化。
[0045]该过程对剩余污泥的消化率为45%。
[0046]实施例2
[0047]实施例1的剩余污泥完成整个消化过程后，按照同实施例1相同的步骤和参数，将新的剩余污泥和经步骤3)处理未滤过的液浆输入至实施例1的步骤I)的厌氧反应器的输入速度控制在2L/d，输出速度也为2L/d，使其在步骤I)的厌氧反应器内停留时间为48h ；经步骤I)处理后的污泥输入至步骤2)的厌氧反应器的输入速度控制在2L/d，厌氧发酵液输出速度为5L/d，使其在步骤2)的厌氧反应器内停留时间为5d ;厌氧发酵液输入步骤3)的反应池的输入速度控制在5L/d，输出速度约为12.5L/d，使其在步骤3所述的反应池内停留时间为36h。
[0048]该过程对剩余污泥的消化率为52.8%。
[0049]实施例3
[0050]I)厌氧细菌与超声联合预处理
[0051]将9L浓度为10000mg/L的剩余污泥输入到1L厌氧反应器内，剩余污泥中的大量好氧微生物在厌氧条件下会死亡溶解，并在搅拌速度为500?SOOrpm条件下，利用污泥中的厌氧微生物和兼性微生物在常温下对剩余污泥进行厌氧消化72h，消化期间，将经厌氧消化的剩余污泥输入超声波处理器中超声处理30?60min，超声波处理器的超声频率28kHz，超声密度20W/cm2;
[0052]2)超声波、光合细菌促进的厌氧消化
[0053]将超声处理后的污泥输入含有净水用EM菌的75L厌氧反应器中，EM菌的菌液中光合细菌浓度为3X 19个/L，菌液与污泥的体积比2:1 ;在常温，光照强度为12001ux，24h持续光照并保持搅拌速度为50?10rpm的条件下，利用光合细菌以及污泥中的厌氧微生物和兼性微生物共同消化8d，同时，每天将污泥输入到密闭的超声频率28kHz，超声密度0.5W/cm2的超声波装置中进行3次超声波处理，每次30?60min ;消化过程中，不间断的将污泥通过膜组件上孔隙9?10 μ m的滤膜过滤，未滤过部分为污泥，继续在含有光合细菌的厌氧反应器内消化，滤过部分为厌氧发酵液，输入下一步骤；期间产生的二氧化碳、甲烷和氢气等气体通过气体收集装置收集；
[0054]3)超声波、光合细菌促进的好氧消化
[0055]将厌氧发酵液输入至含有净水用EM菌的55L敞口反应池中，EM菌的菌液中光合细菌浓度为3X109个/L，菌液与厌氧发酵液体积比2:1 ;在常温下，自然光条件下，保持反应池中溶解氧为10mg/L，利用光合细菌以及厌氧发酵液中的兼性微生物对厌氧发酵液共同消化48h，同时，每12h将发酵液输入到超声频率20kHz，超声密度0.5W/cm2的超声波装置中进行2次超声波处理，每次30?60min ；
[0056]消化过程中，不间断的将发酵液通过膜组件上孔隙0.4?0.5 μπι的滤膜过滤，滤过部分为水，可直接外排；未滤过部分返回步骤I)重新开始消化。
[0057]该过程对剩余污泥的消化率为54.6%。
[0058]实施例4
[0059]I)厌氧细菌与超声联合预处理
[0060]将1L浓度为9000mg/L的剩余污泥输入到12L厌氧反应器内，剩余污泥中的大量好氧微生物在厌氧条件下会死亡溶解，并在搅拌速度为500-800rpm条件下，利用污泥中的厌氧微生物和兼性微生物在常温下对剩余污泥进行厌氧消化，经厌氧消化60h后，再将经厌氧消化的剩余污泥输入超声波处理器中超声处理30?60min，超声频率25kHz，超声密度18W/ cm2；
[0061]2)超声波、光合细菌促进的厌氧消化
[0062]将超声处理后的污泥输入含有净水用EM菌的70L厌氧反应器中，EM菌的菌液中光合细菌浓度为2X 19个/L，菌液与污泥的体积比1.8:1 ;在常温下，光照强度为llOOlux，24h持续光照并保持搅拌速度为50-100rpm的条件下，利用光合细菌以及污泥中的厌氧微生物和兼性微生物共同消化6d，同时，每天将污泥输入到密闭的超声频率25kHz、超声密度0.4W/cm2的超声波装置中进行2次超声波处理，每次30?60min ;消化过程中，不间断的将污泥通过膜组件上孔隙9?10 μ m的滤膜过滤，未滤过部分为污泥，继续在含有光合细菌的厌氧反应器内消化，滤过部分为厌氧发酵液，输入下一步骤；期间产生的二氧化碳、甲烷和氢气等气体通过气体收集装置收集；
[0063]3)超声波、光合细菌促进的好氧消化
[0064]将厌氧发酵液输入至含有净水用EM菌的25L敞口反应池中，EM菌的菌液中光合细菌浓度为2X 19个/L，菌液与污泥的体积比1.8:1 ;在常温自然光条件下，保持反应池中溶解氧为9mg/L，利用光合细菌以及厌氧发酵液中的兼性微生物对厌氧发酵液共同消化48h，在此期间，将发酵液输入到超声频率28kHz，超声密度0.4W/cm2的超声波装置中进行6次超声波处理，每次30?60min ；
[0065]消化过程中，不间断的将发酵液通过膜组件上孔隙0.4?0.5 μπι的滤膜过滤，滤过部分为水，可直接外排；未滤过部分返回步骤I)重新开始消化。
[0066]该过程剩余污泥的消化率为58.7%。
【主权项】
