申请日2012.10.10
公开(公告)日2013.01.02
IPC分类号C02F11/00; C02F11/04; C05F7/00; C08H99/00; C07G99/00
摘要
本发明公开了一种从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，包括如下步骤：在污泥中加入可溶性氢氧化物进行碱破解处理，将经处理的污泥分离出至少部分腐殖酸之后，再送入厌氧消化反应器进行厌氧消化。通过本发明的方法既可以回收污泥中的腐殖酸用于制肥，又可以同步改善厌氧消化，提高沼气产生量。
权利要求书
1.一种从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：包括如下步骤：在污泥中加入可溶性氢氧化物进行碱破解处理，将经处理的污泥分离出至少部分腐殖酸之后，再送入厌氧消化反应器进行厌氧消化。
2.如权利要求1所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：所述将经处理的污泥分离出至少部分腐殖酸包括如下步骤：对碱破解处理后的污泥进行离心分离，分离得到的上清液进行超滤处理，超滤获得的截留液包含大量腐殖酸，超滤获得的透过液与离心分离得到的沉淀物混合，并调节pH为中性。
3.如权利要求1或2所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：加入可溶性的氢氧化物后的污泥含水率为95%~98%，所述可溶性的氢氧化物在污泥中的浓度为0.05 mol/L ~0.2 mol/L。
4.如权利要求1至3任一项所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：所述破解处理的时间为30 min ~120 min。
5.如权利要求1至3任一项所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：所述可溶性的氢氧化物选自NaOH、KOH和Ca(OH)2中的至少一种。
6.如权利要求5所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：所述可溶性的氢氧化物选自NaOH和KOH中的至少一种。
7.如权利要求1至6任一项所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：超滤采用耐碱膜，截留分子量为1 kDa ~50 kDa。
8.如权利要求7所述的从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，其特征在于：所述耐碱膜为无机膜。
说明书
一种从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法
技术领域
本发明属于固体废物处理、处置技术领域，具体涉及一种从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法。
背景技术
随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施高速发展，污水处理量和处理率都在稳步增加。然而，作为污水处理副产物的剩余污泥也在大量增加。以含水率80%计，全国每年脱水污泥(指剩余污泥经过初步脱水后形成的含水率为75-85%的污泥)产量已达到3000万吨。由于污泥含有多种有害物质，可能对生态环境造成危害，必须妥善处理处置，污泥常用的处置方法包括填埋、堆肥、焚烧、制建材等。
由于污泥产生量大，运输和处理费用高，在污泥处置前，首先要实现减量化，即减少污泥的体积和质量。常用的污泥减量化方法包括浓缩脱水、厌氧消化等。厌氧消化是污水厂实现污泥减量化的重要手段，它不仅可以使污泥中的有机质降解30~50%，而且产生的沼气还可以作为清洁能源，从而实现污泥的资源化利用。除了蛋白质、脂类、多糖等易降解有机物外，腐殖酸是污泥有机质的主要成分之一，约占有机质的20%左右(Huan Li, Yiying Jin, Yongfeng Nie. Application of alkaline treatment for sludge decrement and humic acid recovery. Bioresource Technology 100 (2009) 6278–6283)。腐殖酸是难降解的有机物，不会转化为沼气，影响污泥厌氧消化过程的有机质降解率。
在美国、欧洲等地，厌氧消化是大多数污水处理厂，尤其是大型污水厂的主要污泥处理设施。
传统厌氧消化工艺的主要缺点是消化周期长，这是由于污泥颗粒由于存在胶体结构以及微生物细胞壁，导致水解速度慢，限制了有机质的降解速率。因此，一些研究者提出了采用预处理方法促进污泥水解，进而改善污泥厌氧消化的方法。采用热水解预处理的污泥厌氧消化工艺(即挪威的Cambi工艺)已经在多个国家运行，德国也有一些污泥厌氧消化设施采用了超声预处理方法。
碱处理可以破坏污泥絮体结构和细胞壁，使内部有机质溶出，显著改善后续厌氧消化性能。相对于其它预处理方法而言，碱处理具有操作简单、无需专用设施、成本低等优势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，能够提高厌氧消化的沼气产气量，并促进污泥的资源化利用。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种从污泥中回收腐殖酸并改善污泥厌氧消化的方法，包括如下步骤：在污泥中加入可溶性氢氧化物进行碱破解处理，将经处理的污泥分离出至少部分腐殖酸之后，再送入厌氧消化反应器进行厌氧消化。
对于污泥厌氧消化，研究已经表明碱预处理可以改善消化效率，提高产气量。发明人研究发现，在碱处理的过程中，污泥中的腐殖酸会大量溶出，而这些溶出的腐殖酸在后续厌氧消化过程中难以降解，而腐殖酸又是有机肥的重要原料。因此，可以在污泥碱处理之后，回收腐殖酸，然后再进行厌氧消化。将腐殖酸从污泥中分离出来，不仅可以促进污泥的资源化利用，还可以在碱预处理的基础上，进一步改善后续厌氧消化过程。
优选地，所述将经处理的污泥分离出至少部分腐殖酸包括如下步骤：对碱破解处理后的污泥进行离心分离，分离得到的上清液进行超滤处理，超滤获得的截留液包含大量腐殖酸，超滤获得的透过液与离心分离得到的沉淀物混合，并调节pH为中性。
优选地，加入可溶性的氢氧化物后的污泥含水率为95%~98%，所述可溶性的氢氧化物在污泥中的浓度为0.05 mol/L ~0.2 mol/L。
优选地，所述破解处理的时间为30 min ~120 min。
优选地，所述可溶性的氢氧化物选自NaOH、KOH和Ca(OH)2中的至少一种。
进一步优选地，所述可溶性的氢氧化物选自NaOH和KOH中的至少一种。
优选地，超滤可以采用无机膜或其它耐碱膜，截留分子量为1 kDa ~50 kDa。
本发明还具有如下优点：
1、不影响原有的污泥厌氧消化工艺，不需要对原设施进行大的改动;2、加入无机的可溶性的氢氧化物对部分消化液进行破解处理，操作简单，成本低;3、可以回收污泥中的腐殖酸用于制肥;4、污泥厌氧消化改善效果显著，产气量一般可提高20~40%。
通过本发明的方法既可以回收污泥中的腐殖酸用于制肥，又可以同步提高厌氧消化的沼气产生量。
