【CN109609559A】高锰酸钾KMnOSub4Sub提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法【专利
城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究
城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理探究一、城市污泥厌氧发酵产酸条件的优化城市污泥厌氧发酵是一种将有机物分解为有机酸的过程，主要通过微生物的代谢作用来完成。
为了获得较高产酸效果，需对发酵条件进行优化。
1.温度：温度是影响污泥发酵产酸效果的关键因素之一。
适合的温度能提高微生物的生长速率和酶的活性，增进有机物的降解。
探究表明，在35-40℃之间，城市污泥的产酸效果最好。
2. pH值：pH值是环境中酸碱度的指标，也是微生物生长和代谢活动的重要因素。
过低或过高的pH值都会对微生物的生长和酶的活性产生抑止作用，从而影响产酸效果。
探究发现，维持在6.5-7.5的中性环境对城市污泥产酸有利。
3. 初始碳氮比：污泥中的有机物主要含有碳和氮，它们的比例对微生物的生长和代谢产酸有一定影响。
探究显示，当初始碳氮比控制在20:1-30:1范围内时，城市污泥的产酸效果较好。
4. 初始污泥浓度：初始污泥浓度影响微生物的密度和生长速率，从而影响产酸效果。
适合的初始污泥浓度能够提高产酸效率。
探究表明，城市污泥的最佳初始浓度约为10%。
二、城市污泥厌氧发酵产酸机理的探究城市污泥厌氧发酵产酸机理包括微生物的生长代谢和有机物的降解过程。
1. 微生物的生长代谢：厌氧发酵过程中，一些厌氧菌群通过碳源的有机酸代谢产生氢气、二氧化碳和酸性物质。
厌氧菌群通过差异代谢机制增进产酸，其中乙酸菌群是产酸的主要功能菌。
2. 有机物的降解：城市污泥中的有机物主要是蛋白质、碳水化合物和脂肪类物质。
在厌氧发酵过程中，这些有机物会经过一系列酶的作用逐渐分解为有机酸，主要包括乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等。
此外，城市污泥中的微生物数量、种类和活性也对产酸效果产生影响。
厌氧菌的种类和数量直接影响污泥厌氧发酵产酸的效果。
因此，合理控制微生物菌群的生长和代谢活动有助于提高城市污泥的产酸效果。
三、城市污泥发酵产酸的应用前景城市污泥发酵产酸是一种高效、经济、环境友好的城市污泥处理方法。
高锰酸钾强化混凝处理化工废水生化尾水
环境保护与循环经济高锚酸钾强化混凝处理化工废水生化尾水杜虎1汪潼潼2(1.南京大学盐城环保技术与工程研究院，江苏盐城224000;2.盐城工业职业技术学院，江苏盐城224000)摘要:高猛酸钾氧化技术是提高混凝工艺去除有机污染物的有效途径之一。
与其他方法相比,采用高链酸钾氧化法作为混凝工艺的前处理工艺具有反应速度快、处理效率高、适用范围广等优点。
实验采用高猛酸钾强化混凝处理生化尾水，考察了高猛酸钾投加量、反应时间、反应pH以及不同混凝剂组合的因素的影响。
结果表明‘COD'TOC'UVw等污染物的去除率随着高镒酸钾投加量的增加而增加;在高猛酸钾投加量小于12mg/L时，反应时间不应大于40min;高镒酸钾对有机物的去除存在最优的pH,pH在6~7范围内，有机物去除率较高；高猛酸钾与不同混凝剂组合工艺相比于单独投加高镒酸钾或直接混凝剂混凝,COD 去除率明显提高。
高猛酸钾与聚合氯化铝组合混凝工艺对有机污染物的去除效果较其他组合工艺好。
关键词：强化混凝；高猛酸钾;生化尾水Abstract:It's one of the effective ways to remove organic pollutants by potassium permanganate pre-oxidation. Compared w让h other methods,the technology of potassium permanganate pre-oxidation has the advantages of fast reaction speed,high treatment efficiency,and wide application.The treatment of biochemical tail water with enhanced coagulation by potassium permanganate?and the influence of potassium permanganate dosage,reaction time,reaction pH,and different coagulant combinations had investigated.The results show that the removal rate of pollutants such as COD,TOC,UV254increases with the increase of potassium