沼氣甲烷氣產(chǎn)氣專用活性污泥的制作方法
【專利摘要】利用活性污泥作沼氣中甲烷氣產(chǎn)氣原料，添加適量產(chǎn)氣增效劑，調(diào)節(jié)C/N比，可有效提高沼氣甲烷氣的產(chǎn)氣量。營養(yǎng)配比調(diào)節(jié)C/N比值，C/N比值在10-12是有效的，消化容器pH值對消化產(chǎn)生甲烷氣的最佳值7.0-7.5，用石灰調(diào)節(jié)。
【專利說明】沼氣甲烷氣產(chǎn)氣專用活性污泥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用活性污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣甲烷氣能源。
技術(shù)背景
[0002]本發(fā)明利用的活性污泥指城鄉(xiāng)環(huán)境中生活污水凈化廠、啤酒廠、輕工業(yè)污水排放企業(yè)等，排放的污水經(jīng)過凈化處理所產(chǎn)生的污泥。這類污泥通常稱為活性污泥(簡稱污泥)。活性污泥經(jīng)過微生物技術(shù)處理可以利用，屬可再生能源資源利用。
[0003]隨著城鄉(xiāng)居民人口增加，生活污水排放量不斷增加，生活污水處理廠由原來以大中城市建設(shè)污水處理廠的格局已不適應(yīng)。縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)生活污水處理廠的格局已形成。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料報(bào)導(dǎo)，我國大中城市每年產(chǎn)生的污水污泥在I億多噸。英美兩個(gè)國家在過去的十年中，污泥量每年增長5%?10%。活性污泥中含有致病微生物和寄生蟲卵，必須采取有效方法安全處理，防止病原體傳播。
[0004]活性污泥用于沼氣中甲烷燃燒氣的產(chǎn)氣原料，是經(jīng)過污泥厭氧發(fā)酵消化的微生物技術(shù)處理來實(shí)現(xiàn)的。污泥中的有機(jī)物質(zhì)在無氧環(huán)境下，被厭氧菌群最終分解成甲烷氣和二氧化碳等的過程，是目前國際上最為常用的污泥生化處理技術(shù)。污泥厭氧消化是一個(gè)極為復(fù)雜過程，大體分為三個(gè)階段。活性污泥產(chǎn)甲烷氣體是經(jīng)過厭氧發(fā)酵，在厭氧隔絕空氣并在一定溫度、濕度條件下，微生物嫌氣產(chǎn)酸產(chǎn)生沼氣的過程。甲烷發(fā)酵階段受污泥厭氧消化過程的控制，消化操作對產(chǎn)生甲烷菌代謝過程產(chǎn)生影響。活性污泥厭氧消化受一定的條件和環(huán)境理化因素的影響。
[0005]活性污泥產(chǎn)沼氣甲烷氣體的投配率是產(chǎn)甲烷氣量的影響因素之一。消化的污泥投配率指每日投入消化池的新鮮污泥體積與消化池體積的比率。中溫消化時(shí)，新鮮污泥投配率常在6%?8%效果較佳。在設(shè)計(jì)新鮮污泥投配率通常在5%?12%內(nèi)選配。要求產(chǎn)氣量高，通常采用下限值(5% )，若以處理污泥為主，則應(yīng)采用上限值(12%)。同時(shí)考慮消化溶池體積,體積大產(chǎn)量高。
[0006]消化池厭氧菌營養(yǎng)對投配污泥是影響因素之一。營養(yǎng)配比中最重要的是C / N比值。C / N過高，含氮量不足，消化液緩沖能力降低，PH容易下降；反之，C / N太低，含氮過高，PH可能上升到8.0以上。脂肪酸的銨鹽發(fā)生積累，有機(jī)物此時(shí)分解受到抑制。實(shí)驗(yàn)表明，污泥混合攪拌對污泥消化也是重要因素。攪拌操作可使新鮮污泥與熟污泥均勻接觸，擴(kuò)大接觸面，有利熱傳導(dǎo)，有利給細(xì)菌養(yǎng)料，同時(shí)打碎液面上浮渣層，從而提高消化池的負(fù)荷。沼氣池?cái)嚢瑁託庵蠬2重新返回到生化過程，在厭氧微生物菌作用下與沼氣池中充足的CO2,合成新的甲烷。
[0007]在消化池影響消化系統(tǒng)的因素中，PH對消化產(chǎn)甲烷的最佳PH7.0?7.5。當(dāng)消化系統(tǒng)中堿不足，可投入石灰、無水氨或碳銨進(jìn)行調(diào)節(jié)。投入石灰量過多，堿度偏高，泥量增大，因此，應(yīng)盡量合理投入。
