專利名稱：水華藍(lán)藻厭氧發(fā)酵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水華藍(lán)藻厭氧發(fā)酵的方法，是一種水華藍(lán)藻無害化處 理與資源化利用技術(shù)，屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
受工業(yè)廢水以及生活污水排放以及農(nóng)業(yè)面源污染的影響，水體的富營 養(yǎng)化日趨加重，水體富營養(yǎng)化的一個(gè)顯著特征是藍(lán)藻水華暴發(fā)越來越頻 繁，水華藍(lán)藻暴發(fā)以及腐爛，不僅造成了飲用水的嚴(yán)重污染與不安全，且 還是使水體失去了原有的生態(tài)、娛樂、觀光等功能，進(jìn)而引發(fā)生態(tài)災(zāi)害， 因此，對水華藍(lán)藻及時(shí)收集打撈與處置，已受到了各級政府與部門的重視 與人們普遍的關(guān)注。
打撈是消除內(nèi)陸水體水華污染的重要措施，在我國云南滇池、江蘇太 湖、安徽巣湖等已被應(yīng)用。在水華暴發(fā)的高峰季節(jié)，太湖每天打撈藍(lán)藻在 千噸以上。對打撈上岸的藍(lán)藻，如何及時(shí)有效無害化處理與利用，是水華 藍(lán)藻打撈治理湖泊水體是否成功的關(guān)鍵，若對打撈的藍(lán)藻不能及時(shí)地有效 無害化處置及資源化利用，會因藍(lán)藻的腐爛發(fā)臭、氮、磷等養(yǎng)分以及藍(lán)毒 素的釋放，而產(chǎn)生二次污染。
目前，國內(nèi)外對打撈藍(lán)藻的無害化處理與資源化研究較少。日本將藻 類如微囊藻作為綠粉有機(jī)肥料，其肥效優(yōu)于一般化肥，氮、磷、鉀含量均 高于豆餅、紫云英等植物性有機(jī)肥料，且不含對作物及人體有害的重金屬， 使用后不會污染土壤。1992年，日本的脫水微囊藻已全部實(shí)現(xiàn)肥料化，年
產(chǎn)量120—180 t。微囊藻實(shí)現(xiàn)資源化利用后，處理費(fèi)用下降了30% 。我
國學(xué)者研究報(bào)道了利用水華藍(lán)藻作為厭氧發(fā)酵底物進(jìn)行無害化處理與能 源化利用，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在全國第一個(gè)建立起了藍(lán)藻厭氧發(fā)酵中試工
程，并申請了專利。
專利號20061009. 5 (藻類沼氣能源化發(fā)酵方法及其產(chǎn)品)提出了利 用厭氧發(fā)酵方法無害化處理打撈藍(lán)藻，獲取沼氣以及沼液藻渣等產(chǎn)品，該 方法提出以藍(lán)藻為主要原料，通過添加秸稈等富碳有機(jī)物調(diào)節(jié)藍(lán)藻的C/N 比，在常溫進(jìn)行厭氧發(fā)酵15天以上，獲得沼氣，同時(shí)可以獲得富含氮、 磷以及有機(jī)養(yǎng)分等植物營養(yǎng)元素或化合物，利用沼液沼渣可以替代化學(xué)肥 料或其它有機(jī)肥料，作為基肥或追肥使用，可提高作物產(chǎn)品與改善作物品 質(zhì)。同時(shí)，通過厭氧發(fā)酵處理，可顯著降低藍(lán)藻中藻毒素含量，達(dá)到無害 化目的。該方法僅是提出了利用藍(lán)藻進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣以及將沼液與沼 渣進(jìn)行利用，并未涉及基于藍(lán)藻膨脹與漂浮特性的厭氧發(fā)酵方法。