本發明屬于污泥生化處理，涉及了一種促進剩余污泥厭氧發酵釋磷和產短鏈脂肪酸的方法。本發明以城鎮污水處理廠污泥沉淀池產生的剩余污泥作為發酵底物，其發酵產生的短鏈脂肪酸等作為硫酸鹽還原菌的電子供體，實現污泥的處理和能源的回收利用，解決污泥磷釋放困難和產酸效率慢的問題。

背景技術：

1、磷在工農業中有廣泛應用，按照目前的開采和消耗速度，全球磷礦石儲量將在未來50到100年內耗盡。因此迫切需要探索從含磷廢物流中回收磷的方法，以實現全球磷的可持續性利用。污水處理廠產生的污泥通常含磷質量分數在1％～9％之間，因此適合進行磷回收。

2、近年來，人們開發了各種方法來提高污泥中磷的釋放效率。如超聲預處理、酸化法、廚余垃圾與污泥共發酵等方法，但這些方法不僅需要大量的能源輸入，而且需要不小的經濟費用。熱活化pms具有很強的氧化能力，而且使用相對簡單，可通過過硫酸鹽氧化作用產生的過硫酸根來破壞污泥，將氮、磷、有機物等釋放到上清液，這種方法操作簡單、處理效果顯著、對環境影響小且經濟可行。

3、pms活化會產生硫酸鹽自由基用于分解污泥、降解難生物降解有機物組分，這提高了污泥中有機物的生物降解性，促進了微生物的進一步代謝和產酸過程。除此之外硫酸根自由基氧化后會產生硫酸鹽，硫酸鹽可在厭氧發酵過程中被硫酸鹽還原菌(srb)還原成硫化物。srb產生的硫化物會與剩余污泥反應形成fes，從而促進fe-p的釋放；除此之外pms活化預處理分解污泥的過程中也會促進其他形態磷的釋放，進而提高磷的總釋放效率。

4、因此，本發明利用熱活化pms預處理剩余污泥后進行厭氧發酵，促進剩余污泥在厭氧發酵過程中釋放磷和產短鏈脂肪酸。將熱活化pms預處理與厭氧發酵過程相結合，旨在為開發簡便、環保的技術提供參考，從而優化剩余污泥中磷的回收效率。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種強化剩余污泥厭氧發酵釋磷和產短鏈脂肪酸的方法，屬于污泥生化處理技術領域，可以解決污泥磷釋放困難和產酸效率慢的問題。

2、本發明的方法可以通過以下技術方案來實現：

3、一種促進剩余污泥厭氧發酵釋磷和產短鏈脂肪酸的方法，該方法所用裝置包括加藥水箱(1)，儲泥池(4)，污泥厭氧發酵系統(5)，出水箱(10)，排泥池(14)，計算機(15)，可編控系統(16)；加藥水箱(1)通過進水泵(2)與污泥厭氧發酵系統(5)相連；儲泥池(4)通過進泥泵(3)與污泥厭氧發酵系統(5)相連；污泥厭氧發酵系統(5)是一個密閉反應器，配備有排水閥(17)、排泥閥(18)、進/排氣閥(20)、取樣口(6)、攪拌器(7)、ph探頭(11)、orp探頭(8)，ph探頭(11)、orp探頭(8)的數據反饋在wtw(19)；且污泥厭氧發酵系統(5)通過出水泵(12)與出水箱(10)連接，通過排泥泵(13)與排泥池(14)連接；可編控系統(plc)(16)內置接口分別與原水進水泵(2)、進泥泵(3)、氣體流量計(9)、ph探頭(11)、orp探頭(8)、出水泵(12)、排泥泵(13)、計算機(15)相連，整個運行周期通過plc系統控制；

4、其特征在于，包括以下步驟：

5、以實際城鎮污水處理廠污泥沉淀池排出的剩余污泥作為發酵底物注入污泥厭氧發酵系統，剩余污泥濃度為15500～19500mg/l；在缺氧的條件下運行，每周期經歷加泥、預處理、進氣、缺氧攪拌、沉淀5個時期；

6、ⅰ加泥：儲泥池(4)中的發酵底物取自城市污水處理廠污泥沉淀池的剩余污泥，在4℃靜置沉淀24～48h后去除上清液，得到污泥樣品；通過控制進泥泵(3)使得污泥厭氧發酵系統(5)中污泥總懸浮固體濃度為15500～19500mg/l；

7、ⅱ預處理：加藥水箱(1)中是pms溶液，通過控制原水進水泵(2)使得污泥厭氧發酵系統(5)中的pms溶液濃度為0.2～0.8mmol/g?vss,并在80℃下在污泥熱解裝置中進行熱活化2h；pms溶液為k2s2o8溶液；

8、ⅲ進氣：通過進氣閥(20)向污泥厭氧發酵系統(5)中充3～5minn2，以去除反應器中的氧氣；

9、ⅳ缺氧攪拌：保持污泥厭氧發酵系統(5)的密閉狀態，整個過程中不調節ph；開啟攪拌器(7)，攪拌速率為200～400r/min，發酵溫度為35±2℃，發酵時間為7d；

10、ⅴ沉淀：設置沉淀時間為20～30min，此階段完成泥水分離過程。

11、本發明實現污泥的處理和能源的回收利用，解決污泥磷釋放困難和產酸效率慢的問題。

技術特征：

1.一種促進剩余污泥厭氧發酵釋磷和產短鏈脂肪酸的方法，該方法所用裝置包括加藥水箱(1)，儲泥池(4)，污泥厭氧發酵系統(5)，出水箱(10)，排泥池(14)，計算機(15)，可編控系統(16)；加藥水箱(1)通過進水泵(2)與污泥厭氧發酵系統(5)相連；儲泥池(4)通過進泥泵(3)與污泥厭氧發酵系統(5)相連；污泥厭氧發酵系統(5)是一個密閉反應器，配備有排水閥(17)、排泥閥(18)、進/排氣閥(20)、取樣口(6)、攪拌器(7)、ph探頭(11)、orp探頭(8)，ph探頭(11)、orp探頭(8)的數據反饋在wtw(19)；且污泥厭氧發酵系統(5)通過出水泵(12)與出水箱(10)連接，通過排泥泵(13)與排泥池(14)連接；可編控系統(plc)(16)內置接口分別與原水進水泵(2)、進泥泵(3)、氣體流量計(9)、ph探頭(11)、orp探頭(8)、出水泵(12)、排泥泵(13)、計算機(15)相連，整個運行周期通過plc系統控制；

技術總結
一種促進剩余污泥厭氧發酵釋磷和產短鏈脂肪酸的方法涉及污泥處理與資源化利用技術領域，是一種利用熱活化過硫酸鉀(PMS，K<subgt;2</subgt;S<subgt;2</subgt;O<subgt;8</subgt;)促進剩余污泥厭氧發酵釋磷和產短鏈脂肪酸的方法。將PMS與剩余污泥混合后放入污泥熱解裝置中在80℃熱活化2h，隨后在密封反應器進行厭氧發酵過程，過濾發酵后的污泥混合液得到富含磷的上清液。本發明利用熱活化PMS預處理剩余污泥，可使剩余污泥中的磷從固相向液相中富集，提高剩余污泥中磷的釋放效率；同時隨著預處理過程中剩余污泥中的微生物細胞破裂，剩余污泥中的有機物被分解釋放到上清液，加快了厭氧發酵過程中微生物產酸發酵的速率，有利于污泥資源化與減量化利用。

技術研發人員：王博,戴鈺,王露,李文杰,鄒玉成,邢億園,李知原
受保護的技術使用者：北京工業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24