一种利用造纸剩余污泥沼气化的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固体废弃物处理技术领域，涉及一种造纸剩余污泥资源化处理技术， 尤其涉及一种利用造纸剩余污泥沼气化的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国城市化和工业化建设的快速发展，城镇污水和工业污水处理率逐年提 高，污水处理厂剩余污泥产量也急剧增加。造纸污泥主要来源于造纸企业的厂外废水处理 厂，通常包括一级沉淀污泥、二级生化处理污泥，还有一些处理厂采用了三级处理，因此 还包括三级絮凝沉淀污泥。由于各级废水处理设施进水水质不同，污泥成分也各不相同。 根据目前我国的技术状况，造纸行业能达到污水排放标准，但现在的问题是造纸污泥无论 采取填埋、焚烧、投海等何种处置方式，都存在二次污染、耗费能源、处置空间的问题。据统 计，制浆造纸工业废水处理厂的污泥处置费用约占水处理装置运行费用的50%以上。如果 改变造纸污泥的废弃物性质，使其作为资源加以利用，便可妥善解决上述问题。因此，资源 化利用是今后造纸污泥处置的研宄方向。
[0003] 国际上污泥处理以厌氧消化和堆肥为主，污泥处置以土地利用、焚烧、灰渣利用为 主。美国地区主要通过厌氧消化、堆肥、投碱稳定污泥，稳定化处理后的浓缩污泥可土地利 用。加拿大则采用三等级质量系统，将污泥分门别类地应用于绿化、农业、林业。而欧洲法 国、德国和荷兰等地，焚烧比例较高，英国、挪威、丹麦等则侧重土地利用，但对重金属的含 量有严格的要求，并规定不能施用污泥的作物类型。日本和韩国由污泥焚烧、热干化、填海 转向堆肥、灰渣利用，并将堆肥产品用于园林、绿地，或利用污泥发电、供热。
[0004] 在我国，常见的污泥处理技术主要有卫生填埋、焚烧、直接烘干等。据统计，污泥填 埋占20%，堆肥土地利用的比例为10%，焚烧占6%，仍有60%多的污泥未得到稳定化、无 害化处理处置，大部分都是外运弃置或简易堆放，严重影响周边卫生。另外，我国污泥处理 的投资比例仅占污水处理厂的20%?45%，而发达国家最高可达70%。因此，为促进我国 污水行业健康快速发展，妥善解决污泥的安全处置问题势在必行。
[0005] 在众多的污泥处理方法中，厌氧消化由于其高效的能量回收和较低的环境影响是 目前国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。它可以使污泥中挥发性悬浮 固体（VS)含量减少30%?50%，从而使污泥达到稳定，并有利于后续的脱水处理。经厌氧 消化后的污泥中依然含有丰富的有机肥效成分，适用于土地利用，脱水后的消化污泥还可 以作为发电厂或水泥厂的辅助燃料。在厌氧消化过程中产生的沼气可以用来发电以补充厌 氧消化或污水厂内其他工艺用电需要。由此可见厌氧消化技术可以大大提高污泥综合利用 的水平，在能源日益紧张匮乏，尤其是我国倡导节能减排的今天具有很强的现实意义和利 用价值。传统的厌氧消化工艺中，产酸菌和产甲烷菌在单相反应器内完成厌氧消化的全过 程，由于二菌种的特性有较大差异，对环境条件的要求不同，无法使二者都处于最佳的生理 状态，影响了反应器的效率。
[0006] 综上国内外的研宄，有关两相厌氧的研宄一方面集中在为了获得最优的污染物去 除效果角度去获得相关的工艺参数，另一方面研宄了水解酸化过程和后续产甲烷过程之间 的关系。但很少有报道研宄水解酸化液的性质组成具体和产沼气之间的关系以及水解酸 化液的预处理对后续产甲烷的影响，还有利用碱性条件下得到水解酸化液进行沼气化的工 艺，而这些对揭示整个两相厌氧消化产沼气过程以及后续的如何高效产出沼气有着十分重 要的意义。
【发明内容】
[0007] 针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种利用造纸剩余污泥沼气化的工 艺方法，能够对造纸剩余污泥的资源化利用，并且提高厌氧发酵产沼气的效率。
[0008] 为达到以上目的，本发明的技术方案为：
[0009] 包括以下步骤：
[0010] 1)水解酸化液的制备：
[0011] 将获取的污泥加入到水解酸化反应罐中，控制反应温度后，进行搅拌并调节发酵 体系pH为8. 0?10. 0，其中，污泥投配率为5 %?20 %，获取水解酸化罐中产出的水解酸化 液；
[0012] 2)水解酸化液预处理：
[0013] 将粉煤灰加入到水解酸化液中，控制反应温度后，调节反应pH为6. 0?10. 0,进 行反应IOmin?50min，得到水解酸化预处理液，其中，每升解酸化液中粉煤灰投加量为 5. Og ?25g ;
[0014] 3)沼气化工艺：
[0015] 在厌氧复合床反应器中投加 I. 5L?2. OL接种污泥，并注入稀释后的水解酸化预 处理液，控制反应器内温度为25±0.5°C，开始进行内循环，循环两天后，采用顶部回流，当 检测顶部水化学需氧量COD为350mg/L时停止回流，开始连续注入稀释后的水解酸化预处 理液，控制稀释后的水解酸化预处理液力停留时间HRT为I. Od?3d，装置进稀释后的水解 酸化预处理液COD浓度为2000?5000mg/L，得到沼气，检测分析反应体系容积产气率、反应 后气体中甲烷含量、及进出水水质变化，得到厌氧复合床在常温条件下高效产沼气的运行 工艺参数。
[0016] 所述步骤1)中控制反应温度为25±0. 5°C，进行搅拌时电机转速为250r/min。
[0017] 所述步骤2)中控制反应温度为25±0. 5°C。
[0018] 所述接种污泥为厌氧消化污泥或与水解酸化污泥。
[0019] 所述步骤3)中的稀释后的水解酸化预处理液的浓度为未稀释前水解酸化预处理 液的1/8?1/10倍。。
[0020] 所述水解酸化反应罐包括壳体，壳体的顶端设置有进料口和出气口，壳体的侧壁 上开设有出料口，壳体内设置锥形沉降层，锥形沉降层的底部设置有排泥口。
[0021] 所述壳体的顶部设置有插入壳体内部的搅拌装置。
[0022] 与现有技术比较，本发明的有益效果为：
[0023] 1.本发明提供了一种利用造纸剩余污泥沼气化的工艺方法，以造纸剩余污泥为原 料，在水解酸化罐中接种培养生产出水解酸化液后，再以粉煤灰作为吸附剂对水解酸化液 进行预处理，最后启动厌氧复合床反应装置，以水解酸化液为外加碳源，产生沼气，不仅很 好地解决了剩余污泥的处理和处置问题，而且提高厌氧发酵产沼气的效率，产生了可观的 经济效益。
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