本發(fā)明涉及一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，屬于廢棄物處理與資源回收利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、近年來，剩余活性污泥作為污水處理過程的主要伴生產(chǎn)物，產(chǎn)量逐漸增加，預(yù)計到2025年可達(dá)到九千噸以上，其含有高豐富的有機(jī)物和營養(yǎng)元素，具有能源、資源化利用潛力，污水處理過程~90%的磷被富集在污泥中，使污泥成為重要的含磷二次資源，回收后可以滿足12-15%的總磷需求。傳統(tǒng)厭氧發(fā)酵技術(shù)雖能部分釋放污泥中的磷資源，但受限于有機(jī)磷水解效率低、金屬離子再固定（如fe3+與po43+結(jié)合）及微生物同化作用，磷釋放率普遍不足30%。由于污泥細(xì)胞具有半剛性細(xì)胞結(jié)構(gòu)，為了釋放細(xì)胞內(nèi)大量的有機(jī)質(zhì)和磷以及提升厭氧發(fā)酵效率，尋找高效的預(yù)處理方法是至關(guān)重要的。目前強化厭氧消化釋磷的技術(shù)主要有厭氧共發(fā)酵和投加化學(xué)藥劑兩大類，其中與有機(jī)廢棄物共發(fā)酵會遇到過酸化使系統(tǒng)崩潰、產(chǎn)生惡臭等缺點，而絡(luò)合劑edta等對環(huán)境有毒害作用。腐殖質(zhì)（hs）作為天然有機(jī)大分子，同時也可以內(nèi)源產(chǎn)生，因其富含羧基、酚羥基等活性基團(tuán)，可通過絡(luò)合金屬離子（如fe3?、al3?）破壞磷結(jié)合位點，促進(jìn)磷溶出；同時作為電子穿梭體加速胞外水解酶活性，強化有機(jī)磷礦化。然而，現(xiàn)有研究多聚焦腐殖質(zhì)對有機(jī)物轉(zhuǎn)化的影響，其在調(diào)控磷釋放-轉(zhuǎn)化及抑制再固定中的作用機(jī)制尚不明確。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在解決目前污泥中磷釋放效率低和磷形態(tài)轉(zhuǎn)化不清晰等問題，提供了一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法。
2、本發(fā)明所述一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，具體按如下步驟進(jìn)行：
3、一、剩余污泥取自污水處理廠二沉池，經(jīng)40目過濾器過濾后于4?℃條件下自然沉降，沉降20~28?h后棄去上清液，得到污泥樣本，后將污泥樣本放入?yún)捬醴磻?yīng)器中；
4、二、調(diào)節(jié)厭氧反應(yīng)器中ph達(dá)到2~5，將厭氧反應(yīng)器內(nèi)混合物放置在水浴加熱鍋中，進(jìn)行預(yù)處理；
5、三、將步驟二中的經(jīng)過預(yù)處理的污泥與新鮮剩余污泥按體積比接種，分別添加腐殖酸或黃腐酸，再將厭氧反應(yīng)器置于恒溫振蕩器中，控制速恒溫振蕩器轉(zhuǎn)速為100~120rpm，發(fā)酵溫度為30~35?℃，發(fā)酵時間4~10?d，進(jìn)行污泥厭氧發(fā)酵。
6、本發(fā)明通過優(yōu)化腐殖質(zhì)投加策略，探討其在厭氧發(fā)酵過程中磷釋放-轉(zhuǎn)化性能，為污泥磷資源高效釋放-轉(zhuǎn)化提供新方法。步驟二中控制預(yù)處理溫度和加熱時間，進(jìn)行預(yù)處理，強化剩余污泥細(xì)胞外聚合物破解和溶胞效能，提升細(xì)胞內(nèi)容有機(jī)物和磷的釋放，為后續(xù)厭氧發(fā)酵提供充足底物。步驟三中將混合物置于恒溫震蕩器中，控制轉(zhuǎn)速、溫度和時間，進(jìn)行污泥厭氧發(fā)酵，在水解細(xì)菌和產(chǎn)酸細(xì)菌的作用下將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子揮發(fā)酸，并且在聚磷菌和腐殖質(zhì)的競爭絡(luò)合、吸附和作為電子穿梭體的作用下將正磷酸鹽從固相釋放到液相中。
7、本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案為：
8、前述一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法中，步驟一中污泥樣本ph為6.6~7.5，tss濃度為15~30?g/l，vss濃度為10~15?g/l。
9、前述一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法中，步驟二中利用hcl和/或naoh調(diào)節(jié)厭氧反應(yīng)器內(nèi)部的ph為3.0±0.1，水浴加熱鍋溫度控制在80~100?℃，時間為0.5~1.5?h。
10、前述一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法中，步驟三中預(yù)處理后的污泥與新鮮污泥接種體積比為9:1。
11、前述一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法中，步驟三中腐殖酸和黃腐酸的量以厭氧反應(yīng)器中的污泥體積來計分別為0.8~1.2?g/l和1.3~1.8?g/l。
12、上述各參數(shù)有效確保了預(yù)處理和厭氧發(fā)酵的技術(shù)效果。
13、本發(fā)明的原理：
14、本發(fā)明提出一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，目的在于實現(xiàn)剩余污泥中磷的最大化釋放。步驟二的低溫?zé)岷蚿h3條件下可有效實現(xiàn)微生物破壁，使細(xì)胞內(nèi)容有機(jī)物和磷釋放到液相中，為后續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸和磷的進(jìn)一步釋放提供有利條件。厭氧發(fā)酵過程中加入腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)作為電子穿梭體可以增強fe3+還原為fe2+，增加了fe-p的溶解度。同時，為金屬離子提供了更多地結(jié)合位點，避免了金屬離子和磷酸鹽的再度結(jié)合，提升磷的釋放效能。
15、本發(fā)明的有益效果：
16、在低溫?zé)?ph3預(yù)處理60?min后，液相中的溶解性總磷和正磷酸鹽的濃度最高達(dá)到342.02?mg?cod/l和299.14?mg/l，分別是未預(yù)處理組的9.0倍和9.6倍，說明低溫?zé)?ph3預(yù)處理能破壞污泥微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有利于胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)和磷酸鹽的溶出。在后續(xù)厭氧發(fā)酵過程中，ph3+ha組（腐殖酸）和ph3+fa（黃腐酸）組最大溶解性正磷酸鹽含量達(dá)到562.38?和542.31?mg/l，遠(yuǎn)高于未加腐殖質(zhì)的污泥厭氧發(fā)酵組。由此可看出腐殖質(zhì)強化剩余污泥中磷釋放-轉(zhuǎn)化的優(yōu)越性。說明本發(fā)明簡單可行，原料易得，對剩余污泥的資源和能源回收最大化具有潛在的應(yīng)用價值。
1.一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于步驟一中污泥樣本ph為6.6~7.5，tss濃度為15~30?g/l，vss濃度為10~15?g/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于步驟二中利用hcl和naoh調(diào)節(jié)厭氧反應(yīng)器內(nèi)部的ph為3.0±0.1，水浴加熱鍋溫度控制在80~100?℃，時間為0.5~1.5?h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于，步驟三中預(yù)處理后的污泥與新鮮污泥接種體積比為9:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腐殖質(zhì)強化剩余污泥厭氧發(fā)酵磷釋放-轉(zhuǎn)化的方法，其特征在于步驟三中腐殖酸和黃腐酸的添加量以厭氧反應(yīng)器中的污泥體積來計分別為0.8~1.2g/l和1.3~1.8?g/l。