[发明专利]一种促进污泥水解释放溶解性有机物的方法

说明书

本发明涉及环保技术领域，公开了一种促进污泥水解释放溶解性有机物的方法，包含下述步骤：分别取污水处理厂的初沉污泥和剩余污泥组成混合污泥，初沉污泥和剩余污泥的质量比为10:1～1:10；向混合污泥中投加尿素和碱，投加尿素的质量低于混合污泥质量的15%，投加碱的质量低于混合污泥质量的15%；置于0~5℃下预冷0.5～3小时；在预冷过程中，对污泥进行厌氧搅拌，搅拌速度为20～150rpm，增加有机物的溶出。本发明通过投加碱和尿素，然后经过预冷处理，极大地促进污泥的破胞和有机物的溶出，可为污泥的厌氧发酵提供丰富的底物，实现污泥的资源化利用。

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种大幅促进污泥水解释放有机物的方法。

背景技术

活性污泥法是目前广泛应用的一种污水生物处理技术，该技术能够在去除有机物的同时去除氮和磷。然而，活性污泥法在处理污水的同时会产生大量的污泥（包括初沉污泥和剩余污泥。具体来说，初沉污泥是指从污水处理厂的初沉淀池排出的沉淀物，而剩余污泥是指活性污泥系统中从二次沉淀池（或沉淀区）排出系统外的活性污泥）。活性污泥具有含水率高、有机组分含量高和成分复杂等特点，如果得不到有效的处理处置，很容易造成二次污染。在污泥的稳定化、资源化和无害化处理中，厌氧消化由于其低能耗、可产生大量能源等优点而被广泛用于活性污泥的处理。

污泥通过厌氧发酵过程可以转化为有机酸、氢气和甲烷等资源。污泥的厌氧发酵分为水解、酸化和甲烷化三个阶段。诸多文献证实，污泥的水解是污泥厌氧发酵的限制步骤，污泥能否进一步得到有效的资源化利用取决于水解段底物的溶出情况。因此，要想实现污泥的资源化过程，必须首先将污泥的颗粒性有机物水解，释放出能够被微生物利用的溶解性有机物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种促进污泥水解释放溶解性有机物的方法，可极大地促进污泥的破胞和有机物的溶出，可为污泥的厌氧发酵提供丰富的底物，实现污泥的资源化利用。

为解决上述问题，本发明所提供的一种促进污泥水解释放溶解性有机物的方法，包含以下步骤：

（1）分别取污水处理厂的初沉污泥和剩余污泥组成混合污泥，所述混合污泥中，初沉污泥和剩余污泥的质量比为10:1～1:10；

（2）向步骤（1）所述的混合污泥中投加尿素和碱（NaOH，KOH或Ca(OH)₂），所述投加尿素的质量低于混合污泥质量的15%，所述投加碱的质量低于混合污泥质量的15%；

（3）将经过步骤（2）处理后的混合污泥置于0~5℃的条件下预冷0.5～3小时；在预冷过程中，对污泥进行厌氧搅拌，搅拌速度为20～150rpm，增加有机物的溶出。

本发明提供的污泥预处理方法，通过投加碱和尿素，经过预冷处理，极大地促进污泥的破胞和有机物的溶出，可为污泥的厌氧发酵提供丰富的底物，实现污泥的资源化利用。首先，本发明通过碱和尿素的联合作用促进污泥底物的溶出，增加了溶液中溶解性蛋白质和糖的含量，为发酵过程提供了丰富的底物。其次，碱和尿素预处理后，污泥絮体的破胞导致了污泥脱水性的增强，有利于后续的污泥残渣处理。

特别地，尽管投加碱有利于污泥的破胞并增加多糖类有机物的溶出，但对蛋白质类有机物溶出的促进作用有限。蛋白质在水中溶解度有限，尿素可以显著增加蛋白质的溶解度，但尿素对破胞过程没有显著促进作用。利用本发明提供的方法，同时投加碱和尿素时，碱能破坏氢键，尿素能稳定污泥的疏水部分，二者协同作用可以破坏污泥絮体结构，有利于混合污泥的破胞和多种有机物的溶出，显著改善单一投加碱或尿素的污泥水解效果。与高温热水解、微波、超声波等污泥水解工艺相比，本发明具有工艺简单、能耗低、不需复杂设备、操作简便、水解效果效率高等优点。

有利地，所述步骤（1）中，混合污泥中初沉污泥和剩余污泥的质量比优选为1:1。

有利地，所述步骤（2）中，向混合污泥中投加尿素的质量优选为混合污泥质量的10%。