permanganate dosage;when the dosage of potassium permanganate is less than12mg/L,the reaction time should not exceed40min;permanganate pre-oxidation has an optimal pH.In the pH range of6〜7,the removal rate of organic pollutants is higher; the combination process of potassium permanganate and different coagulants is compared with potassium permanganate alone or directly coagulation,COD removal rate has been significantly improved.The combined coagulation process of potassium permanganate and poly-aluminum chloride can remove organic pollutants better than other combined processes.Key words:enhanced coagulation;potassium permanganate;biochemical tail water中图分类号：X703文献标识码:A文章编号:1674-1021(2021)02-0018-051引言化工废水生物毒性大、可生化性差，是最难处理的废水之一」切。
【CN109680012A】一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法【专利】
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910003793 .5
(22)申请日 2019 .01 .02
(71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南 路1号湖南大学
(72)发明人 王冬波 符气梓 杨静楠
(51)Int .Cl . C12P 3/00(2006 .01) C02F 11/04(2006 .01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
CN 109680012 A
CN 109680012 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于，主要包含以下步骤： 取城市污水处理 厂产生的 活性污泥 ，经自 然沉降 去除 上清液 后 ，进行浓缩处理得到厌 氧发酵原料，将所得到的污泥与高锰酸钾混合，在厌氧环境下发酵，产生氢气。 2 .根据权利要求1所述的一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于：所 述污泥为城市污水厂产生的活性污泥，静置温度为4℃，沉淀时间为1天。 3 .根据权利要求1所述的一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于：所 述的SDBS的投加剂量为0 .025～0 .2g/g TSS，优选为0 .05～0 .1g/g TSS。 4 .根据权利要求1所述的一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于：向 经过预处理后的污泥中通入氮气5min至反应器中无氧气存在，整个发酵环境保持为厌氧。 5 .根据权利要求1所述的一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于：所 述的厌氧发酵温度为35±1℃。 6 .根据权利要求1所述的一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于：所 述的震荡速度为120rpm/min。 7 .根据权利要求1所述的一种增强剩余污泥厌氧发酵产生氢气的方法，其特征在于：所 述污泥发酵的时间为10～14d。
高锰酸钾除溦污染效能分析
高锰酸钾除溦污染效能分析高锰酸钾是一种强氧化剂，其氧化还原电位(E°MnO<sub>4</sub>-/MnO<sub>2</sub>)在酸性条件下为1.70V，在碱性条件下为0.59V。
高锰酸钾很早即被用于水的消毒，并成功地应用于去除水中嗅味、抑制藻类生长。
多年来，关于高锰酸钾去除水中微量有机污染物的研究主要限于在含有机物的纯水溶液中进行，与实际偏差较大。
笔者近年来通过对高锰酸钾除微污染效能与机理进行的系统性研究工作发现，高锰酸钾在一定条件下具有优良的除微污染作用[1～7]，开发出高锰酸钾除微污染技术，并在生产中应用。
