申请日2008.11.11
公开(公告)日2009.04.29
IPC分类号C12P5/02; C12R1/89; C05F5/00; C02F11/04
摘要
一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，属于环保净化、废物资源化处理技术领域。本发明将蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气，整个过程在厌氧反应器中完成，在反应器中将蓝藻和污泥混合，然后通入N2造成厌氧状态，35～37℃发酵，在反应器中，间断性地定期添加蓝藻，观察原料的腐化情况，同时测定排出物料的有机质浓度以及发酵产生气体中的CH4、CO2浓度，直至反应器进入稳定运行状态。产生的沼气经过脱硫处理后供给用户燃烧或者集中发电;产生的沼渣，作为肥料施于农田。本发明通过蓝藻和市政污泥混合厌氧发酵产沼气技术，做到一举多得的作用，彻底消灭了藻毒素，把解决蓝藻出路及城市污水处理厂的污泥治理结合起来，解决农村和城市的有机污染问题。
翻译権利要求書
1、一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，其特征是将蓝藻和污泥混 合厌氧发酵产沼气，整个过程在厌氧反应器中完成，在反应器中将蓝藻和污泥 混合，然后通入N2造成厌氧状态，35～37℃发酵，在反应器中，间断性地定期 添加蓝藻，观察原料的腐化情况，同时测定排出物料的有机质浓度以及发酵产 生气体中的CH4、CO2浓度，直至反应器进入稳定运行状态;
所用污泥选用颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥中的一种或几种;
选用蓝藻和污泥的干基重量比为：蓝藻∶颗粒污泥为5～6∶1，蓝藻∶消化 污泥为5∶1，蓝藻∶剩余污泥为4∶1;
产生的沼气经过脱硫处理后供给用户燃烧或者集中发电;产生的沼渣，作 为肥料施于农田。
说明书
一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法
技术领域
一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，属于环保净化、废物资源化 处理技术领域。
背景技术
富营养化水体藻类的大量繁殖引起水华的爆发，给地表水水质和生态系统 带来严重的影响：水质污浊发臭，透明度下降，感官性状恶化，同时导致水体 溶解氧浓度的迅速降低，造成水生生物因缺氧而大量死亡，最令人担心的是， 当某些藻类(主要是铜绿微囊藻)破壁衰亡，其细胞溶解会导致胞内毒素的释放， 给蓝藻的资源化带来了困难。研究结果显示微囊藻毒素(MCs)的主要靶器官 是肝脏，主要表现为使肝脏充血肿大，严重时可导致肝出血和坏死，其致毒机 理是通过抑制肝细胞中蛋白磷酸酶的活性，诱发细胞角蛋白高度磷酸化，导致 哺乳动物肝细胞微丝分解、破裂和出血;另据调查发现，饮用水中MCs的存在 与人群中原发性肝癌和大肠癌的发病率有很大的相关性;在最新研究中发现， MCs对于小鼠肺部的毒性作用也相当明显。
2007年5月底，江苏无锡太湖区域蓝藻又一次大面积爆发，太湖蓝藻的爆 发引起无锡市近200万居民的饮用水危机，湖泊的蓝藻问题再次进入公众的视 线。太湖蓝藻暴发后，直接打捞蓝藻作为应急措施，如不妥善处理，打捞上来 的蓝藻水容易通过渗漏、径流重新回到太湖水域造成二次污染，因此，如何处 置日益增多的蓝藻水成了重要而紧迫的现实问题。
蓝藻水无害化处理和资源化利用，尤其是产业化开发遇到的最大问题是打 捞量大，含水量高，脱水、脱毒困难。蓝藻水中的水分高达97%以上，常规的 脱水方法很难将蓝藻分离出来，用喷雾干燥法去除水分代价昂贵。将蓝藻开发 成保健食品、饲料、氨基酸肥料涉及的环节非常多，不仅涉及到脱水、脱毒， 还涉及到有益成分的动态变化。脱水脱毒应该掌握到什么程度才能开发出食品、 饲料和肥料，这些产品市场竞争力如何等等都是有待探索的问题。
