技术前沿:基于等电点预处理的新型污泥厌氧消化技术
我国污水厂污泥产量巨大,处理处置形势严峻,实现污泥的资源化、能源化利用既是国家重大需求,也是“双碳”目标要求。污泥具有“污染”和“资源”双重属性,厌氧消化处理在降低污染的同时从污泥中回收生物质能,是实现污泥资源化、能源化的主流技术。但污泥泥质复杂,污泥厌氧消化效率低,如甲烷产率低(通常低于理论值的50%)、甲烷在沼气中的比例低(仅有65%左右)、反应周期长(>20天),是本领域面临的瓶颈问题。为此,本团队基于污泥具有多介质、多组分的半刚性结构特点,提出了利用等电点瓦解污泥结构强化厌氧消化过程中污泥固-液界面非生物驱动力,从而提升污泥厌氧消化效率的新原理,形成了基于等电点预处理的新型污泥厌氧消化技术,甲烷产率提升80%~150%(达到理论值的70%),甲烷在沼气中比例达80%以上,反应周期缩短至5天。本技术从污泥中高效获取生物质能的同时回收多种物质资源,并降低消化污泥重金属污染,与传统污泥厌氧消化技术相比,本技术可使年经济效益增加162%,减少约2.63 × 107kg CO2/年的碳排放量,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。