一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法。本發(fā)明專利技術(shù)利用赤泥聯(lián)合瘤胃液處理剩余污泥，從而促進短鏈脂肪酸生成，提供了一種以廢治廢，赤泥、污泥、瘤胃內(nèi)容物三者資源化利用的新方法。本發(fā)明專利技術(shù)原料易得，操作簡單，水解酸化條件易于控制，具有較高的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，具有大規(guī)模工業(yè)化運用的技術(shù)潛力。

Method for producing short chain fatty acid by treating sludge with red mud combined with rumen fluid

The invention discloses a method for promoting the formation of short chain fatty acids by combining red mud with tumor gastric juice and treating sludge. The invention uses red mud combined with rumen fluid to treat the excess sludge, thereby promoting the formation of short chain fatty acids, and providing a new method for the resource utilization of waste water, waste water, red mud, sludge and rumen content three. The invention has the advantages of easy availability of raw materials, simple operation, easy control of hydrolysis and acidification conditions, high economic, social and environmental benefits, and technical potential for large-scale industrial application.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法
本專利技術(shù)屬于廢棄物綜合利用領(lǐng)域，更具體地，涉及一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法。
技術(shù)介紹
隨著污水處理廠的普及，每年產(chǎn)生上千萬噸剩余污泥，由于污泥中含有大量微生物及有機質(zhì)，如果不及時處理將會給環(huán)境帶來二次污染。然而，污泥的含水率較高，這給處理帶來了很大的困難，并且處理費用占據(jù)污水處理廠的全部建設(shè)費用的20～50％。因此，如何合理地將剩余污泥能源化、資源化是亟待解決的問題。污泥資源化利用的手段之一是將污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸(特別是乙酸、丙酸)，然后用于補充污水脫氮除磷工藝中碳源的不足，降低污水處理成本。然而，由于污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸是一個極其復(fù)雜的過程，不同發(fā)酵階段既相互聯(lián)系又相互影響，其厭氧發(fā)酵速率易受多種因素限制，因此普遍存在產(chǎn)酸效率不高的問題。目前可通過熱處理、酸處理、堿處理、超聲處理、氧化處理等方法促進污泥水解，提高產(chǎn)酸效率，但是依然存在操作成本較高、產(chǎn)酸效率有限等缺點。因此，開發(fā)一種低成本、高效的促進污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的方法具有重要的現(xiàn)實意義。赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。由于赤泥含有氟、鋁等多種雜質(zhì)，且其結(jié)合的大量化學(xué)堿難以脫除，這對赤泥的無害化利用造成困難。我國每年排放的赤泥高達數(shù)百萬噸，大量的赤泥不能被充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，不僅占用了大量土地，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。目前，赤泥綜合化利用手段包括利用赤泥生產(chǎn)建筑材料、土壤改良劑，以及回收其中的金屬等。如何多渠道實現(xiàn)赤泥資源化利用是當(dāng)前一個開發(fā)熱點。瘤胃內(nèi)容物是反芻家禽采食的飼料草在瘤胃微生物的作用下，發(fā)酵產(chǎn)生的營養(yǎng)豐富的食糜，含有未被消化的飼料草、微生物菌群、代謝產(chǎn)物及胃液。據(jù)統(tǒng)計，瘤胃內(nèi)容物占宰前體重的10％左右，屠宰場每天會產(chǎn)生大量的瘤胃內(nèi)容物，需要大量的人力物力去處理，如果直接排入污水，不僅影響衛(wèi)生，還污染環(huán)境，目前多采用脫水干燥減量化及飼料化的手段實現(xiàn)瘤胃內(nèi)容物的綜合利用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法。本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是：一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法，包括如下步驟：(1)將赤泥投加到污泥中，混合均勻，靜置密閉厭氧發(fā)酵1～3天，得到赤泥預(yù)處理后的污泥；(2)取反芻動物瘤胃液，過濾，加入到步驟(1)的赤泥預(yù)處理后的污泥中；(3)設(shè)置攪拌速率為80～120r/min，密閉厭氧發(fā)酵2～4天，得到富含短鏈脂肪酸的污泥厭氧消化液。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(1)中，赤泥按終濃度為5～35g/L投加到污泥中。作為本專利技術(shù)方法的進一步改進，步驟(1)中，赤泥按終濃度為10～30g/L投加到污泥中。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，瘤胃液的添加量按瘤胃液與赤泥預(yù)處理后的污泥的體積比為1:(2～6)。作為本專利技術(shù)方法的進一步改進，步驟(2)中，瘤胃液的添加量按瘤胃液與赤泥預(yù)處理后的污泥的體積比為1:(3～5)。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，所述反芻動物為牛。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，所述瘤胃液為新鮮瘤胃液或廢棄物瘤胃內(nèi)容物濾液。