[发明专利]一种提高污泥厌氧消化效率同时降低重金属生态毒性的方法

摘要

本发明涉及一种提高污泥厌氧消化效率同时降低重金属生态毒性的方法。秸秆经ZnCl2溶液活化后在550℃高温无氧条件下制得秸秆生物炭，随后采用HCl溶液和微波进一步改性；以改性生物炭为载体，通过化学反应制得零价纳米铁负载的改性生物炭复合材料HCl‑FBC。在污泥厌氧消化初期将改性生物炭复合材料HCl‑FBC添加到厌氧消化反应器中，可显著提高污泥有机质转化率，增加甲烷累积产气量。同时，HCl‑FBC有利于增加消化污泥微生物多样性和活性，同时改变微生物的群落结构。本发明可显著提高污泥厌氧消化效率，增加沼气产量，同时消化后污泥重金属的生物毒性有效减少，对于污泥资源化利用、降低污泥土地利用风险具有重要意义。

主权项

1.一种提高污泥厌氧消化效率同时降低重金属生态毒性的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)秸秆原材料首先浸泡在ZnCl₂溶液中进行活化，搅拌离心后烘干；在氮气保护下，500～580℃高温热解180min后制得预处理后的秸秆生物炭；(2)随后采用HCl溶液+微波进行化学改性，具体方法为：配置1.5mol/L的HCl溶液，称取预处理后的生物炭30g，加入150mL配置好的HCl溶液，室温下浸泡24h；将酸改性后的生物炭放入600W功率下的微波消解仪中继续进行改性；改性后的生物炭放入105℃的烘箱中干燥，研磨过100目筛；(3)氮氛保护下，将2.0g干燥过筛后的改性秸秆生物炭溶解在500mL浓度为0.075mol/L的FeSO₄·7H₂O溶液中，随后逐滴加入KBH₄溶液；通过化学方法处理得到生物炭负载零价纳米铁的改性生物炭复合材料HCl‑FBC，并用脱氧去离子水和脱氧污水乙醇溶液洗涤，真空干燥后研磨过筛；(4)在市政污泥厌氧消化后的3～6天即产酸阶段，将步骤(3)得到的改性生物炭复合材料HCl‑FBC添加到厌氧消化装置中，充分搅拌后进行混合发酵。