申请日2018.03.19
公开(公告)日2018.07.06
IPC分类号C02F11/04; C12P5/02
摘要
本发明涉及一种添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，该工艺包括：(1)将长满铁锈的铁刨花放入厌氧消化反应器中;(2)将餐厨垃圾粉碎并与城市污泥一同加入厌氧消化反应器中;(3)向厌氧消化反应器中加入接种污泥;(4)对厌氧消化反应器供热，使反应器温度维持在30‑40℃，收集反应器排出的沼气，运行28‑40天;(5)留下反应器中的部分污泥作为步骤(3)中的接种污泥，其余排入储存池中;(6)对储存池中沼渣脱水，然后干化，干化后沼渣农用或填埋，沼液达标排放。本发明将铁刨花加入到餐厨垃圾和城市污泥的混合有机固废中，进行协同厌氧消化，可增加产甲烷菌的活性，增加产气量和产甲烷量，提高产甲烷效率。
权利要求书
1.一种添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将长满铁锈的铁刨花放入厌氧消化反应器中;
(2)将餐厨垃圾粉碎并与城市污泥一同加入厌氧消化反应器中;
(3)向厌氧消化反应器中加入接种污泥;
(4)对厌氧消化反应器供热，使反应器温度维持在30-40℃，收集反应器排出的沼气，运行28-40天;
(5)留下反应器中的部分污泥作为步骤(3)中的接种污泥，其余部分排入储存池中;
(6)对储存池中的沼渣脱水，然后干化，干化后的沼渣农用或填埋，沼液达标排放。
2.根据权利要求1所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：步骤(1)中长满铁锈的铁刨花制备方法为，先去除铁刨花表面的油渍，然后淋水、通风、阴凉处常温放置8-15h，重复喷淋、放置工序，直至铁刨花上长满铁锈。
3.根据权利要求2所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：铁刨花表面的油渍去除方法为，使用碱性溶液浸泡铁刨花8-15h，然后分别用酸溶液和去离子水冲洗，铁刨花加入厌氧消化反应器中的量为15-35kg/m3。
4.根据权利要求1所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：步骤(2)中所述城市污泥为经重力浓缩后的污泥，具体为，将城市污泥在重力浓缩池中停留4-12h，排出上清液，将浓缩后污泥排入碱解反应池，加入氢氧化钠溶液，并加以搅拌混合，使污泥在pH=12-14的条件下破碱处理0.5-1.5h，得到含固率4-10%的碱解后的城市污泥。
5.根据权利要求1所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：城市污泥、餐厨垃圾、接种污泥的加入体积比为(4-10)：3：(3-6)。
6.根据权利要求1所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：所述工艺初次启动时，步骤(3)中的接种污泥 来源为，将城镇污水处理厂的厌氧池中的活性污泥放入厌氧消化反应器中，维持反应器温度在30-40℃，运行25-35d，待有稳定的甲烷气体排出并达到最高时，排出1/2-3/4的污泥，其余部分为接种污泥;然后按照城市污泥：餐厨垃圾：接种污泥=(4-10)：3：(3-6)的比例向厌氧消化反应器中加入城市污泥和餐厨垃圾，维持反应器温度在30-40℃，每天检测排气量及甲烷占排气量的体积百分比，待甲烷占比升高到最大50-70%后，又下降并维持恒定时，留下1/4-1/2作为接种污泥，若甲烷占比低于上述指标，继续重复上述步骤直至甲烷占比达到指标，此时产甲烷菌处于最大活性，进入后续运行;所述工艺循环运行时，步骤(3)中的接种污泥来源为步骤(5)中留下的占总污泥量体积1/5-1/3的部分污泥。
7.根据权利要求1所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：步骤(4)中反应器采用间歇式运行方法或连续式运行方法;所述间歇式运行方法为每反应6-10h开启搅拌1.5-2.5h;所述连续式运行方法为一直开启搅拌，以达到充分混合的目的，搅拌转速为30-60r/min。
8.根据权利要求1所述的添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，其特征在于：步骤(6)中沼渣干化后形成含水率25-40%的泥饼。
说明书
添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺
技术领域
本发明属于废物处理技术领域，具体涉及一种添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺。
背景技术