1.试验过程与方法试验在哈尔滨某厂进行，该厂的取水口位于哈尔滨市松花江下游，采用岸边式取水。
该水源受到城市污水和工业废水的污染，试验在污染较严重的枯水期(冬季)进行。
原水的高锰酸盐指数9～11mg/L，浊度30度，pH7.2～7.3。
原水经自然沉淀后，分别转移到几个全玻璃容器中，将水样的pH值分别调节至2.4、7.3和11.0，投加4mg/L分析纯高锰酸钾溶液，在室温下(10℃左右)反应2h后，以亚硫酸钠还原剩余的高锰酸钾，再将各水样pH值调节至中性，加入5mg/L硫酸铝，搅拌过滤后用富集柱对水样中有机污染物进行富集，每个水样富集260L。
按照上述操作条件进行不加高锰酸钾的对照试验，然后用色谱质谱联机对水中多种有机污染物进行分析，用Ames试验对水样中的有机污染物进行综合毒理检测。
水样用GDX-102树脂富集，树脂分别用重蒸乙醚、二：氯甲烷、甲醇等有机溶剂依次在索氏提取器中各抽提8h进行纯化处理，装入φ30mm×200mm的特制玻璃管中，以80～100mL/min流量进行富集，每个水样连续流过260L水后停止富集。
用乙醚(75mL)、二氯甲烷(75mL)、二硫化碳(15mL)依次对富集柱进行洗脱。
合并每个水样洗脱液经脱水处理后，用K-D浓缩器在48℃下浓缩至1mL，用色质联机进行有机污染物分析。
一种提高污泥厌氧发酵产酸的方法[发明专利]
![一种提高污泥厌氧发酵产酸的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/30b1b1ddafaad1f34693daef5ef7ba0d4a736dc7.png)
(10)申请公布号 CN 101768609 A(43)申请公布日 2010.07.07C N 101768609 A*CN101768609A*(21)申请号 200910194906.0(22)申请日 2009.09.01C12P 7/40(2006.01)(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人严媛媛 冯雷雨 张超杰 朱洪光周琪(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人吴林松(54)发明名称一种提高污泥厌氧发酵产酸的方法(57)摘要本发明一种提高污泥厌氧发酵产酸的方法，属于环境保护技术领域，其以城市污水处理厂剩余污泥为原料，通过控制超声波的操作参数对污泥微尘物进行破壁作用，使微尘物细胞内有机物大量溶出，加入碱液调节pH 值以及微尘物的作用将污泥最大程度的由固相转化为液相并产尘挥发性有机物。
本发明对污泥无害化、资源化的基础上进一步提高了污泥尘产有机酸的量。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页权 利 要 求 书CN 101768609 A1/1页1.一种提高污泥厌氧发酵产酸的方法，其特征在于：以污泥为原料，先通过超声对污泥中微生物进行破壁作用，使微生物细胞内有机物大量溶出，再通过调节pH值至碱性进一步促进污泥溶解和抑制厌氧发酵过程中产甲烷菌的活性，将污泥中有机成分转化为挥发性有机酸。
2.根据权利要求1所述的提高污泥厌氧发酵产酸的方法，其特征在于：超声对污泥进行破壁的具体条件为：超声波能量密度为：0.25～4.0kw/L；超声时间为：1～50min。
3.根据权利要求1所述的提高污泥厌氧发酵产酸的方法，其特征在于：反应器中pH调节为8～12。
4.根据权利要求1所述的提高污泥厌氧发酵产酸的方法，其特征在于：污泥在反应器中停留时间为3小时～15天。
5.根据权利要求2所述的提高污泥厌氧发酵产酸的方法，其特征在于：超声对污泥进行破壁的更佳条件为：超声波能量密度为0.5～2.0kw/L；超声时间为5～30min。
一种提高剩余活性污泥厌氧发酵产氢效率的预处理方法[发明专利]
![一种提高剩余活性污泥厌氧发酵产氢效率的预处理方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/51624faccf84b9d529ea7a67.png)
专利名称：一种提高剩余活性污泥厌氧发酵产氢效率的预处理方法
专利类型：发明专利
发明人：段玉莹,王冬波,黎一夫,帅昆,秦玉格,张丹,何丹丹,刘旭冉
申请号：CN201710870591.1
申请日：20170923
公开号：CN109554399A
公开日：
20190402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种提高剩余活性污泥厌氧发酵产氢效率的预处理方法。
具体方法包括：以城市污水处理厂二沉池污泥作为发酵基物；向发酵基质中投加氯化铵；调节发酵体系的pH，恒定温度下使其达到一定浓度的游离氨(FA)进行预处理12h，之后进行厌氧发酵产氢。
本发明基于游离氨预处理不仅促使污泥中有机物的溶出，还充分抑制同型产乙酸菌和产甲烷菌等耗氢微生物活性的原理，极大提高了产氢效率。
