1.一种木质素磺酸盐及其衍生炭的应用,用于厌氧消化产甲烷过程中。
2.一种实现木质素磺酸盐的高值化利用途径同时改变或影响厌氧消化过程中甲烷产量的方法,其特征在于,使用了改变或影响厌氧消化甲烷产量的添加剂;改变或影响厌氧消化甲烷产量的添加剂为木质素磺酸盐及其衍生炭,所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述厌氧消化反应以葡萄糖为底物,反应温度为36~38℃或53~55℃,木质素磺酸盐及其衍生炭的添加浓度为0~20g/L。
4.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)以木质素磺酸盐为原材料制备衍生炭;
2)培养接种污泥;
3)以木质素磺酸盐和步骤1)得到的衍生炭分别添加至厌氧消化系统中。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤1)木质素还酸盐衍生炭的制备包括以下步骤:a)将木质素磺酸盐粉碎,于80~100℃烘干。
b)称取步骤A)中的干燥木质素磺酸盐置于陶瓷坩埚中,表面覆盖鹅卵石(或采用充氮气方法)以创造缺氧氛围,以5~15℃/min升温速率由室温程序升温至一定温度(200~600℃)进行热解,并保温1~3h。
c)将热解后的碳化产物冷却至室温后,并粉碎成粒径为100~200目的粉末,即获得木质素磺酸盐基衍生炭。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤a)中,将木质素磺酸盐用高速粉碎机粉碎成粒径为80~120目的粉末。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤b)中,鹅卵石为大小不一的鹅卵石。本发明对鹅卵石没有特别限定,能营造却氧氛围即可。优选的,步骤b)中,干燥木质素磺酸盐的称取量本领域技术人员可以根据实际情况选择,比如称取30~50g。优选的,步骤b)中,将坩埚置于程序升温炉膛恒温区中部。
8.如权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤2)中接种污泥的培养包括以下步骤:a)剩余污泥取自某城市污水处理厂,其性质如下:pH 7~7.2,固含量(TS,%)17~20,挥发性组分(VS,%)50~60,氨氮(NH4+-N,mg/L)100~130,可溶性化学需氧量(SCOD,mg/L)
600~900。剩余污泥置于4℃保存,以备下一步使用。进行厌氧消化前,将剩余污泥置于中温或高温厌氧培养20~25d,直至不再产气为止。
b)将步骤a)中的污泥静置6~8h后去掉上清液,接种污泥培养完成。接种污泥性质如下:pH 7~7.2,TS(%)7.5~8.5,VS(%)65~75,NH4+-N(mg/L)220~260,SCOD(mg/L)5500~
7000。
9.如权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤3)中的厌氧消化实验包括以下步骤:a)厌氧消化反应在生化反应器内进行。每个生化反应器中加入0~10份木质素磺酸盐或它们的衍生炭、4~6份葡萄糖后加入200~400份自来水,充分混匀。所述份数为重量份;
b)向每个反应器中加入100~200份步骤2)所述接种污泥,用自来水稀释并定容为500份,此时,反应器的顶部空间体积为反应器体积的1/3~1/5。
c)每个反应器连接一个装有浓度为5~15%的NaOH溶液的吸收瓶,用于去除气体中的硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)。每个反应器顶部空间均通氮气20~30s,快速密封后于中温或高温条件下厌氧消化14~25d。
10.如权利要求8或9所述的方法,其特征在于,步骤a)中所述中温为36~38℃,高温为
53~55℃。