一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用

本发明涉及环境与资源领域，具体而言，涉及一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用。

背景技术：

1、在有机固废厌氧消化的过程中，不当的操作条件会对产甲烷菌造成不利影响，破坏产酸与产甲烷的平衡，导致脂肪酸的积累，进而导致反应器的酸化。而水解菌和产酸菌对ph有较好的适应性，大多数这类细菌可以在ph为5.0-8.5范围内生长良好。但产甲烷菌对ph较为敏感，其适宜生长的ph范围在6.5-7.8。因此当ph下降，产甲烷菌的代谢将进一步受到抑制，而产酸过程仍在继续，形成恶性循环，导致沼气发酵体系的崩溃，无法实现沼气的正常产生。

2、不当的操作条件包括毒性物质(重金属、游离氨等)、反应器负荷过高、低温等环境条件冲击；厨余垃圾以及城市生活垃圾等有机固废在未受到冲击的情况下，由于其本身具有含水率高、有机质含量高、易腐败酸化等特点，在以其为原料进行厌氧发酵时，底物极易被起始发酵微生物(水解菌、产酸菌)利用，水解酸化速度通常较快，导致有机酸在短时间内的快速累积，同样易导致厌氧消化系统酸化。

3、常用的酸化控制方法包括添加碱、生物制剂、添加导电介质(生物炭、铁)以及空气/氧气微曝气等，但单纯加碱需持续投加，不能从根本解决问题，生物制剂和导电介质的成本较高。而空气/氧气微曝气的作用机制是通过微好氧环境将多余的有机物分解为二氧化碳等，一方面浪费了部分有机物中潜在的能源，另一方面提升了沼气中二氧化碳的占比同时混入氧气、氮气等组分，不利于甲烷的纯化。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种缓解厌氧消化酸化的方法，所述的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的ph至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气搅拌处理，控制体系的ph稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，成本低，产甲烷效率高。

2、本发明的第二目的在于提供一种有机固废厌氧消化的方法，所述有机固废厌氧消化的方法，方法简单，成本低，无需复杂的工艺设备，甲烷产量高。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、一种缓解厌氧消化酸化的方法，包括以下步骤：

5、调节酸化厌氧消化体系的ph为7.0～8.0；向所述酸化厌氧消化体系中通入沼气，对所述酸化厌氧消化体系进行曝气，控制所述酸化厌氧消化体系的ph≥7.0并持续至少2个水力停留时间。

6、所述的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的ph至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气搅拌处理，控制体系的ph稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，仅需加碱调节一次ph，不需要持续投加；成本低，添加碱，相对于生物制剂和复合菌等成本低，所需的电力成本低；产甲烷效率高，通入沼气进行曝气，在抑制酸化的基础上通过对沼气中氢气的高效利用，促进氢营养型产甲烷菌利用氢气和二氧化碳产生甲烷，从而提升甲烷产量。

7、优选地，所述酸化厌氧消化体系为连续5天以上ph＜6.5的厌氧消化体系。

8、优选地，所述曝气的方式包括连续曝气或间歇曝气。

9、优选地，所述间歇曝气的条件为：间隔8～12min曝气25～35s。

10、优选地，向所述酸化厌氧消化体系中通入所述沼气的速率为0.2～0.8l/min。

11、优选地，所述酸化厌氧消化系统的ph为7.0～8.0并持续至少2个水力停留时间。

12、优选地，向所述酸化厌氧消化系统中添加碱调节其ph为7.0～8.0。

13、优选地，所述碱包括naoh和/或na2co3。

14、优选地，从所述酸化厌氧消化体系的底部通入所述沼气。

15、优选地，所述沼气为所述厌氧消化体系产生。

16、一种有机固废厌氧消化的方法，包括所述的缓解厌氧消化酸化的方法。

17、所述有机固废厌氧消化的方法，方法简单，成本低，无需复杂的工艺设备，甲烷产量高。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、(1)本发明提供的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的ph至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气处理，控制体系的ph稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，仅需加减调节一次ph，不需要持续投加；成本低，添加碱，相对于生物制剂和复合菌等成本低，所需的电力成本低；产甲烷效率高，通入沼气进行曝气，在抑制酸化的基础上通过对沼气中氢气的高效利用，促进氢营养型产甲烷菌利用氢气和二氧化碳产生甲烷，从而提升甲烷产量。利用沼气搅拌可提供的纵向混合动力，相较于提供水平搅拌动力的机械搅拌而言，有利于厌氧污泥在垂直方向上的混合，减少微生物过度沉降带来的混合不均匀从而降低产甲烷效率。

20、(2)本发明提供的有机固废厌氧消化的方法，方法简单，成本低，无需复杂的工艺设备，甲烷产量高。

技术特征：

1.一种缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述酸化厌氧消化体系为连续5天以上ph＜6.5的厌氧消化体系。

3.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述曝气的方式包括连续曝气或间歇曝气。

4.根据权利要求3所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述间歇曝气的条件为：间隔8～12min曝气25～35s。

5.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，向所述酸化厌氧消化体系中通入所述沼气的速率为0.2～0.8l/min。

6.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述酸化厌氧消化系统的ph为7.0～8.0并持续至少2个水力停留时间。

7.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，向所述酸化厌氧消化系统中添加碱调节其ph为7.0～8.0。

8.根据权利要求7所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，所述碱包括naoh和/或na2co3。

9.根据权利要求1所述的缓解厌氧消化酸化的方法，其特征在于，从所述酸化厌氧消化体系的底部通入所述沼气；

10.一种有机固废厌氧消化的方法，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的缓解厌氧消化酸化的方法。

技术总结
本发明涉及环境与资源领域，具体而言，涉及一种缓解厌氧消化酸化的方法及其应用。所述缓解厌氧消化酸化的方法，包括以下步骤：调节酸化厌氧消化体系的pH为7.0～8.0；向所述酸化厌氧消化体系中通入沼气，对所述酸化厌氧消化体系进行曝气，控制所述酸化厌氧消化体系的pH≥7.0并持续至少2个水力停留时间。所述的缓解厌氧消化酸化的方法，调节酸化厌氧消化体系的pH至合理范围，有利于体系中产甲烷菌的活性，并向体系中通入沼气，进行曝气处理，控制体系的pH稳定在一定范围内，达到缓解厌氧消化体系继续酸化的效果；该方法操作简单，成本低，产甲烷效率高。

技术研发人员：昝飞翔,韩仪,罗希,杨思,吴晓晖,陆谢娟
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15