申請日2017.09.30

　　公開(公告)日2017.12.29

　　IPC分類號C12P7/54; C12P7/52; C02F11/04

　　摘要

　　本發明采用了一種利用新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進剩余污泥厭氧發酵產酸的方法。目前，多數化學表面活性劑存在毒性，生物可降解性差，且對剩余污泥厭氧發酵產酸效果的提高不夠顯著。醇醚糖苷具有易于生物降解、水溶性好、成本低且對環境友好等優點，本發明通過投加一種新型表面活性劑醇醚糖苷促進剩余污泥厭氧發酵產酸，能有效縮短發酵產酸的時間，且顯著提高揮發性脂肪酸產率，所得發酵液可用于增強生活污水生物處理過程中的脫氮除磷作用，從而同時實現剩余污泥資源化與減量化的目的，為剩余污泥發酵產酸的工程化運用開發了一種新的方法。

　　權利要求書

　　1.一種利用新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進污泥厭氧發酵產酸的方法，其特征在于：

　　將剩余污泥進行自然沉降，使得剩余污泥總懸浮固體濃度TSS控制在10～20 g/L，在發酵過程中，控制攪拌速度和發酵溫度，向剩余污泥投加醇醚糖苷來促進剩余污泥快速產揮發性脂肪酸，僅需4天揮發性脂肪酸濃度達最高，且揮發性脂肪酸以乙酸和丙酸為主。

　　2.根據權利要求1所述的一種利用新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進污泥厭氧發酵產酸的方法，其特征在于，權利要求1所述的醇醚糖苷是脂肪醇醚的糖苷化產物，屬于新型綠色表面活性劑，使用的醇醚糖苷型號為AEG050。

　　3.根據權利要求1所述的一種利用新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進污泥厭氧發酵產酸的方法，其特征在于，權利要求1所述的醇醚糖苷的投加量為0.05～0.5g/g TSS。

　　4.根據權利要求1所述的一種利用新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進污泥厭氧發酵產酸的方法，其特征在于，權利要求1所述的厭氧發酵的攪拌速度是100～140rpm/min，發酵溫度為25～35℃。

　　說明書

　　一種利用新型綠色表面活性劑促進剩余污泥厭氧發酵產酸的方法及應用

　　技術領域

　　本發明屬于固體廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進剩余污泥厭氧發酵產酸的方法及應用。

　　背景技術

　　活性污泥法是國內外污水廠處理污水廣泛采用的工藝，然而采用此法工藝的污水廠中會有大量的剩余污泥產生，其處理處置成本較高。剩余污泥的不恰當處置處理，不僅會給環境帶來嚴重污染，而且對人類健康構成嚴重威脅。因此，如何快速、有效、環保處理剩余污泥，是一個亟待解決的重要問題。剩余污泥中含有豐富的有機物如蛋白質、多糖等以及氮、磷等營養元素，利用污泥中的有機質進行厭氧發酵可產生揮發性脂肪酸(VFAs)，VFAs既可以進一步發酵產生甲烷，也可使其累積作為外加碳源提高污水處理的脫氮除磷效果。因此，通過厭氧發酵產酸利用剩余污泥中的有機組分，這既能減少剩余污泥對環境造成的二次污染，又能在污水處理廠內部實現資源化利用。

　　剩余污泥的厭氧發酵過程主要分為顆粒態有機物的溶解、水解、酸化和甲烷化四個步驟，VFAs產生于污泥厭氧發酵的酸化階段。近年來，通過厭氧發酵將剩余污泥中有機質轉化為VFAs，然后將VFAs用于化工原料或脫氮除磷的補充碳源受到越來越多研究者的關注。另一方面，大量的剩余污泥可在污水廠內部實現資源化利用，也可以進一步節約剩余污泥的運輸等方面的成本。VFAs是污泥厭氧消化產甲烷的中間代謝產物，其經濟價值要高于氫氣和甲烷。因此，通過各種物理方法、化學方法、生物技術及各方法的聯合使污泥停留在水解酸化階段，累積大量的揮發性脂肪酸，無論從環境、社會、學術還是經濟方面，這條途徑都具有廣闊而深遠的意義。

　　為了提高揮發性脂肪酸的產率，常采用熱、超聲、微波、機械、酸堿、酶、表面活性劑等物理、化學或者生物的手段來提高污泥水解速率和抑制產甲烷。近年來已有研究者發現添加化學表面活性劑可提高剩余污泥水解速率，降低產甲烷菌的活性，從而使揮發性脂肪酸得以累積。然而多數化學表面活性劑存在毒性，生物可降解性差，會對環境造成二次污染，且它們對剩余污泥厭氧發酵產酸效果的提高不夠顯著。此外，也有研究者利用生物表面活性劑烷基糖苷促進剩余污泥厭氧發酵產酸，但其成本較高，不具有經濟性。

　　發明內容

　　為解決上述技術問題，本發明的目的在于利用一種新型綠色表面活性劑醇醚糖苷AEG050提高剩余污泥厭氧發酵的水解效率，促進VFAs的累積，實現剩余污泥的資源化利用。

　　本發明提出的利用一種新型綠色表面活性劑醇醚糖苷促進污泥厭氧發酵產酸的方法，具體步驟如下：

　　(1)將污水處理廠的剩余污泥進行沉降，倒上清液，得濃縮污泥，總懸浮固體濃度控制在10～20 g/L;

　　(2)將濃縮污泥放入反應瓶中，投加醇醚糖苷，其中醇醚糖苷的投加量為0.05～0.5g/gTSS;

　　(3)將反應瓶密封，放入搖床中以100～140rpm/min轉速進行厭氧發酵，發酵溫度為25～35℃、發酵時間為8d，完成醇醚糖苷促進剩余污泥厭氧發酵產酸過程。

　　(4)通過離心進行發酵液的固液分離，得到含揮發性脂肪酸的上清液。

　　本發明提供的方法的優勢在于：

　　(1)醇醚糖苷屬于烷基糖苷和脂肪醇醚的性能改良產品，無毒無刺激、易于生物降解，低溫水溶性良好，對人體和環境安全。醇醚糖苷的原料成本和產品售價低于烷基糖苷，是性價比更高、應用領域更廣泛的新型、多功能性綠色表面活性劑。

　　(2)綠色表面活性劑醇醚糖苷能促進顆粒污泥的溶解，蛋白質和多糖等有機物的大量溶出大大節省了產酸能耗和成本，得到的揮發性脂肪酸是主要是乙酸和丙酸，富集乙酸和丙酸的發酵液可作為外加碳源回流至污水生物處理環節，強化其脫氮除磷效果;且在第4天剩余污泥厭氧發酵產酸總量最高，有效縮短污泥最佳發酵產酸的時間，實現了剩余污泥的資源化和減量化。

　　(3)該方法對設備要求低，具有操作簡單、反應條件溫和、成本低廉等優點。