公布日：2023.11.28
申請日：2023.09.01
分類號：C02F11/04(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，污泥在AnDMBR的主反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行厭氧消化處理并產(chǎn)生沼氣，消化后的污泥進(jìn)入到AnDMBR的膜分離區(qū)進(jìn)行濃縮分離得到濃縮污泥；濃縮污泥一部分外排，一部分回流至側(cè)流式污泥電破壁裝置進(jìn)行破壁處理，然后返回至AnDMBR的主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行厭氧消化。本發(fā)明在膜分離區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間的污泥循環(huán)管道上增設(shè)側(cè)流式污泥電破壁裝置，濃縮后的消化污泥經(jīng)破壁后重新回流至消化體系，通過破壁過程促進(jìn)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)溶出以及固著性胞外聚合物與細(xì)胞剝離，顯著提升污泥厭氧消化過程中細(xì)胞破壁以水解酸化過程的速率，實現(xiàn)污泥的減量化和資源化利用。
權(quán)利要求書
1.一種基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1，污泥在AnDMBR的主反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行厭氧消化處理并產(chǎn)生沼氣，消化后的污泥進(jìn)入到AnDMBR的膜分離區(qū)進(jìn)行濃縮分離得到濃縮污泥；S2，所述濃縮污泥一部分外排，一部分回流至側(cè)流式污泥電破壁裝置進(jìn)行破壁處理，然后返回至AnDMBR的主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行厭氧消化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S1中，所述厭氧消化過程中，消化溫度為35～37℃，pH為7～8。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S1中，所述厭氧消化過程中，氧化還原電位ORP為-500～-450mV。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2，所述厭氧消化過程中，水力停留時間為10～20天，固體停留時間為30～50天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2，所述破壁處理過程中，所述側(cè)流式污泥電破壁裝置發(fā)射的微波波長為1～1000mm，發(fā)射頻率為0.3～300GHz，發(fā)射功率為500～1000W。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述步驟S2中，進(jìn)行破壁處理的濃縮污泥與主反應(yīng)區(qū)進(jìn)來的污泥的比例為50wt％～100wt％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，其特征在于，所述基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝中，VS的消解率≥40wt％，沼氣產(chǎn)率≥0.70L/gVS。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，在膜分離區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間的污泥循環(huán)管道上增設(shè)側(cè)流式污泥電破壁裝置，濃縮后的消化污泥經(jīng)破壁后重新回流至主反應(yīng)區(qū)，通過破壁過程促進(jìn)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)溶出以及固著性胞外聚合物與細(xì)胞剝離，顯著提升污泥厭氧消化過程中細(xì)胞破壁以水解酸化過程的速率，實現(xiàn)污泥的減量化和資源化利用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，包括以下步驟：
S1，污泥在AnDMBR的主反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行厭氧消化處理并產(chǎn)生沼氣，消化后的污泥進(jìn)入到AnDMBR的膜分離區(qū)進(jìn)行濃縮分離得到濃縮污泥；
S2，所述濃縮污泥一部分外排，一部分回流至側(cè)流式污泥電破壁裝置進(jìn)行破壁處理，然后返回至AnDMBR的主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行厭氧消化。
優(yōu)選地，所述步驟S1中，所述厭氧消化過程中，消化溫度為35±2℃，pH為7～8。
優(yōu)選地，所述步驟S1中，所述厭氧消化過程中，氧化還原電位ORP為-500～-450mV。
優(yōu)選地，所述步驟S2，所述厭氧消化過程中，水力停留時間為10～20天，固體停留時間為30～50天。
優(yōu)選地，所述步驟S2，所述破壁處理過程中，所述側(cè)流式污泥電破壁裝置發(fā)射的微波波長為1～1000mm，發(fā)射頻率為0.3～300GHz，發(fā)射功率為500～1000W。
優(yōu)選地，所述步驟S2中，進(jìn)行破壁處理的濃縮污泥與主反應(yīng)區(qū)進(jìn)來的污泥的比例為50wt％～100wt％。
優(yōu)選地，所述基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝中，VS的消解率≥40wt％，沼氣產(chǎn)率≥0.70L/gVS。
本發(fā)明所提供的一種基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，還具有以下幾點有益效果：
1、本發(fā)明的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，在膜分離區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間的污泥循環(huán)管道上增設(shè)側(cè)流電破壁裝置，濃縮后的消化污泥經(jīng)破壁后重新回流至主反應(yīng)區(qū)，通過破壁過程促進(jìn)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)溶出以及固著性胞外聚合物與細(xì)胞剝離，顯著提升污泥厭氧消化過程中細(xì)胞破壁以水解酸化過程的速率，實現(xiàn)污泥的減量化和資源化利用；
2、本發(fā)明的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，通過將濃縮后的消化污泥進(jìn)行破壁處理，促進(jìn)濃縮污泥胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)溶出以及固著性胞外聚合物與細(xì)胞剝離，突破傳統(tǒng)工藝中污泥厭氧消化限速的影響，提升整個體系的消化效率，并為污泥厭氧消化AnDMBR的長期高效運行提供了技術(shù)保障；
3、本發(fā)明的基于污泥破壁的污泥厭氧消化工藝，通過動態(tài)膜分離實現(xiàn)高濃度污泥運行的同時，利用破壁技術(shù)突破了污泥厭氧消化的關(guān)鍵限速步驟，實現(xiàn)較常規(guī)AnDMBR污泥厭氧消化工藝更高的揮發(fā)性固體(VS)消解率及沼氣產(chǎn)率，通過循環(huán)消化實現(xiàn)了污泥進(jìn)一步的減量化與資源化，效果穩(wěn)定可靠，可以推廣。
（發(fā)明人：楊戌雷;顧萍;周斌;曹佳君;方麗敏;王志偉;吳煒;周博;戴若彬;王雪野）