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，所述過濾采用4～6層紗布過濾。作為本專利技術(shù)方法的改進，厭氧發(fā)酵的溫度控制為30～40℃。作為本專利技術(shù)方法的改進，所述的短鏈脂肪酸為C2～C5的有機酸。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)利用赤泥聯(lián)合瘤胃液處理剩余污泥，促進短鏈脂肪酸生成，提供了一種以廢治廢，赤泥、污泥、瘤胃內(nèi)容物三者資源化利用的新方法。本專利技術(shù)原料易得，操作簡單，水解酸化條件易于控制，具有較高的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，具有大規(guī)模工業(yè)化運用的技術(shù)潛力。具體實施方式一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法，包括如下步驟：(1)將赤泥投加到污泥中，混合均勻，靜置密閉厭氧發(fā)酵1～3天，得到赤泥預(yù)處理后的污泥；(2)取反芻動物瘤胃液，過濾，加入到步驟(1)的赤泥預(yù)處理后的污泥中；(3)設(shè)置攪拌速率為80～120r/min，密閉厭氧發(fā)酵2～4天，得到富含短鏈脂肪酸的污泥厭氧消化液。本專利技術(shù)赤泥的作用為：1)利用其高強堿性有效促進細胞壁的破裂及胞外聚合物的水解，增加反應(yīng)體系內(nèi)可溶性蛋白及多糖的含量，從而為酸化過程提供底物來源；2)赤泥中所含有的Ni、Co及Fe等元素是一氧化碳脫氫酶、乙酰輔酶A脫羰酶等水解酸化酶必須的輔助因子，可有效提高各類水解酸化酶的活性；3)赤泥的添加也能夠為微生物提供載體，促進生物膜的生長固定，提高系統(tǒng)抗高濃度污染負荷的能力。本專利技術(shù)瘤胃液的作用：1)利用瘤胃液中富含的特定微生物，加速污泥的水解；2)瘤胃液能提高水解酸化酶濃度，特別是能夠有效緩解赤泥高堿性造成的酸化酶的減少，促進可溶性有機物向短鏈脂肪酸的快速高效轉(zhuǎn)化。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(1)中，赤泥按終濃度為5～35g/L投加到污泥中；優(yōu)選的，赤泥按終濃度為10～30g/L投加到污泥中。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，瘤胃液的添加量按瘤胃液與赤泥預(yù)處理后的污泥的體積比為1:(2～6)；優(yōu)選的，瘤胃液的添加量按瘤胃液與赤泥預(yù)處理后的污泥的體積比為1:(3～5)。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，所述反芻動物為牛。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，所述瘤胃液為新鮮瘤胃液或廢棄物瘤胃內(nèi)容物濾液。作為本專利技術(shù)方法的改進，步驟(2)中，所述過濾采用4～6層紗布過濾。作為本專利技術(shù)方法的改進，厭氧發(fā)酵的溫度控制為30～40℃。作為本專利技術(shù)方法的改進，所述的短鏈脂肪酸為C2～C5的有機酸，主要包括乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、戊酸及異戊酸。下面通過具體實例對本專利技術(shù)進一步闡述。以下各實施例、對比例中所用的原料來源情況如下：赤泥取自拜耳法工藝生產(chǎn)氧化鋁后剩余的廢渣，含水量為85％，pH為12；鋼渣取自煉鋼廠，主要含有鈣、鐵、硅氧化物，pH為12；牛瘤胃液取自屠宰場，從活牛上采集的瘤胃液；或用作為廢棄物處理的牛瘤胃內(nèi)容物，四層紗布濾得濾液，作為牛瘤胃液；采集到的牛瘤胃液通入CO2，4℃密封保存；污泥取自污水處理廠剩余污泥，其基本理化指標(biāo)為：TCOD(總化學(xué)需氧量)為18596mg/L，SCOD(溶解性化學(xué)需氧量)為1285mg/L，pH值為7，也可用初沉污泥替代。實施例1按10g/L的終濃度將赤泥投加到污泥中，混合均勻，裝入?yún)捬醢l(fā)酵瓶中，用N2:CO2為80:20混合氣吹掃厭氧發(fā)酵瓶0.5h，其中液面上吹掃15min，然后液面下吹掃15min，確保反應(yīng)體系達到充分的厭氧條件，蓋上硅膠蓋并用壓蓋器壓緊，置于35℃的恒溫培養(yǎng)箱中靜置厭氧培養(yǎng)2天；按牛瘤胃液與污泥體積比1:3向經(jīng)赤泥預(yù)處理后的污泥厭氧發(fā)酵瓶中接種牛瘤胃液，處理溫度35℃，攪拌轉(zhuǎn)速100r/min，密閉厭氧發(fā)酵3天。實施例2按20g/L的終濃度將赤泥投加到污泥中，混合均勻，裝入?yún)捬醢l(fā)酵瓶中，用N2:CO2為80:20混合氣吹掃厭氧發(fā)酵瓶0.5h，其中液面上吹掃15min，然后液面下吹掃15min，確保反應(yīng)體系達到充分的厭氧條件，蓋上硅膠蓋并用壓蓋器壓緊，置于35℃的恒溫培養(yǎng)箱中靜置厭氧培養(yǎng)2天；按牛瘤胃液與污泥體積比1:3向經(jīng)赤泥預(yù)處理后的污泥厭氧發(fā)酵瓶中接種牛瘤胃液，處本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法，包括如下步驟：（1）將赤泥投加到污泥中，混合均勻，靜置密閉厭氧發(fā)酵1～3天，得到赤泥預(yù)處理后的污泥；（2）取反芻動物瘤胃液，過濾，加入到步驟（1）的赤泥預(yù)處理后的污泥中；（3）設(shè)置攪拌速率為80～120r/min，密閉厭氧發(fā)酵2～4天，得到富含短鏈脂肪酸的污泥厭氧消化液。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種赤泥聯(lián)合瘤胃液處理污泥促進短鏈脂肪酸生成的方法，包括如下步驟：（1）將赤泥投加到污泥中，混合均勻，靜置密閉厭氧發(fā)酵1～3天，得到赤泥預(yù)處理后的污泥；（2）取反芻動物瘤胃液，過濾，加入到步驟（1）的赤泥預(yù)處理后的污泥中；（3）設(shè)置攪拌速率為80～120r/min，密閉厭氧發(fā)酵2～4天，得到富含短鏈脂肪酸的污泥厭氧消化液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）中，赤泥按終濃度為5～35g/L投加到污泥中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：步驟（1）中，赤泥按終濃度為10～30g/L投加到污泥中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（2）中，瘤胃液的添加量...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉捷，任國平，胡安東，唐家桓，周順桂，
申請(專利權(quán))人：福建農(nóng)林大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35