本发明专利技术属于有机固体废弃物资源化领域，尤其涉及一种提高污泥发酵产酸效率和酸回收率的方法，污泥的发酵产酸包括以下步骤：(1)在污泥中投入碱源，调节pH，进行发酵；(2)发酵结束后，投入木屑，与污泥搅拌混合均匀，然后进行高干脱水；所述步骤(1)中，碱源为NaOH和Ca(OH)2混合碱，本发明专利技术不但能够改善泥水分离性能，提升有机酸回收率，还能提高发酵产酸的效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机固体废弃物资源化领域，尤其涉及一种提高污泥发酵产酸效率和 酸回收率的方法。
技术介绍
污泥是污水处理过程中的副产物，污泥中含有较多的有机物，一般都采用厌氧消 化法，即在无氧的条件下，借兼氧菌和专性厌氧菌降解有机污染物，分解的主要产物是以甲 烷为主的沼气。有机物在厌氧条件下消化降解的过程可分为两个阶段，即酸性发酵阶段和 碱性发酵阶段，在酸性发酵阶段，有机物在细菌的作用下，分解成简单的有机酸，在这一阶 段，由于有机酸的大量累积，pH降至5-6,所以叫酸性发酵阶段。随后，在碱性发酵阶段，参 与的微生物是甲烷细菌，酸性发酵阶段的代谢产物进一步分解为沼气，有机酸迅速分解，pH 迅速上升，达到7-8,所以叫碱性发酵阶段。 污泥中的有机物，也就是碳源，大部分都存在于微生物细胞内部，受细胞壁的保 护，发酵水解菌很难直接利用。发酵过程中投加碱源能够提高污泥中有机物的水解速率，但 现有的水解发酵产酸技术以单纯提高产酸效率为目标，使用单一的碱性原料，如NaOH，造成 污泥中有机物大量释放，特别是蛋白质类物质，导致污泥粘度增加，泥水分离性能下降，使 得酸回收率很低。 有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种提高污泥发酵产 酸效率和酸回收率的方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，不但能够改 善泥水分离性能，提升有机酸回收率，还能提高发酵产酸的效率。 本专利技术的提出了，污泥的发酵产酸 包括以下步骤： (1)在污泥中投入碱源，调节PH，进行发酵； (2)发酵结束后，投入木肩，与污泥搅拌混合均匀，然后进行高干脱水； 所述步骤（1)中，碱源为NaOH和Ca (0H) 2混合碱。 进一步的，所述NaOH和Ca(0H)2的摩尔比为1 : (3-7)。 进一步的，所述混合碱的投加量为干污泥质量的5-20%。 进一步的，所述木肩的投加量为干污泥质量的30-100%。 进一步的，所述混合碱调节pH为8-11。 进一步的，所述木肩的粒径配比的质量百分含量如下：0. 1-0. 3mm :10-20%、 0. 3-0. :4：〇-60%、0. 5-0. Ymm 、0. Y-l. 0mm 。 进一步的，所述污泥发酵产酸的温度为20-50°C。 进一步的，所述污泥发酵的水力停留时间为5-15天。 进一步的，所述木肩与污泥的搅拌时间为5_15min。 借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术使用混合碱来调节pH，其中 Ca (0H) 2不但起到提供碱性环境的作用，而且Ca 2+起到了絮凝的作用，防止污泥过于粘稠， 提高了发酵的效率；在脱水步骤中，Ca2+与木肩组成了复合助滤剂，木肩作为生物骨架构架 体，配合掺杂在产酸污泥中的Ca 2+形成协同骨架效应，实现了发酵污泥的高干脱水，大大提 高了有机酸回收率。 上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。【具体实施方式】 下面结合实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于 说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例一： 将污泥与热水混合均匀调配成浓度为70g/L的lm3污泥后，栗入厌氧发酵罐，加 入浓度为40 %，摩尔比为3:1的Ca (0H) 2与NaOH混合碱溶液35L，调节pH至11，控制发酵 温度为20°C，进行水力停留时间（HRT)为15天的半连续发酵。发酵结束后，发酵污泥栗入 污泥调理罐，加入粒径为〇? 1-0. 3mm的木肩14kg、粒径为0? 