1.一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)厌氧细菌与超声联合预处理 将剩余污泥输入到厌氧反应器内，利用污泥中的厌氧微生物和兼性微生物对剩余污泥进行厌氧消化48?72h ;在厌氧消化期间或厌氧消化结束后，将剩余污泥输入超声波处理器中超声处理30?60min ； (2)低能超声波、光合细菌促进的厌氧消化 将预处理后的污泥输入到含有光合细菌的厌氧反应器或封闭的膜生物反应器中，在24h持续光照的条件下，利用光合细菌以及污泥中的厌氧微生物和兼性微生物共同消化5?8d，同时，每天将污泥输入到密闭的超声波装置中进行超声波处理I?3次，每次30?60min ;消化过程中产生的二氧化碳、甲烷和氢气等气体通过气体收集装置收集； 消化结束后，将污泥通过孔隙为9?10 μm的滤膜过滤，或者在消化过程中，将污泥通过孔隙为9?10 μm的滤膜不间断的过滤；未滤过部分继续在含有光合细菌的厌氧反应器或封闭的膜生物反应器内消化；滤过部分为厌氧发酵液，输入下一步骤； (3)低能超声波、光合细菌促进的好氧消化 将厌氧发酵液输入至含有光合细菌的反应池或敞口的膜生物反应器中，在自然光条件下，利用光合细菌以及厌氧发酵液中的兼性微生物对厌氧发酵液共同消化36?48h，并且在消化期间，将发酵液输入到超声波装置中进行超声波处理2?8次，每次30?60min ; 消化结束后，将发酵液通过孔隙为0.4?0.5 μ m的滤膜过滤，或者在消化过程中，将发酵液通过孔隙为0.4?0.5 μπι的滤膜不间断的过滤；滤过部分为水，可直接外排，未滤过部分返回步骤(I)重新开始消化过程。
2.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(I)中所述的输入到厌氧反应器内的剩余污泥的浓度为8000?10000mg/L ;所述超声波处理器的超声频率为20?28kHz，超声密度为15?20W/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，在步骤(I)所述的预处理过程和步骤(2)所述的厌氧消化过程中进行搅拌；步骤(I)中的搅拌速度为500?800rpm;步骤(2)中的搅拌速度为50_100rpm。
4.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的光照强度为1000?12001ux。
5.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的光合细菌菌液与污泥的体积比1.5?2:1。
6.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中所述的光合细菌菌液浓度为2?3 X 19个/L。
7.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中所述的超声波处理器的超声频率为20?28kHz，超声密度为0.3 ?0.5W/cm2。
8.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的光合细菌菌液与厌氧发酵液体积比1.5?2:1。
9.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，保持反应池或敞口的膜生物反应器中溶解氧为8?10mg/L。
10.根据权利要求1所述的一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的厌氧反应器为透光性能良好，包含气体收集系统，污泥循环系统的密闭反应容器；或者为透光性能良好，包含磁力搅拌系统，气体收集系统，膜组件和污泥循环系统的密闭反应容器；所述的封闭的膜生物反应器包括气体收集系统；步骤(3)中所述的反应池为包含暴气系统，污泥循环系统的开放反应容器；或者为包含暴气系统，膜组件和污泥循环系统的开放反应容器。
【专利摘要】针对现有技术中亟需开发出高效的有工程推广价值的剩余污泥处理技术，本发明提供了一种超声波和光合细菌联合促进剩余污泥消化的方法，属于剩余污泥的资源化与减量化技术领域。该方法以减量化、无害化、资源化为原则，提出采用厌氧与超声联合的预处理方式，采用低能超声波、光合细菌促进的厌氧反应，采用低能超声波、光合细菌促进的好氧反应，并采用回流工艺等组成一套针对剩余污泥的高效处理工艺。该方法可以使污泥中的水分被分离排放，有机物以CO2、CH4、H2的形式释放，能量被微生物消耗，提高了剩余污泥资源化的效率，一次处理时间缩短至8.5天，消化效率提高至60％，实现了污泥零排放或超低排放的目的。
【IPC分类】C02F11-04, C02F11-00, C02F9-14
【公开号】CN104529114
【申请号】CN201410804300
【发明人】谢元华, 李现瑾, 朱彤, 朱曜南
【申请人】东北大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月22日