基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺的制作方法

本发明属于污泥厌氧消化，涉及一种基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺。

背景技术：

1、厌氧动态膜生物反应器(andmbr)是将膜分离技术与活性污泥法相结合的水处理技术，其在应用于污泥厌氧消化时，通过解耦水力停留时间与固体停留时间可实现运行浓度的提升，但高浓度污泥为非牛顿流体，粘度较大，反应器内的流态和传质容易出现不均匀的情况，由此使得细胞破壁及水解酸化阶段受阻，而研究表明该阶段为污泥厌氧消化的主要限速步骤，由此最终会使得整个系统的效能降低。

2、常规的andmbr工艺中，一般通过在膜分离区与主反应区之间设置污泥回流管路系统，通过泵的抽吸作用实现二者间的污泥循环；但是此种方式存在以下不足：一是上述工艺虽然可以实现高污泥浓度运行，但由于污泥浓度高、粘度大，反应器内的流态和传质容易出现不均匀的情况，由此易使得细胞破壁及水解酸化阶段受阻；二是膜分离区浓缩污泥虽会回流至主反应区得以再次消化，但该过程并未从厌氧消化过程的本身予以突破，其效率仍然受限于细胞破壁及水解酸化步骤的速率。

3、鉴于上述情况，亟待研发一种新的污泥消化工艺，能够突破细胞破壁及水解酸化的受限影响，提高污泥厌氧消化效率，实现污泥的减量化和资源化。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，在膜分离区与主反应区之间的污泥循环管道上增设侧流式污泥电破壁装置，浓缩后的消化污泥经破壁后重新回流至主反应区，通过破壁过程促进胞内有机质溶出以及固着性胞外聚合物与细胞剥离，显著提升污泥厌氧消化过程中细胞破壁以水解酸化过程的速率，实现污泥的减量化和资源化利用。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，包括以下步骤：

4、s1，污泥在andmbr的主反应区内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到andmbr的膜分离区进行浓缩分离得到浓缩污泥；

5、s2，所述浓缩污泥一部分外排，一部分回流至侧流式污泥电破壁装置进行破壁处理，然后返回至andmbr的主反应区进行厌氧消化。

6、优选地，所述步骤s1中，所述厌氧消化过程中，消化温度为35±2℃，ph为7～8。

7、优选地，所述步骤s1中，所述厌氧消化过程中，氧化还原电位orp为-500～-450mv。

8、优选地，所述步骤s2，所述厌氧消化过程中，水力停留时间为10～20天，固体停留时间为30～50天。

9、优选地，所述步骤s2，所述破壁处理过程中，所述侧流式污泥电破壁装置发射的微波波长为1～1000mm，发射频率为0.3～300ghz，发射功率为500～1000w。

10、优选地，所述步骤s2中，进行破壁处理的浓缩污泥与主反应区进来的污泥的比例为50wt％～100wt％。

11、优选地，所述基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺中，vs的消解率≥40wt％，沼气产率≥0.70l/g vs。

12、本发明所提供的一种基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，还具有以下几点有益效果：

13、1、本发明的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，在膜分离区与主反应区之间的污泥循环管道上增设侧流电破壁装置，浓缩后的消化污泥经破壁后重新回流至主反应区，通过破壁过程促进胞内有机质溶出以及固着性胞外聚合物与细胞剥离，显著提升污泥厌氧消化过程中细胞破壁以水解酸化过程的速率，实现污泥的减量化和资源化利用；

14、2、本发明的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，通过将浓缩后的消化污泥进行破壁处理，促进浓缩污泥胞内有机质溶出以及固着性胞外聚合物与细胞剥离，突破传统工艺中污泥厌氧消化限速的影响，提升整个体系的消化效率，并为污泥厌氧消化andmbr的长期高效运行提供了技术保障；

15、3、本发明的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，通过动态膜分离实现高浓度污泥运行的同时，利用破壁技术突破了污泥厌氧消化的关键限速步骤，实现较常规andmbr污泥厌氧消化工艺更高的挥发性固体(vs)消解率及沼气产率，通过循环消化实现了污泥进一步的减量化与资源化，效果稳定可靠，可以推广。

技术特征：

1.一种基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤s1中，所述厌氧消化过程中，消化温度为35～37℃，ph为7～8。

3.根据权利要求2所述的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤s1中，所述厌氧消化过程中，氧化还原电位orp为-500～-450mv。

4.根据权利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤s2，所述厌氧消化过程中，水力停留时间为10～20天，固体停留时间为30～50天。

5.根据权利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤s2，所述破壁处理过程中，所述侧流式污泥电破壁装置发射的微波波长为1～1000mm，发射频率为0.3～300ghz，发射功率为500～1000w。

6.根据权利要求1所述的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述步骤s2中，进行破壁处理的浓缩污泥与主反应区进来的污泥的比例为50wt％～100wt％。

7.根据权利要求1～6任一项所述的基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，其特征在于，所述基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺中，vs的消解率≥40wt％，沼气产率≥0.70l/g vs。

技术总结
本发明公开了一种基于污泥破壁的污泥厌氧消化工艺，污泥在AnDMBR的主反应区内进行厌氧消化处理并产生沼气，消化后的污泥进入到AnDMBR的膜分离区进行浓缩分离得到浓缩污泥；浓缩污泥一部分外排，一部分回流至侧流式污泥电破壁装置进行破壁处理，然后返回至AnDMBR的主反应区进行厌氧消化。本发明在膜分离区与主反应区之间的污泥循环管道上增设侧流式污泥电破壁装置，浓缩后的消化污泥经破壁后重新回流至消化体系，通过破壁过程促进胞内有机质溶出以及固着性胞外聚合物与细胞剥离，显著提升污泥厌氧消化过程中细胞破壁以水解酸化过程的速率，实现污泥的减量化和资源化利用。

技术研发人员：杨戌雷,顾萍,周斌,曹佳君,方丽敏,王志伟,吴炜,周博,戴若彬,王雪野
受保护的技术使用者：上海城投污水处理有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16