申请日2019.12.16
公开(公告)日2020.04.17
IPC分类号C12P5/02; C12P3/00; C12P7/54; C12P7/52; C12P7/40; C12P7/16; C12P7/08
摘要
本发明提供了一种厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，包括以下步骤：S1：取污泥，过铁筛，用培养基悬浮，振荡混合均匀，离心去上清，重复以上操作若干次;S2：将步骤S1得到的污泥接种于培养瓶中，加入培养基，并在培养基中加入海藻酸钠，通入过量的氮气和二氧化碳的混合气体，密封培养瓶，在温度为34～36℃的条件下连续培养280～320天，进行污泥多糖水解菌群富集;S3：将步骤S2富集的污泥多糖水解菌群接种于厌氧反应器中，以剩余污泥为底物，接种量为80～125mL/L，通入过量的氮气和二氧化碳的混合气体，将厌氧反应器密封，在温度为34～36℃的条件下培养2～7天，得到代谢产物甲烷和有机酸。该方法条件温和、成本低。
权利要求书
1.一种厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：取污泥，过铁筛，用培养基悬浮，振荡混合均匀，离心去上清，重复以上操作若干次;
S2：将步骤S1得到的污泥接种于培养瓶中，加入培养基，并在培养基中加入海藻酸钠，通入过量的氮气和二氧化碳的混合气体，密封培养瓶，在温度为34～36℃的条件下连续培养280～320天，进行污泥多糖水解菌群富集;
S3：将步骤S2富集的污泥多糖水解菌群接种于厌氧反应器中，以剩余污泥为底物，接种量为80～125mL/L，通入过量的氮气和二氧化碳的混合气体，将厌氧反应器密封，在温度为34～36℃的条件下培养2～7天，得到代谢产物甲烷和有机酸。
2.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：在步骤S1中，所述污泥为剩余污泥。
3.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：在步骤S1中，所述铁筛为200目铁筛。
4.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：在步骤S1中，所述离心为5500～6500rpm离心4～6min。
5.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：所述培养基的配方为NH4Cl 450～550mg/L;KH2PO4 180～220mg/L;Na2SO4 45～55mg/L;KCl 45～55mg/L;CaCl2 8～12mg/L;MgCl2.6H2O65～75mg/L;MnCl2.4H2O 0.6～1mg/L;CoCl2.2H2O 1.0～1.4mg/L;FeSO4.7H2O 3.0～3.4mg/L;AlCl3 0.4～0.6mg/L;NaMO4.2H2O0.05～0.15mg/L;H3BO3 0.1～0.25mg/L;NiCl2.6H2O 0.4～0.6mg/L;CuCl2.2H2O 1.0～1.2mg/L;ZnSO4.2H2O 3.0～3.5mg/L;EDTA-2Na 2.8～3.2mg/L。
6.根据权利要求5所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：所述培养基通过酸或碱调节pH为7.0～7.4。
7.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：所述海藻酸钠的在培养基中的浓度为1～3g/L。
8.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：所述氮气和二氧化碳的混合气体中氮气和二氧化碳的体积比70～85%：15～25%。
9.根据权利要求1所述的厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，其特征在于：所述有机酸为乙酸、丙酸、丁酸或己酸中的一种或多种。
说明书
一种厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法
技术领域
本发明涉及一种厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，属于微生 物技术领域。
背景技术
剩余污泥(excess activated sludge)，是指活性污泥系统中从二次沉淀池(或沉淀区)排出系统外的活性污泥。剩余污泥处置是我国环境治理领域面临的 重要问题之一，据估算2018年剩余污泥(80%含水率)的产生量超过1亿吨。 国家《生态环境保护规划》要求大力推进污泥稳定化、无害化和资源化处理 处置，地级及以上城市污泥无害化处理率达到90%。但是，目前污泥的处理 以堆埋、焚烧、农业堆肥和自然干化为主，所需费用较高(占污水处理厂总运 行费用的50-60%)。
剩余污泥的有机成分复杂，包括细胞，胞外聚合物(EPS)和少量纤维素 等。其中EPS占污泥有机质干重的50-80%，具有维持微生物聚集体结构和 保持其功能的完整性的作用。EPS的主要成分是胞外多糖(PS,10-30%)与蛋 白质(PN,40%-60%)，并且，PS含有中含有海藻酸钠和黄原胶等多糖成分。
生物处理方法，比如混菌发酵的方法具有针对性强和成本较低等优 势，但是，现有技术中还没有成熟的应用于剩余污泥的混菌发酵的方法。
发明内容
本发明提供了一种厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，可以有 效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法，包括以下步骤：
S1：取污泥，过铁筛，用培养基悬浮，振荡混合均匀，离心去上清， 重复以上操作若干次;
S2：将步骤S1得到的污泥接种于培养瓶中，加入培养基，并在培养基 中加入海藻酸钠，通入过量的氮气和二氧化碳的混合气体，密封培养瓶， 在温度为34～36℃的条件下连续培养280～320天，进行污泥多糖水解菌群富 集;
S3：将步骤S2富集的污泥多糖水解菌群接种于厌氧反应器中，以剩余 污泥为底物，接种量为80～125mL/L，通入过量的氮气和二氧化碳的混合气 体，将厌氧反应器密封，在温度为34～36℃的条件下培养2～7天，得到代谢 产物甲烷和有机酸。
作为进一步改进的，在步骤S1中，所述污泥为剩余污泥。
作为进一步改进的，在步骤S1中，所述铁筛为200目铁筛。
作为进一步改进的，在步骤S1中，所述离心为5500～6500rpm离心 4～6min。
作为进一步改进的，所述培养基的配方为NH4Cl 450～550mg/L; KH2PO4 180～220mg/L;Na2SO4 45～55mg/L;KCl 45～55mg/L;CaCl2 8～12 mg/L;MgCl2.6H2O 65～75mg/L;MnCl2.4H2O 0.6～1mg/L;CoCl2.2H2O 1.0～1.4 mg/L;FeSO4.7H2O 3.0～3.4mg/L;AlCl30.4～0.6mg/L;NaMO4.2H2O 0.05～0.15 mg/L;H3BO3 0.1～0.25mg/L;NiCl2.6H2O 0.4～0.6mg/L;CuCl2.2H2O 1.0～1.2 mg/L;ZnSO4.2H2O 3.0～3.5mg/L;EDTA-2Na 2.8～3.2mg/L。
作为进一步改进的，所述培养基通过酸或碱调节pH为7.0～7.4。
作为进一步改进的，所述海藻酸钠的在培养基中的浓度为1～3g/L。
作为进一步改进的，所述氮气和二氧化碳的混合气体中氮气和二氧化 碳的体积比70～85%：15～25%。
作为进一步改进的，所述有机酸为乙酸、丙酸、丁酸或己酸中的一种 或多种。
本发明的有益效果是：
本发明厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法能够快速水解转化剩 余污泥。
本发明厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法能够转化剩余污泥为 烷，氢气，乙酸，丙酸，丁酸，己酸，乙醇和丁醇等产品，能够变废为宝。
本发明厌氧转化剩余污泥为甲烷和有机酸的方法相对于碱处理、高温 处理等常规剩余污泥预处理方式，具有运行条件温和运行成本低等优势。（发明人张放;曾建雄;张伟;戴昆）