资源化利用应是蓝藻处理的首要选择。如果每亩旱地、林地浇灌5-10吨蓝 藻水，每天打捞的蓝藻仅需要150-300亩土地(以每天打捞1500吨推算)用于处 理。和其他利用方式相比，直接还田是最经济的办法，但不是最安全的办法， 因为蓝藻中含有藻毒素，这些藻毒素对种子、根、茎、叶的影响如何，在土壤 中的消解规律仍然不太清楚，虽然沿湖农民有利用湖靛作肥料的传统，这个传 统具有合理性，但未必具有科学性。在众多利用方式中，最安全的办法是将蓝 藻水和污泥等生物质一起作为发酵原料通过厌氧发酵生产沼气、沼气发电或者 直接燃烧加以利用，沼渣沼液还田，或者将沼渣开发成饲料或者有机肥料。本 发明就是要通过蓝藻和市政污泥混合厌氧发酵产沼气技术，做到一举多得的作 用，彻底消灭了藻毒素，解决了蓝藻出路及城市污水处理厂的污泥治理结合起 来，解决农村和城市的有机污染问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法。目前太 湖蓝藻污染还没有彻底的解决办法，从太湖水体中打捞上来的蓝藻有可能再度 污染太湖，针对这种现状，本发明的目的是得到一种自动化控制、运行费用低、 无二次污染、管理方便、具有较高沼气产率的新工艺新技术，并将其规模化产 业化，实现蓝藻的无害化和资源化处理。
本发明的技术方案：一种蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气的方法，其特征 是将蓝藻和污泥混合厌氧发酵产沼气，整个过程在厌氧反应器中完成，在反应 器中将蓝藻和污泥混合，然后通入N2造成厌氧状态，35～37℃发酵，在反应器 中，间断性地定期添加蓝藻，观察原料的腐化情况，同时测定排出物料的有机 质浓度以及发酵产生气体中的CH4、CO2浓度，直至反应器进入稳定运行状态;
所用污泥选用颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥中的一种或几种;
选用蓝藻和污泥的干基重量比为：蓝藻∶颗粒污泥为5～6∶1，蓝藻∶消化 污泥为5∶1，蓝藻∶剩余污泥为4∶1;
产生的沼气经过脱硫处理后供给用户燃烧或者集中发电;产生的沼渣，作 为肥料施于农田。
本发明的有益效果：
1)自身耗能低，冬季仅耗用自身产生的能量10%～15%，而传统湿法要耗 用30%左右的能量。
2)可以直接处理蓝藻，较传统湿法节省了预处理成本50%以上。
3)发酵不受干扰物质如塑料、木块、沙石等的影响，无需花费人力和设备 将其在发酵前检出。
4)沼气质量高，含硫量低于湿法沼气，在50～300ppm，可不经洗气直接供 沼气发动机使用，发酵物出气率高。
5)建立模块式的固体发酵室，便于扩大生产。
6)发酵剩余物无湿法发酵的沼液，不用脱水处理，发酵剩余物经简单的过 筛和短时间的堆肥即可用作园林肥料或农作物肥料，因而存储和后处理费用低， 价值高。
7)耗水量比起湿法降低80%以上，几乎没有污水排放。
8)蓝藻发酵工艺的初期投资、运营成本和环境成本都远低于湿法技术，降 低30%以上。
随着太湖流域经济的迅速发展，太湖水污染日益严重，水体富营养化导致 蓝藻大量繁殖引发水华爆发，给水生态和水环境带来严重灾害;同时随着市政 废水的集中处理面的增大，市政污水处理厂剩余污泥的处置也成为一大难题， 不当的污泥处置不仅费用大，而且容易造成二次污染。采用厌氧发酵技术处理 蓝藻和污泥废弃物，不仅可获得清洁能源——沼气，而且达到低费用治理蓝藻 污染和污泥的目的，为实现国家经济的可持续发展提供保障。同时，随着经济 的迅速发展和人民生活水平的提高，能源短缺问题必将成为阻碍国家经济的持 续发展的重大问题，必须予以足够的重视，并采取有效措施着力加以解决。因 此，本发明技术对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义，并产 生诸多利益，有着巨大的市场前景。
