一种利用硫代硫酸盐强化亚铁盐/过硫酸盐处理污泥产短链脂肪酸的方法

技术领域

本发明属于环境保护及资源化技术领域，具体涉及一种利用硫代硫酸盐部分取代Fe

背景技术

城市污水处理厂每年会产生大量的剩余污泥，据统计，2020年我国剩余污泥总产量为1162万吨(含水率80％)。一方面，剩余污泥中含有病原体、重金属和难降解的有机污染物，若处理不当会对环境和人体健康会产生威胁；另一方面，剩余污泥中含有丰富的有机质，如蛋白质、碳水化合物等，应被视为资源而非废弃物处置，以满足污水厂持续运营和响应“双碳”目标。通常，剩余污泥的处置费用高达污水厂运营费用的20-50％(BioresourceTechnology，2011，102(10)：5617-5625)，这对污水厂带来了巨大挑战。因此，迫切需要一种合适的污泥处理方式。

厌氧发酵可实现剩余污泥稳定化、减量化，还可从中回收高价值的产物，如甲烷、H

发明内容

本发明为解决现有的剩余污泥厌氧发酵产SCFAs体系产酸量低、铁盐大量投加带来的“铁泥”沉淀等问题，提供一种利用硫代硫酸盐强化亚铁盐/过硫酸盐处理污泥产短链脂肪酸的方法。该方法投加硫代硫酸盐部分取代Fe

所述的利用硫代硫酸盐强化亚铁盐/过硫酸盐处理污泥产短链脂肪酸的方法为：污泥经沉降后去除上清液得到发酵基质；将发酵基质加入发酵罐中，投加过硫酸盐和亚铁盐，密封反应5-50min，优选10-30min后投加硫代硫酸盐；充分反应后充氮气驱除氧气，密封好发酵罐置于恒温培养箱中进行厌氧发酵产短链脂肪酸。

所述污泥为污水厂厌氧池污泥和剩余污泥。以TSS计，剩余污泥的加入量不超过污水厂厌氧池污泥的2倍。

所述沉降时间为12-36h，沉降时污泥置于2-6℃环境下。

所述过硫酸盐、亚铁盐和硫代硫酸盐的摩尔比范围为4:1-4:1-3。

加入的盐的总量与污泥以TSS计的质量比为0.5-1.5。

所述过硫酸盐为K

所述亚铁盐为FeSO

所述硫代硫酸盐为Na

所述充分反应的时间为2-24h，优选6-10h。

所述充分反应后发酵罐内pH范围为3.0-5.0。

所述充氮时间为10-30min。

所述恒温培养箱的温度为25-40℃。

所述厌氧发酵时间为15-40d。

本发明中，利用硫代硫酸盐强化Fe

本发明的有益效果包括：

1、对污水厂的剩余污泥进行资源化利用产短链脂肪酸，节省了污泥的处置费用，降低了其对环境的潜在风险，实现了污泥减量化、资源化和无害化。

2、投加活性高、无毒害、成本低、应用广泛的硫代硫酸盐部分取代Fe

3、将本发明得到的短链脂肪酸用作实验室运行的生物脱氮除磷系统(例如强化生物除磷(EBPR)反应器)，结果表明产生的短链脂肪酸可维持反应器的正常稳定运行(除磷率维持在70％-90％)。

4、基于本发明的经济评估表明，硫代硫酸盐强化Fe

附图说明

图1是本发明对比例和实施例的短链脂肪酸产量图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

将厌氧池污泥和剩余污泥在5℃环境下沉降24h后去除上清液，然后取200mL厌氧池污泥(含水率98.3％，pH7.12)和400mL剩余污泥(97.9％，pH7.05)装入发酵罐中，投加摩尔比为4:3的过硫酸钾和FeSO

实施例2

将厌氧池污泥和剩余污泥在5℃环境下沉降24h后去除上清液，然后取200mL厌氧池污泥(含水率98.3％，pH7.12)和400mL剩余污泥(97.9％，pH7.05)装入发酵罐中，投加过硫酸钾和FeSO

实施例3

将厌氧池污泥和剩余污泥在5℃环境下沉降24h后去除上清液，然后取200mL厌氧池污泥(含水率98.3％，pH7.12)和400mL剩余污泥(97.9％，pH7.05)装入发酵罐中，投加过硫酸钾和FeSO

对比例1

将厌氧池污泥和剩余污泥在5℃环境下沉降24h后去除上清液，然后取200mL厌氧池污泥(含水率98.3％，pH7.12)和400mL剩余污泥(97.9％，pH7.05)装入发酵罐中，静置10h后，充氮20min驱除氧气，随即密封发酵罐，置于恒温培养箱中进行产酸发酵，控制温度为35±1℃，发酵5d时短链脂肪酸最高产量为109mg COD/L。

对比例2

将厌氧池污泥和剩余污泥在5℃环境下沉降24h后去除上清液，然后取200mL厌氧池污泥(含水率98.3％，pH7.12)和400mL剩余污泥(97.9％，pH7.05)装入发酵罐中，投加过硫酸钾和FeSO