公布日：2024.12.31
申请日：2024.11.01
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，属于污泥处理技术领域。本发明首先将污泥进行自然沉降，得到污泥样品，然后将硫化铁和亚硫酸盐投加到污泥样品中，进行预处理即可。本发明提供的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其具有原料易得、不会造成二次污染等优点，且能达到理想的污泥破壁效果，硫化铁活化亚硫酸盐预处理后的污泥中更多的胞内及胞外聚合物的有机物质释放进入液相，使得污泥整体水解酸化率提升，达到资源和能源回收最大化的目的。
权利要求书
1.一种采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将污泥进行自然沉降，得到污泥样品；(2)将硫化铁和亚硫酸盐投加到污泥样品中，进行预处理即可。
2.根据权利要求1所述的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，自然沉降的温度为1～6℃，自然沉降的时间为20～28h。
3.根据权利要求1或2所述的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，污泥样品的pH值为6.5～7.5，TSS的浓度为10～20g/L，VSS的浓度为8～10g/L。
4.根据权利要求3所述的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硫化铁的投加量为0.1～0.6mmol/gVSS；所述亚硫酸盐中SO32-和硫化铁中的铁元素的摩尔比为1:1～3。
5.根据权利要求2或4所述的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将硫化铁和亚硫酸盐投加到污泥样品后调节pH值为5～7。
6.根据权利要求5所述的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，所述硫化铁为Fe3S4、Fe7S8或FeS2；所述亚硫酸盐包含亚硫酸钙或亚硫酸钠。
7.根据权利要求4或6所述的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，预处理的转速为120～150rpm，预处理的温度为30～35℃，预处理的时间为20～28h。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，以解决现有技术中污泥厌氧发酵周期长，污泥微生物破壁困难，有机质释放率低下的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，包括如下步骤：
(1)将污泥进行自然沉降，得到污泥样品；
(2)将硫化铁和亚硫酸盐投加到污泥样品中，进行预处理即可。
作为优选，所述步骤(1)中，自然沉降的温度为1～6℃，自然沉降的时间为20～28h。
作为优选，所述步骤(1)中，污泥样品的pH值为6.5～7.5，TSS的浓度为10～20g/L，VSS的浓度为8～10g/L。
作为优选，所述步骤(2)中，硫化铁的投加量为0.1～0.6mmol/gVSS；所述亚硫酸盐中SO32-和硫化铁中的铁元素的摩尔比为1:1～3。
作为优选，所述步骤(2)中，将硫化铁和亚硫酸盐投加到污泥样品后调节pH值为5～7。
作为优选，所述硫化铁为Fe3S4、Fe7S8或FeS2；所述亚硫酸盐包含亚硫酸钙或亚硫酸钠。
作为优选，所述步骤(2)中，预处理的转速为120～150rpm，预处理的温度为30～35℃，预处理的时间为20～28h。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用硫化铁活化亚硫酸盐对污泥进行预处理，其含有过渡金属活性位点并且易于获取，残留的亚硫酸盐很容易被氧气氧化为无毒SO42-，还会产生过氧硫酸根自由基(SO5-·)和亚硫酸根自由基(SO3-·)等活性物质，不仅能够有效破坏半刚性细胞壁结构，还可以破坏污泥絮体中的特定官能团和聚合物主链键。
(2)本发明验证了，随着硫化铁活化亚硫酸盐对污泥预处理时间的延长，溶解性蛋白质的变化趋势是先增加后减小，溶解性碳水化合物持续增加，这说明硫化铁活化亚硫酸盐对污泥进行预处理能够破坏污泥微生物细胞结构，有利于胞内有机质的溶出。与其他形态的硫化铁活化亚硫酸盐对污泥进行预处理的方法相比，Fe3S4活化亚硫酸盐预处理对溶解性蛋白质的释放效果显著，而溶解性碳水化合物释放量与Fe7S8基本相同，而高于FeS2。这说明Fe3S4活化亚硫酸盐对污泥进行预处理的方法具有显著的优越性。
(3)本发明提供的采用硫化铁活化亚硫酸盐预处理污泥的方法，其具有原料易得、不会造成二次污染等优点，且能达到理想的污泥破壁效果，Fe3S4活化亚硫酸盐预处理后的污泥中更多的胞内及胞外聚合物中的有机物质释放进入液相，使得污泥整体水解酸化率提升，促进短链脂肪酸的生成，达到资源和能源回收最大化的目的。
（发明人：周爱娟;枚军;强海峰;刘芝宏;岳秀萍;张家广）