[0008]消化池中堿金屬和硫酸鹽、硝酸鹽，表面活性劑等都是對消化系統(tǒng)產(chǎn)生影響的因素。堿金屬離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+與酶和蛋白質(zhì)結(jié)合，產(chǎn)生變性物質(zhì)。氨態(tài)氮離子主要在調(diào)節(jié)C / N比中起作用，產(chǎn)生甲烷氣指示性指數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是利用活性污泥作沼氣中甲烷氣產(chǎn)氣原料，添加適量增效劑，調(diào)節(jié)C / N比值可有效提高沼氣產(chǎn)甲烷氣的產(chǎn)氣量。
[0010]本發(fā)明是在試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)表明，在活性污泥中添加適量產(chǎn)氣調(diào)節(jié)劑(增效劑)進(jìn)行厭氧微生物發(fā)酵，營養(yǎng)配比調(diào)節(jié)C / N比值，C / N比值在10?20是有效的。消化容器PH值對消化產(chǎn)生甲烷氣的最佳值7.0-7.5，可用石灰調(diào)節(jié)。
[0011]試驗(yàn)用活性污泥250Kg，試驗(yàn)在封閉容器中進(jìn)行。5月15日投料5月22日監(jiān)測計(jì)量儀出現(xiàn)可燃性氣體(甲烷氣)，7月計(jì)量儀顯示可燃?xì)?立方米(計(jì)量表顯示306?313立方)
[0012]圖1、圖2說明如下:
圖1活性污泥產(chǎn)生沼氣甲烷氣。活性污泥產(chǎn)生沼氣甲烷氣分三個(gè)階段進(jìn)行:第一階段一投料(活性污泥前處理C:N > 30:1質(zhì)量指標(biāo))厭氧發(fā)酵，活性污泥水解和甲烷菌產(chǎn)生氫、乙酸、殘留有機(jī)物；第二階段一活性污泥殘留物繼續(xù)分解形成小循環(huán)，氫、乙酸、二氧化碳再生濃集；第三階段一在甲烷菌作用下氫、二氧化碳產(chǎn)生甲烷氣聚集。
圖2沼氣轉(zhuǎn)化為電能圖。由沼氣池、干式儲氣罐和外接用戶或內(nèi)燃機(jī)式發(fā)電機(jī)組組成。 實(shí)施本發(fā)明技術(shù)方案
[0013]測定活性污泥中有機(jī)質(zhì)和水百分含量，碳和氨百分含量，當(dāng)C / N=30:1時(shí)，活性污泥產(chǎn)氣量達(dá)到產(chǎn)氣初始值:c / N=<30:1小時(shí)，在活性污泥中適量添加碳銨(可用尿素替換碳銨，按2:1折算)。活性污泥產(chǎn)生沼氣在沼氣池中厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，還可用容器進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。
[0014]活性污泥用于沼氣中甲烷氣產(chǎn)氣原料，是經(jīng)過污泥厭氧消化的生物鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，污泥中有機(jī)物質(zhì)在無氧條件(環(huán)境)中產(chǎn)生甲烷氣是在一定溫度、濕度和厭氧環(huán)境中產(chǎn)氣的過程。
[0015]實(shí)現(xiàn)活性污泥產(chǎn)生甲烷燃燒氣可在地下沼氣池進(jìn)行，還可在專門設(shè)計(jì)的容器罐或容器箱進(jìn)行。
[0016]本發(fā)明活性污泥曾在本人的申請?zhí)?00810185092.X專利中引用。
[0017]本發(fā)明試驗(yàn)實(shí)例:
[0018]廣西興安縣大溶江鎮(zhèn)陸的倫農(nóng)戶。
【權(quán)利要求】
1.沼氣產(chǎn)氣原料:活性污泥，產(chǎn)氣增效劑。
2.沼氣產(chǎn)氣池包括:地下沼氣甲烷氣產(chǎn)氣池；沼氣甲烷氣產(chǎn)氣容器罐或箱。
【文檔編號】C02F11/04GK104370427SQ201310366991
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】林炳營 申請人:林炳營