在實(shí)際 工程運(yùn)行中，會出現(xiàn)因藍(lán)藻膨脹而影響厭氧消化池的有效容積，也會因藍(lán) 藻漂浮而使產(chǎn)氣效率低，甚至產(chǎn)氣失敗等嚴(yán)重問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于打撈出水的水華藍(lán)藻厭氧酸化階段， 會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中酸化池設(shè)計(jì)，不能滿足藍(lán)藻膨脹 過程所需要的滯留時(shí)間，未完成膨脹階段的藍(lán)藻進(jìn)入后續(xù)的厭氧消化池， 會降低消化池有效容積與產(chǎn)氣效率；藍(lán)藻具有的漂浮特征，使得即使利用 現(xiàn)有攪拌式厭氧消化池也難以使漂浮的藍(lán)藻與底部的污泥充分接觸，影響 了藍(lán)藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率，且漂浮的藍(lán)藻在消化池表面容易結(jié)殼，影響所
產(chǎn)沼氣的逸出與沼液排放，提出一種基于藍(lán)藻膨脹與漂浮特征的高效厭氧 發(fā)酵方法。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種用于水華藍(lán)藻厭氧發(fā)酵 的方法，其特征在于
1) 折流式酸化池設(shè)計(jì)將現(xiàn)有一格式酸化池設(shè)計(jì)分隔成3格，格與 格之間留有一平缺口，第1格(1)與第2格(2)間的平缺口 (4)遠(yuǎn)離
進(jìn)料(6)的另一端，第2格(2)與第3格(3)間的平缺口 (5)則位于
第一格進(jìn)料(6)的同一端,使水華藍(lán)藻在酸化池中流動時(shí)呈折流形式；
2) 改良的攪拌式厭氧消化池設(shè)計(jì)在普通攪拌式厭氧消化池上部再
加裝一個(gè)或數(shù)個(gè)攪拌器(8)，確保使飄浮于上部的水華藍(lán)藻能與底部污泥 充分混合，進(jìn)料(9)由池底部進(jìn)入，而出沼液口 (10)設(shè)置在消化池的
中部；
3) 將含水量質(zhì)量比90-99%的水華藍(lán)藻泵入折流式酸化池，控制常溫 條件下水華藍(lán)藻在酸化池中滯留時(shí)間大于3天，酸化處理后，泵入改良的 攪拌式厭氧消化池，進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。
步驟2)所述在消化池上部再加裝一個(gè)或數(shù)個(gè)攪拌器，其攪拌器可固 定在池頂部或池側(cè)面，攪拌器的葉輪應(yīng)沒于水面以下。所述的水華藍(lán)藻是 指用人工或機(jī)械方法從形成水華的富營養(yǎng)化湖泊或其它相對靜止水體中 打撈出的藍(lán)藻；所述的泵入是指使水華藍(lán)藻通過水泵的攪拌作用；所述水 泵是指普遍商業(yè)葉片式水泵。
有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)藍(lán)藻厭氧酸化過程中出現(xiàn)的膨脹 特點(diǎn)，選擇采用葉片式水泵進(jìn)行機(jī)械消脹作用，將水華藍(lán)藻提升或卸載或轉(zhuǎn)運(yùn)過程與消脹處理相結(jié)合，減少了消脹專用設(shè)備投資，降低了成本，將 現(xiàn)有的酸化池設(shè)計(jì)成折流式，可有效控制藍(lán)藻酸化滯留時(shí)間，使藍(lán)藻充分 完成其膨脹與酸化過程；在現(xiàn)有的攪拌式厭氧消化池基礎(chǔ)上，通過在池上 部另加裝攪拌器方式，可以有效解決漂浮的藍(lán)藻與消化池底物污泥充分接 觸、混合的問題，特別是消化池側(cè)面安裝攪拌器，可以有效防止漂浮藍(lán)藻 在消化池表面結(jié)殼現(xiàn)象發(fā)生，大大提高了藍(lán)藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣效率，將沼 液出口設(shè)置在消化池的中部，可以避免將漂浮在池上部而未經(jīng)過徹底消化 的藍(lán)藻排出。