本发明中游离氨预处理产氢率可达14.65mL H/g VSS，是空白组的14.22倍，是碱性预处理(pH＝9.0±0.1)的2.41倍。
本发明提供的方法操作简单，产氢高效，不需额外加特殊菌种作为产氢菌，价格低廉，可以同时实现污泥的减量化和资源化和稳定化，具有重要的环保生态意义。
申请人：湖南大学
地址：410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号湖南大学
国籍：CN
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城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究
城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究摘要：城市污泥作为一种常见的有机废弃物，对环境和人类健康造成潜在风险。
污泥厌氧发酵是一种有效的处理方法，可以将有机物转化为有价值的产物，如甲烷和有机酸。
本研究旨在优化城市污泥厌氧发酵产酸的条件，并探讨其机理。
通过实验和数据分析，发现温度、pH、氮源和有机负荷等因素对污泥厌氧发酵产酸过程具有显著影响。
优化条件下，可获得较高产酸率和产酸效率，并减少副产物的生成。
同时，研究还揭示了产酸机理中的关键步骤，为工艺的优化提供了理论依据。
引言：城市化进程加快以来，污水处理厂产生的污泥数量不断增加。
传统的污泥处理方法会造成环境问题和资源浪费。
厌氧发酵是一种有效的污泥处理技术，能够将有机物转化为甲烷和有机酸等高附加值产物。
其中，产酸是厌氧发酵过程中的关键步骤。
本研究旨在优化城市污泥厌氧发酵产酸的条件，提高产酸效率和产酸率，并探究其机理。
实验方法：本研究选择城市污泥作为原料，在实验室条件下进行厌氧发酵产酸实验。
实验过程中，分别调节温度、pH 值、氮源和有机负荷等因素，并监测产气量、产酸量和产酸率等指标。
同时，采集发酵液样品，通过色谱分析等方法测定有机酸的种类和含量。
通过数据分析，找出最佳的产酸条件，并探讨产酸机理。
结果与讨论：实验结果表明，温度是影响城市污泥厌氧发酵产酸过程的重要因素。
适宜的温度能够促进菌群代谢活性，提高产酸效率。
本研究发现，在35-40°C的温度范围内，产酸率最高。
此外，pH值也对产酸过程起着重要作用。
保持适宜的pH范围（5.5-6.5），有利于产酸有机酸的积累。
氮源是污泥厌氧发酵产酸过程中的限制因素之一。
适量添加氮源可以提高发酵液中产酸的含量和产酸率。
然而，过高浓度的氮源会抑制产酸和产甲烷过程。
此外，调整有机负荷也可以影响产酸效果。
较低的有机负荷可以提高污泥厌氧发酵的稳定性和产酸效率。
结论：通过对城市污泥厌氧发酵产酸条件的优化及机理的研究，可以得出以下结论：温度、pH、氮源和有机负荷等因素对污泥厌氧发酵产酸过程有重要影响。
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说 明 书
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高锰酸钾(KMnO4)提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法
技术领域 [0001] 本发明属于环境保护以及污泥处理资源化技术领域，具体涉及一种以加入高锰酸 钾来提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法。
技术背景 [0002] 目前，我国城镇污水处理厂的数量快速增长，伴随着大量初沉污泥和剩余污泥的 产生。由于城镇居民生活排放的污水中含有各种各样的污染物，其经过市政管网进入到污 水处理厂，这些污染物不能够被污泥中的微生物降解，被大量附着于浓缩的污泥中。如果污 泥处理与处置不恰当，将会导致污泥和地下水、地表水等接触，剩余污泥絮体中包含了大量 病毒、重金属、难被微生物降解的物质等其他有毒有害的物质将会进入到地下水和地表水 中 ，严重污染地下水和地表水 ，进而对人类健康带来重大危害。此外 ，由 于污泥的处理与处 置费 用占 整个污水处理厂总成本的60％以 上 ，快速增长的活性污泥已 经成为了污水处理厂 重要的挑战之一。 [0003] 剩余污泥中富集了大量的蛋白质、糖等有机物。厌氧发酵处理污泥是污泥资源化 利 用的 一种常见方法 ，但此前的 厌氧发酵、消化主要集中 在甲 烷、氢气的 产生 ，而对于产生 短链挥发性脂肪酸鲜有涉及。短链脂肪酸是一种具有较高附 加值的 产品 ，既 可以 充当污水 处理厂脱氮除磷的碳源，实现较好的脱氮除磷效果，减少甲醇等外加碳源的使用，减轻了污 水处理厂的负担；还可以用于合成聚羟基烷酸(PHAs) ，PHAs是一种热塑性材料，机械性能与 聚乙烯、聚丙烯相似，但其能完全生物降解，具有生物相容性；此外，将剩余污泥用于厌氧发 酵产生短链脂肪酸能够有效的实现污泥的减量化，减少了污泥的处置费用。 [0004] 污泥厌氧发酵分为六个阶段，即溶解、水解、酸化、乙酸化、同型产乙酸化和甲烷化 阶 段。短链脂肪酸 ，是厌氧 消化中的 一 种中间代谢产物 ，主要在厌氧发酵的 酸化 、乙 酸化过 程中 产生 ，在甲 烷化过程中被甲 烷菌等微生物消耗。因此 ，增加污泥溶出 ，为产酸细菌提供 更 多底物以 及抑 制耗酸 细菌的 活 性是提高 污泥厌氧发 酵 产生短 链脂肪酸的 关 键。研究 发 现，通过超声、加热、微波等预处理能够显著提高污泥的溶出，提高短链脂肪酸的产量，但是 这些预处理手段操作复杂、能源消耗大且容易造成二次污染，使其应用受到很大的限制，因 此 ，寻找一种操作简便、安全便宜且高效的 污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的 方法成为研究 的热门。 [0005] 高锰酸钾是一种强氧化剂，被广泛地用于水的消毒、除臭、抑制藻类的生长等。同 时在医药、化工等领域也有使 用，特别的 ，高锰酸钾作为一种氧化剂 ，能够有效的促进污泥 细胞的破碎，增加有机物的释放，，从而大幅度的提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸，然而， 到目前为止，利用高锰酸钾提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的研究还没有被报道。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
CN 109609559 A
CN 109609559 A
权 利 要 求 书
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1 .一种利用高锰酸钾提高污泥产生短链脂肪酸的方法，其特征在于，主要包含以下步 骤：
取城市污水处理 厂产生的 活性污泥 ，经自 然沉降 去除 上清液 后 ，进行浓缩处理得到厌 氧发酵原料，将所得到的污泥与高锰酸钾混合，在厌氧环境下发酵，产生短链脂肪酸。
(10)申请公布号 CN 109609559 A (43)申请公布日 2019.04.12
( 54 )发明 名称 高锰酸钾（KMnO4）提高污泥厌氧发酵产生短
链脂肪酸的方法 ( 57 )摘要
本发明 涉 及一 种以 加入高 锰酸 钾提高 污泥 厌 氧 发 酵 产 生 短 链 脂 肪 酸的 方 法 。具 体 方 法 包 括：( 1 )先对城市污水处理厂产生的初沉污泥和 剩余污泥进行自然沉降处理 ，去除上清液进行浓 缩 ，得到发酵原料 ；( 2 )然后将高锰酸钾加入到上 述得到的发酵原料中 ，在厌氧条件下处理，产生 短 链脂肪酸 。污泥经过高 锰酸 钾处理之 后 ，不 仅 促进了污泥的 破胞 ，使蛋白 质、糖等有机物大量 溶出，而且严重的限制了产甲烷等耗酸微生物的 活性，因而能够极大的促进污泥产生短链脂肪酸 的量。通过简单、便宜而有效的操作，实现了污泥 减量化并一步促进了污泥的资源化利用，对污泥 的处理处置具有重要的意义。
2 .根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾提高污泥产生短链脂肪酸的方法，其特征 在于：所述污泥为城市污水厂产生的活性污泥，静置温度为4℃，沉淀时间为1天。
3 .根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾提高污泥产生短链脂肪酸的方法，其特征 在于：所述的高锰酸钾的投加剂量为0 .025～0 .2g/g TSS，优选为0 .05～0 .1g/g TSS。
4 .根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾提高污泥产生短链脂肪酸的方法，其特征 在于：向经过预处理后的污泥中通入氮气5min至反应器中无氧气存在，整个发酵环境保持 为厌氧。
5 .根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾提高污泥产生短链脂肪酸的方法，其特征 在于：所述的厌氧发酵温度为35±1℃。
6 .根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾提高污泥产生短链脂肪酸的方法，其特征 在于：所述的震荡速度为120rpm/min。
发明内容 [0006] 本发明的目的在于提供一种提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的方法，即投加高 锰酸钾促进污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910000676 .3
(22)申请日 2019 .01 .02
(71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山1)Int .Cl . C12P 7/40(2006 .01) C02F 11/04(2006 .01)