3-0. 5mm的木肩28kg、粒径为 0. 5-0. 7mm的木肩17. 5kg、粒径为0. 7-1. 0mm的木肩10. 5kg混合lOmin，调理完成后，污泥 进入压滤脱水机进行泥水分离，压滤机出口处的清液即为有机酸。 实施例二： 将污泥与热水混合均匀调配成浓度为70g/L的lm3污泥后，栗入厌氧发酵罐，加入 浓度为40%，摩尔比为7:1的Ca (0H) 2与NaOH混合碱溶液8. 75L，调节pH至8,控制发酵温 度为50°C，进行水力停留时间（HRT)为5天的半连续发酵。发酵结束后，发酵污泥栗入污 泥调理罐，加入粒径为0.卜〇. 3mm的木肩2. lkg、粒径为0. 3-0. 5mm的木肩11. 6kg、粒径为 0. 5-0. 7mm的木肩6. 3kg、粒径为0. 7-1. 0mm的木肩1. lkg混合5min，调理完成后，污泥进入 压滤脱水机进行泥水分离，压滤机出口处的清液即为有机酸。 实施例三： 将污泥与热水混合均匀调配成浓度为70g/L的lm3污泥后，栗入厌氧发酵罐，加入 浓度为40 %，摩尔比为4:1的Ca (0H) 2与NaOH混合碱溶液21. 86L调节pH至10,控制发酵 温度为36°C，进行水力停留时间（HRT)为10天的半连续发酵。发酵结束后，发酵污泥栗入 污泥调理罐，加入粒径为0. 1-0. 3mm的木肩7. 4kg、粒径为0. 3-0. 5mm的木肩29. 4kg、粒径 为0. 5-0. 7mm的木肩9. 8kg、粒径为0. 7-1. 0mm的木肩2. 5kg混合8min，调理完成后，污泥 进入压滤脱水机进行泥水分离，压滤机出口处的清液即为有机酸。 实施例四：将污泥与热水混合均匀调配成浓度为70g/L的lm3污泥后，栗入厌氧发酵罐，控制 发酵温度为36°C，不加入混合碱，进行水力停留时间（HRT)为10天的半连续发酵。发酵结 束后，发酵污泥栗入污泥调理罐，加入粒径为0. 1-0. 3mm的木肩7. 4kg、粒径为0. 3-0. 5mm的 木肩29. 4kg、粒径为0. 5-0. 7mm的木肩9. 8kg、粒径为0. 7-1. 0mm的木肩2. 5kg混合8min， 调理完成后，污泥进入压滤脱水机进行泥水分离，压滤机出口处的清液即为有机酸。 表1是四个实施例中污泥发酵产酸的性能考察，从表中可知，实施例四中，未投加 混合碱发酵的VFA产量为5. 07-5. 93g/L、产酸污泥的TTF为4762s、SRF为3. 81 X 1014m/kg、 CST为4984s，表明污泥的脱水性能很差；投入木肩后，对污泥的脱水性能改善并不显著， TTF、SRF、CST和泥饼含水率仍然很高，泥水分离效果差，有机酸的回收率仅有8. 16%。 实施例三中，投入混合碱发酵的污泥，其VFA的产量提升至6. 95-8. 09g/L，且脱水 性能明显改善，与实施例四相比，1'了？、31^和031'分别降低了31.98%、28.08%和24.32% ; 投加木肩后，与掺杂在污泥中的Ca2+组成复合助滤剂，进一步改善脱水性能，TTF、SRF、CST 和泥饼含水率分别降低至2463s、1. 81 X1014m/kg、2631s和70. 6%，有机酸回收率提升至 61. 31%，是中性发酵的7. 5倍。 表1混合碱复合木肩对污泥发酵产酸效率和酸回收率的影响 综上所述，本专利技术在污泥发酵技术中，使用Ca (0H) 2与NaOH混合碱调节pH，如果单 一使用NaOH，会造成污泥中有机物大量释放，特别是蛋白质类物质，这样就会使得污泥变得 粘稠，影响发酵效率，而本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高污泥发酵产酸效率和酸回收率的方法，其特征在于：污泥的发酵产酸包括以下步骤：(1)在污泥中投入碱源，调节pH，进行发酵；(2)发酵结束后，投入木屑，与污泥搅拌混合均匀，然后进行高干脱水；所述步骤(1)中，碱源为NaOH和Ca(OH)2混合碱。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘和，刘宏波，肖航，符波，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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