本發(fā)明的技術(shù)總體性能指標(biāo)與同類技術(shù)比較的優(yōu)勢在于它通過泵 的機(jī)械作用以及延長藍(lán)藻酸化時(shí)間，提高了后續(xù)厭氧消化池的有效容積， 縮短了水華藍(lán)藻在厭氧消化池中的滯留時(shí)間；通過在消化池上部加裝攪拌 器，使漂浮藍(lán)藻與底部污泥充分接觸混合，增加了容積產(chǎn)氣率與有機(jī)負(fù)荷 量，提高了工程運(yùn)行效率。


圖l:折流式酸化池結(jié)構(gòu)
l第l格；2第2格；3第3格；4平缺口 ； 5平缺口 ； 6進(jìn)料口 ； 7泵
圖2:改良的攪拌式厭氧消化池結(jié)構(gòu)，攪拌器固定在池側(cè)面 8攪拌器；9進(jìn)料口； IO出沼液口； ll出渣口； 12沼氣出口
圖3:改良的攪拌式厭氧消化池，攪拌器固定在池頂部 8攪拌器；9進(jìn)料口； IO出沼液口； ll出渣口； 12沼氣出口
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
1)折流式酸化池設(shè)計(jì)將現(xiàn)有一格式酸化池設(shè)計(jì)分隔成3格，格與
格之間留有一平缺口，第1格1與第2格2間的平缺口 4遠(yuǎn)離進(jìn)料口 6的 另一端，第2格2與第3格3間的平缺口 5則位于第一格進(jìn)料6的同一端, 使水華藍(lán)藻在酸化池中流動時(shí)呈折流形式。
2)改良的攪拌式厭氧消化池設(shè)計(jì)在普通攪拌式厭氧消化池上部再 加裝一個(gè)或數(shù)個(gè)攪拌器8，確保使飄浮于上部的水華藍(lán)藻能與底部污泥充 分混合，進(jìn)料9由池底部進(jìn)入，而出沼液口 IO設(shè)置在消化池的中部。
實(shí)施例1
厭氧消化池容積為80m3，池型為改良的攪拌式消化池，在25^C條件 下，設(shè)計(jì)滯留時(shí)間為15天，則每天可處理水華藍(lán)藻5噸(約為5 m3。酸 化池設(shè)計(jì)為折流式，呈3格式(圖l)，每格有效容積為5m3。將打撈的水 華藍(lán)藻用泵抽入到運(yùn)輸車輛中，運(yùn)送到藍(lán)藻厭氧發(fā)酵處理場地，將藍(lán)藻放 入到酸化池第一格的一端，每天運(yùn)送一車，每車為5噸，當(dāng)進(jìn)入第l格的 水華藍(lán)藻超過51113后，水華藍(lán)藻通過在第1格另一端的一個(gè)平缺口溢到到 第2格，同樣當(dāng)?shù)?格滿后，再通過與第l、 2格間平缺口相反的另一端 平缺口溢到第3格，在第3格遠(yuǎn)離平缺口的地方安裝有抽水泵，可以每天 將經(jīng)3天酸化后的藍(lán)藻輸送到厭氧發(fā)消化池中進(jìn)行厭氧發(fā)酵。出沼液口設(shè) 置在消化池的中部，每當(dāng)進(jìn)料時(shí)，水位高出出液口時(shí)，沼液自動排出。在 厭氧消化池側(cè)面安裝了兩臺攪拌機(jī)(圖2)， 一臺位于池的底部，另一臺位 于池的上部，每天攪拌l一2次，每次20分鐘左右。穩(wěn)定運(yùn)行20天后， 有機(jī)負(fù)荷可達(dá)3.5 kg/ dm3, COD削減率達(dá)60%以上，容積產(chǎn)氣量為 0.4m3/dm3以上。
