[发明专利]一种利用铁改性火山石强化有机废水厌氧消化的方法

说明书

本发明公开了一种利用铁改性火山石强化有机废水厌氧消化的方法，具体为：将火山石用水冲洗，然后利用铁盐改性；将铁改性火山石置于厌氧反应器内，随后加入驯化好的厌氧颗粒污泥，填充在火山石之间的缝隙中；用泵将有机废水由厌氧反应器底部以一定流速持续通入厌氧反应器内，有机废水由底部进入，经由污泥和火山石的混合层流向顶部，并由顶部排出。通过改性的火山石具有更强的生物亲和力和强化微生物活性的能力，微生物可更加稳固的附着在火山石表面，且微生物群落结构发生改变，具有更强的有机物降解能力。本发明方法可以加快厌氧消化过程中水解酸化微生物的生长和富集，增加废水中有机物与微生物的接触时间，大大的提高有机物的厌氧消化效率。

技术领域

本发明属于厌氧消化技术领域，具体涉及一种利用铁改性火山石强化有机废水厌氧消化的方法。

背景技术

随着工业化和城市化进程的推进，能源危机和环境污染已成为我国面临的主要问题。厌氧技术因不需要曝气、能耗低而被认为是有机污染物处理最经济、最有效的方式之一。此外，厌氧技术在去除有机物的同时，还可产生较清洁能源——沼气。按照水解酸化-产氢产乙酸-产甲烷的厌氧传统理论，只有在系统中微生物的协同作用下，方可保证有机物的高效去除。然而，实际废水的处理中，高负荷的简单有机物厌氧水解产酸速率通常远快于有机酸被产甲烷菌利用的速率，因此，厌氧反应器会出现VFAs累积的“过酸化”现象，使得体系pH降低，反应器不能稳定运行。而对于复杂废水，有机物结构稳定，水解酸化效率低，是厌氧过程的限速阶段。厌氧系统中产酸与产甲烷的不协调将导致厌氧消化的紊乱及生物量的流失。

微生物异化铁还原是异化铁还原菌直接氧化有机物并将产生的电子通过其胞外电子传输蛋白或电子穿梭体等传递到铁氧化物，并使之还原的过程。异化铁还原不仅可以绕开传统水解酸化过程氧化复杂有机物，且电子传递不再依赖H₂或甲酸，具有更高的效率。异化铁还原菌可与产甲烷菌形成互养代谢，将氧化有机物产生的电子直接传递给一些产甲烷菌，利用CO₂作为电子受体生成甲烷。在厌氧系统中投加少量铁氧化物，可通过刺激异化铁还原，有效提高异化铁还原菌丰度。

火山石作为自然界中天然形成的物质，具有多孔结构和生物亲和力。在厌氧系统中投加火山石，可为异化铁还原菌提供附着点，避免微生物的流失，提高系统的生物量。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用铁改性火山石强化有机废水厌氧消化的方法，将用铁盐改性的火山石应用到有机废水的厌氧消化中，提高厌氧消化效率。该方法操作简单，经济有效。该方法利用火山石的多孔结构及生物亲和力，为厌氧系统中的微生物提供附着点，提高体系中微生物的丰度。另外，火山石经铁改性后，可以有效富集异化铁还原菌，异化铁还原菌的富集不仅可以促进难降解污染物的降解，还可强化铁还原菌与产甲烷菌之间的互养代谢，从而大大提高有机废水的厌氧消化效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种利用铁改性火山石强化有机废水厌氧消化的方法，包括以下步骤：

（1）取球状火山石，其直径为5-10cm，用水冲洗除去表面和空间隙残渣；

（2）将上述冲洗干净的火山石用铁盐改性，使得火山石表面被适量的铁均匀覆盖，随后将改性后的火山石用水冲洗，去除多余的铁；

（3）将上述铁改性火山石均匀排布在厌氧反应器的底部，铁改性火山石排布的高度为厌氧反应器高度的1/2-4/5；

（4）将厌氧污泥颗粒经由顶部加入厌氧反应器内，使厌氧污泥颗粒均匀的填充铁改性火山石之间的空隙，最终保证厌氧反应器内的铁改性火山石全部浸没在厌氧污泥颗粒中；

（5）有机废水经泵打压以连续流方式经由厌氧反应器底部进入厌氧反应器，污水进入厌氧反应器后，由下向上流经污泥和铁改性火山石的混合层，随后由厌氧反应器顶部排出。