[发明专利]一种以碱性发酵促进高含固污泥厌氧消化产沼气及减少硫化氢含量的方法

说明书

本发明涉及一种以碱性发酵促进高含固污泥厌氧消化产沼气及减少硫化氢含量的方法。本发明通过调节系统内pH，使高含固污泥初始pH=12，其后保持在35‑37℃、pH=10、130转/分钟的厌氧条件下，进行碱性发酵10d。而后将高含固污泥pH值调节至中性后（pH=7），按较优接种体积比1:10，加入厌氧接种泥，发酵温度为35‑37°C，经过19d的发酵（较优发酵产沼气时间），进行厌氧消化产沼气。本发明通过碱性发酵促进高含固污泥厌氧消化产沼气及减少硫化氢含量的方法，不但能够使污泥处理减量化、无害化，而且能够高效生产沼气，实现最大资源化。此外，本发明方法产生的沼气中硫化氢含量较低，减缓了其对设备的腐蚀并有利于沼气的进一步提纯利用。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种以碱性发酵促进高含固污泥厌氧消化产沼气及减少硫化氢含量的方法。

背景技术

根据中华人民共和国住房和城乡建设部提供的信息，截至2016年3月，我国已建3910多座城镇污水处理厂，污水处理能力已达到1.67亿立方米/日。作为污水处理的衍生品，我国每年产生3000-4000万吨污泥（含水率80%）。预计到2020年，我国的污泥产量将达到6000-9000万吨。高含固污泥（含固率大于10%）的处理处置问题是我国污水处理厂目前普遍面临的一个严重问题，城镇污水处理厂产生的高含固污泥（脱水后）含有大量微生物、悬浮物、胶体以及氮磷等物质，若得不到妥善的处理与处置，则会对环境产生二次污染。现阶段常见的污泥处理方式是土地填埋和焚烧，其处理费用一般占城镇污水处理厂总费用的40-60%。污泥厌氧消化技术不仅可以实现污泥的稳定化，还可以高效回收生物质能（如沼气），已成为一种污泥处理的常用方式。世界能源危机发生以来，厌氧消化技术得到了长足的发展，并且日趋成熟。

目前，国内外众多学者对于高含固污泥厌氧消化的研究多集中在单独提高甲烷产量及沼气中甲烷的含量或者单独降低沼气中硫化氢浓度。有文献报道通过微曝气技术可以有效地减少厌氧消化过程中硫化氢的产生，但在一定程度上会影响甲烷（沼气中唯一的能源成分）的产量。而关于以碱性发酵促进高含固污泥水解、酸化，并影响系统中硫化氢产生的代谢途径（调控硫化氢产生的酶及微生物代谢途径），同时提升沼气产量及减少沼气中硫化氢含量的方法，未见报道。

发明内容

本发明要解决高含固污泥（含固率大于10%）厌氧消化产沼气效率不高及沼气中硫化氢含量较高的技术问题，提供一种通过碱性发酵以同时促进高含固污泥厌氧消化产沼气及减少沼气中硫化氢含量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提出的一种以碱性发酵促进高含固污泥厌氧消化产沼气及减少硫化氢含量的方法，具体步骤如下：

（１）将高含固污泥加入到反应器中，通过调节反应器内pH值，使高含固污泥的初始pH值为12，其后保持在35-37℃、pH值为10、130转/分钟的厌氧条件下，进行碱性发酵2~12d；其中：高含固污泥的含固率大于10%；

（２）将步骤（１）得到的高含固污泥的pH值调节至中性后（pH=7），加入厌氧接种泥，控制步骤（１）得到的高含固污泥与厌氧接种泥的体积比为0.5:10~2:10，发酵温度为35-37℃，经过15~25d的发酵进行厌氧消化产沼气。

本发明中，步骤（１）所述发酵时间为10d。

本发明中，步骤（２）所述高含固污泥在经过10d碱性发酵后，pH值调节至中性后（pH=7），控制步骤（１）得到的高含固污泥与厌氧接种泥的体积比为1:10，加入厌氧接种泥进行厌氧消化产沼气。

本发明中，步骤（２）中所述经过19d的发酵，同步提高沼气产量及降低沼气中硫化氢含量。

本发明具有以下有益效果：