實(shí)施例2厭氧消化池容積為80m3，池型為改良的攪拌式消化池，在25^條件 下，設(shè)計(jì)滯留時(shí)間為15天，則每天可處理水華藍(lán)藻5噸(約為5 m3。酸 化池設(shè)計(jì)為折流式，呈3格式(圖l)，每格有效容積為5m3。將打撈的水 華藍(lán)藻用泵抽入到運(yùn)輸車輛中，運(yùn)送到藍(lán)藻厭氧發(fā)酵處理場地，將藍(lán)藻放 入到酸化池第一格的一端，每天運(yùn)送一車，每車為5噸，當(dāng)進(jìn)入第l格的 水華藍(lán)藻超過51113后，水華藍(lán)藻通過在第1格另一端的一個(gè)平缺口溢到到 第2格，同樣當(dāng)?shù)?格滿后，再通過與第l、 2格間平缺口相反的另一端 平缺口溢到第3格，在第3格遠(yuǎn)離平缺口的地方安裝有抽水泵，可以每天 將經(jīng)3天酸化后的藍(lán)藻輸送到厭氧發(fā)消化池中進(jìn)行厭氧發(fā)酵。出沼液口設(shè) 置在消化池的中部，每當(dāng)進(jìn)料時(shí)，水位高出出液口時(shí)，沼液自動排出。在 厭氧消化池頂部(圖3)安裝了一臺攪拌機(jī)，但在攪拌機(jī)的軸上固定有兩 組葉輪，兩組葉輪分別位于攪拌機(jī)軸的底部與上部，每天攪拌1_2次， 每次20分鐘左右。穩(wěn)定運(yùn)行20天后，有機(jī)負(fù)荷可達(dá)3.5kg/dm3， COD削 減率60%以上，容積產(chǎn)氣量為0.4m3/dm3以上
權(quán)利要求
1、一種用于水華藍(lán)藻厭氧發(fā)酵的方法，其特征在于1)折流式酸化池設(shè)計(jì)將現(xiàn)有一格式酸化池設(shè)計(jì)分隔成3格，格與格之間留有一平缺口，第1格(1)與第2格(2)間的平缺口(4)遠(yuǎn)離進(jìn)料(6)的另一端，第2格(2)與第3格(3)間的平缺口(5)則位于第一格進(jìn)料(6)的同一端，使水華藍(lán)藻在酸化池中流動時(shí)呈折流形式；2)改良的攪拌式厭氧消化池設(shè)計(jì)在普通攪拌式厭氧消化池上部再加裝一個(gè)或數(shù)個(gè)攪拌器(8)，確保使飄浮于上部的水華藍(lán)藻能與底部污泥充分混合，進(jìn)料(9)由池底部進(jìn)入，而出沼液口(10)設(shè)置在消化池的中部；3)將含水量質(zhì)量比90-99％的水華藍(lán)藻泵入折流式酸化池，控制常溫條件下水華藍(lán)藻在酸化池中滯留時(shí)間大于3天，酸化處理后，泵入改良的攪拌式厭氧消化池，進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水華藍(lán)藻厭氧發(fā)酵的方法，其特征在于 步驟2)所述在消化池上部再加裝一個(gè)或數(shù)個(gè)攪拌器，其攪拌器固定在池 頂部或池側(cè)面，攪拌器的葉輪應(yīng)沒于水面以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水華藍(lán)藻厭氧發(fā)酵的方法，屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。將水華藍(lán)藻泵入折流式酸化池，酸化處理后，泵入經(jīng)改良后的攪拌式厭氧消化池，進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。本發(fā)明將水華藍(lán)藻提升或卸載或轉(zhuǎn)運(yùn)過程與消脹處理相結(jié)合，減少了消脹專用設(shè)備投資，降低了成本，通過泵的機(jī)械作用以及延長藍(lán)藻酸化時(shí)間，提高了后續(xù)厭氧消化池的有效容積，縮短了水華藍(lán)藻在厭氧消化池中的滯留時(shí)間；通過在消化池上部加裝攪拌器，使漂浮藍(lán)藻與底部污泥充分接觸混合，增加了容積產(chǎn)氣率與有機(jī)負(fù)荷量，提高了工程運(yùn)行效率。
文檔編號C02F11/04GK101337758SQ200810022548
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者葉小梅, 常志州, 張建英, 靜 杜, 艷 馬, 黃紅英 申請人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院