[发明专利]一种加速热碱预处理污泥厌氧消化系统启动的方法

说明书

本发明公开了一种加速热碱预处理污泥厌氧消化系统启动的方法，属于固体废弃物资源化处理技术领域。本发明方法包括以下步骤：(1)污水处理厂剩余污泥经沉淀浓缩工艺得到浓缩污泥；(2)浓缩污泥经过热碱预处理工艺得到改性污泥；(3)改性污泥添加活性炭材料经吸附解毒后得到脱毒污泥；(4)将获得的脱毒污泥用于厌氧消化系统运行产甲烷。本方法首次联合污泥热预处理工艺和吸附脱毒处理工艺，明显缩短了剩余污泥厌氧消化产甲烷系统的启动周期，有利于实现城市剩余污泥的减量化处理及能源回收。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化处理技术领域，具体涉及一种加速热碱预处理污泥厌氧消化系统启动的方法。

背景技术

剩余污泥是传统污水处理过程中不可避免的副产物。我国经济体量的增长和城市化进程的加快催动了污水处理水平的快速提高，这也必然带动我国剩余污泥产量的快速增加。据统计，我国剩余污泥年产量至2017年超过4000万吨，2020年产量将突破6000万吨。剩余污泥处理公认的难题是其成分复杂，处理难度大、成本高，大量的剩余污泥已经成为限制我国污水发展及影响公共环境安全的重要因素。因此在充分考虑当地实际情况和经济效益等的基础上对剩余污泥进行安全、经济、有效的处理处置具有十分重要的现实意义。

污泥厌氧消化处理又称污泥厌氧生物稳定过程，相比之下该工艺具有其他处理方式不可比拟的优势：(1)厌氧条件相对较容易控制，不需要鼓风、曝气等额外工序，节约运行耗能，处理设施相对简单，投资成本相对较低；(2)厌氧消化过程能够降解机物的同时对污泥中病原微生物等形成杀灭作用，实现剩余污泥的减量化、稳定化和无害化的组合处理；(3)消化工艺可通过回收甲烷、有机酸等能量物质以及沼渣土地农用等形式实现资源回收。因此，污泥厌氧消化处理被认为是目前唯一一种能量产出为正的污泥处理方法，通过厌氧消化过程中能源的回收及转化并回馈到其他处理工段，将有望实现污水处理工艺的能量自给自足。

然而，受限制于剩余污泥厌氧消化反应慢，传统的污泥厌氧消化系统启动周期较长(低温或者冬季运行启动周期将进一步延长)，且存在启动过程不稳定(易酸化)，启动过程中甲烷产率及有机物去除率低等问题，严重影响剩余污泥的资源回收效率。预处理技术被认为是能够解除剩余污泥水解阶段的限制，因此常被用于提升厌氧消化效率。适用于污泥厌氧消化处理预处理技术包括超声波处理(中国发明专利，申请号20071063132.9)、辐射处理(中国发明专利，申请号200410014082.1)、化学氧化剂处理(中国发明专利，申请号201110169395.4)、电化学氧化处理(201010266174.4)联合处理(中国发明专利，申请号201711216538.6；申请号201110326906；申请号200910052495.1)等，此外还包括添加剂强化技术(中国发明专利，申请号201310175120.0)等。在众多预处理技术中热预处理技术(包括热化学联合预处理技术)对于污泥厌氧消化效率的促进效果得到了广泛认可，如挪威的Cambi THP^TM以及法国的Exelys^TM等热水解预处理技术已经在国内外剩余污泥处理处置过程中得到了商业化推广和应用。然而，热预处理过程引起污泥中有机质的转化对后续厌氧消化过程的影响机制仍不清楚，不同底物所对应的热预处理方法和污泥厌氧消化策略各不相同，所产生的效果也存在显著差异。

发明内容

针对现有技术存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种加速热碱预处理污泥厌氧消化系统启动的方法，通过耦合污泥热碱预处理过程与活性炭吸附处理过程，二者相互配合，实现剩余污泥厌氧消化产甲烷系统启动过程的进一步加速，提升剩余污泥厌氧消化过程资源回收效率。

本发明的技术方案主要包括以下具体步骤：

(1)污水处理厂剩余污泥经沉淀浓缩工艺得到浓缩污泥；

(2)将步骤(1)所得的浓缩污泥进行热碱预处理，得到改性污泥；

(3)在步骤(2)所得的改性污泥中添加活性炭材料，混合均匀后得到脱毒污泥，