餐厨垃圾，俗称泔脚，又称泔水、潲水，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。目前我国餐厨垃圾的年产量已达到9600万吨，其安全高效的处理处置是每个城市面临的问题。然而，餐厨垃圾含有大量可利用的有机物，是很好的可资源化有机固废。目前，国内外餐厨垃圾处理技术主要包括：粉碎直排、厌氧发酵、发酵制肥法、高蛋白饲料转化法，这些技术在国外均有应用，并取得了一定的效果。相对于其他处理方式，厌氧消化方式无害化程度高，完全克服了同源性的影响。餐厨垃圾经厌氧消化可生成甲烷回收能源，但在实际应用中，因餐厨垃圾含有机物浓度过高、油脂含量高，容易使体系的pH在初期水解酸化阶段大幅度下降，易引起酸中毒造成产甲烷菌难以生存，导致产甲烷失败。因此现有技术中为避免效果物料酸化，需要进行脱油处理，如现有技术CN102489496A公开了一种餐厨垃圾湿热处理后再进行厌氧消化的方法。
城市污泥是城镇污水处理厂在生化处理城市污水中的副产物，由于产生量大、含水率高、不能任意堆置，未经恰当处理处置的城市污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁，目前如何恰当处置城市污泥是每个城镇污水厂所面临的难题。城市污泥的厌氧消化工艺是污泥稳定化处理的成熟工艺，添加餐厨垃圾可增加有机物含量，有利于城市污泥的厌氧消化。
铁是微生物酶系统中不可缺少的元素，能提高厌氧消化过程中微生物活性。零价铁可作为电子供体参与硫酸盐还原菌代谢，生成二价铁与体系中硫离子生产FeS沉淀，可缓解硫离子对产甲烷菌及其他菌群的抑制作用。三价铁能促进异化铁还原菌的生长，减少酸累积。铁刨花是机械加工厂的废弃物，生锈的铁刨花主要成分是单质铁和氧化铁，价廉易得。
如何将废弃的铁刨花变废为宝，使餐厨垃圾与城市污泥进行资源回收利用，为目前急需解决的一大问题。
发明内容
本发明主要提供了一种添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，将铁刨花加入到餐厨垃圾和城市污泥的混合有机固废中，进行协同厌氧消化，可增加产甲烷菌的活性，促进产甲烷过程，增加产气量和产甲烷量，提高产甲烷效率。其技术方案如下：
一种添加铁刨花的餐厨垃圾与城市污泥协同厌氧消化处理工艺，包括以下步骤：
(1)将长满铁锈的铁刨花放入厌氧消化反应器中;
(2)将餐厨垃圾粉碎并与城市污泥一同加入厌氧消化反应器中;
(3)向厌氧消化反应器中加入接种污泥;
(4)对厌氧消化反应器供热，使反应器温度维持在30-40℃，收集反应器排出的沼气，运行28-40天;
(5)留下反应器中的部分污泥作为步骤(3)中的接种污泥，其余部分排入储存池中;
(6)对储存池中的沼渣脱水，然后干化，干化后的沼渣农用或填埋，沼液可以达标排放。
进一步地，步骤(1)中长满铁锈的铁刨花制备方法为，先去除铁刨花表面的油渍，然后淋水、通风、阴凉处常温放置8-15h，重复喷淋、放置工序，直至铁刨花上长满铁锈。
优选的，步骤(1)中铁刨花表面的油渍去除方法为，使用碱性溶液浸泡铁刨花8-15h，然后分别用酸溶液和去离子水冲洗，铁刨花加入厌氧消化反应器中的量为15-35kg/m3。
优选的，步骤(2)中所述城市污泥为经重力浓缩后的污泥，具体为，将城市污泥在重力浓缩池中停留4-12h，排出上清液，将浓缩后污泥排入碱解反应池，加入氢氧化钠溶液，并加以搅拌混合，使污泥在pH=12-14的条件下破碱处理0.5-1.5h，得到含固率4-10%的碱解后的城市污泥。
优选的，城市污泥、餐厨垃圾、接种污泥的加入体积比为(4-10)：3：(3-6)。
优选的，所述工艺初次启动时，步骤(3)中的接种污泥来源为，将城镇污水处理厂的厌氧池中的活性污泥放入厌氧消化反应器中，维持反应器温度在30-40℃，运行25-35d，待有稳定的甲烷气体排出并达到最高时，排出1/2-3/4的污泥，其余部分为接种污泥;然后按照城市污泥：餐厨垃圾：接种污泥=(4-10)：3：(3-6)的比例向厌氧消化反应器中加入城市污泥和餐厨垃圾，维持反应器温度在30-40℃，每天检测排气量及甲烷占排气量的体积百分比，待甲烷占比升高到最大50-70%后，又下降并维持恒定时，留下1/4-1/2作为接种污泥，若甲烷占比低于上述指标，继续重复上述步骤直至甲烷占比达到指标，此时产甲烷菌处于最大活性，进入后续运行;所述工艺循环运行时，步骤(3)中的接种污泥来源为步骤(5)中留下的占总污泥量体积1/5-1/3的部分污泥。
优选的，步骤(4)中反应器采用间歇式运行方法或连续式运行方法;所述间歇式运行方法为每反应6-10h开启搅拌1.5-2.5h;所述连续式运行方法为一直开启搅拌，以达到充分混合的目的，搅拌转速为30-60r/min。
优选的，步骤(6)中沼渣干化后形成含水率25-40%的泥饼。干化机的热源来自于甲烷锅炉供热。
采用上述方案，本发明具有以下优点：
将铁刨花加入到餐厨垃圾和城市污泥的混合有机固废中，进行协同厌氧消化，可增加产甲烷菌的活性，促进产甲烷过程，增加产气量和产甲烷量，提高产甲烷效率。同时，产生的甲烷提供给锅炉，产生的热量给厌氧消化池和干化设备供热，达到能源自给自足，减少运行成本。
本发明的特色在于利用废弃物铁刨花，将餐厨垃圾与城市污泥资源化利用，产生能源气体甲烷，通过锅炉燃烧供热，在安全处理有机固废的同时，又节省大量运行成本。
