MCs)的主要靶器官是肝脏，主要表现为使肝脏充血肿大，严重时可导致肝出血和坏死，其致毒机理是通过抑制肝细胞中蛋白磷酸酶的活性，诱发细胞角蛋白高度磷酸化，导致哺乳动物肝细胞微丝分解、破裂和出血；另据调查发现，饮用水中MCs的存在与人群中原发性肝癌和大肠癌的发病率有很大的相关性；在最新研究中发现，MCs对于小鼠肺部的毒性作用也相当明显。

2007年5月底，江苏无锡太湖区域蓝藻又一次大面积爆发，太湖蓝藻的爆发引起无锡市近200万居民的饮用水危机，湖泊的蓝藻问题再次进入公众的视线。太湖蓝藻暴发后，直接打捞蓝藻作为应急措施，如不妥善处理，打捞上来的蓝藻水容易通过渗漏、径流重新回到太湖水域造成二次污染，因此，如何处置日益增多的蓝藻水成了重要而紧迫的现实问题。

蓝藻水无害化处理和资源化利用，尤其是产业化开发遇到的最大问题是打捞量大，含水量高，脱水、脱毒困难。蓝藻水中的水分高达97％以上，常规的脱水方法很难将蓝藻分离出来，用喷雾干燥法去除水分代价昂贵。将蓝藻开发成保健食品、饲料、氨基酸肥料涉及的环节非常多，不仅涉及到脱水、脱毒，还涉及到有益成分的动态变化。脱水脱毒应该掌握到什么程度才能开发出食品、饲料和肥料，这些产品市场竞争力如何等等都是有待探索的问题。

资源化利用应是蓝藻处理的首要选择。如果每亩旱地、林地浇灌5-10吨蓝藻水，每天打捞的蓝藻仅需要150-300亩土地(以每天打捞1500吨推算)用于处理。和其他利用方式相比，直接还田是最经济的办法，但不是最安全的办法，因为蓝藻中含有藻毒素，这些藻毒素对种子、根、茎、叶的影响如何，在土壤中的消解规律仍然不太清楚，虽然沿湖农民有利用湖靛作肥料的传统，这个传统具有合理性，但未必具有科学性。在众多利用方式中，最安全的办法是将蓝藻水和污泥等生物质一起作为发酵原料通过厌氧发酵生产沼气、沼气发电或者直接燃烧加以利用，沼渣沼液还田，或者将沼渣开发成饲料或者有机肥料。本发明就是要通过蓝藻和市政污泥混合厌氧发酵产沼气技术，做到一举多得的作用，彻底消灭了藻毒素，解决了蓝藻出路及城市污水处理厂的污泥治理结合起来，解决农村和城市的有机污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法。目前太湖蓝藻污染还没有彻底的解决办法，从太湖水体中打捞上来的蓝藻有可能再度污染太湖，针对这种现状，本发明的目的是得到一种自动化控制、运行费用低、无二次污染、管理方便、具有较高沼气产率的新工艺新技术，并将其规模化产业化，实现蓝藻的无害化和资源化处理。

本发明的技术方案：一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，其特征是将蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气，整个过程在厌氧反应器中完成，在反应器中将蓝藻和污泥混合，然后通入N₂造成厌氧状态，35～37℃发酵，在反应器中，间断性地定期添加蓝藻，观察原料的腐化情况，同时测定排出物料的有机质浓度以及发酵产生气体中的CH₄、CO₂浓度，直至反应器进入稳定运行状态；

所用污泥选用颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥中的一种或几种；

选用蓝藻和污泥的干基重量比为：蓝藻∶颗粒污泥为5～6∶1，蓝藻∶消化污泥为5∶1，蓝藻∶剩余污泥为4∶1；

产生的沼气经过脱硫处理后供给用户燃烧或者集中发电；产生的沼渣，作为肥料施于农田。

本发明的有益效果：

1)自身耗能低，冬季仅耗用自身产生的能量10％～15％，而传统湿法要耗用30％左右的能量。

2)可以直接处理蓝藻，较传统湿法节省了预处理成本50％以上。

3)发酵不受干扰物质如塑料、木块、沙石等的影响，无需花费人力和设备将其在发酵前检出。

4)沼气质量高，含硫量低于湿法沼气，在50～300ppm，可不经洗气直接供沼气发动机使用，发酵物出气率高。

5)建立模块式的固体发酵室，便于扩大生产。