餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，至少包括將餐廚垃圾進行脫油和將果蔬垃圾破碎后汁、渣分離的步驟。本發(fā)明的方法中增加了餐廚垃圾脫油和果蔬垃圾汁、渣分離的步驟，極大地提高了后續(xù)厭氧消化系統(tǒng)的發(fā)酵效率，有利于厭氧消化技術(shù)向規(guī)模化連續(xù)化生產(chǎn)推廣。
【專利說明】
餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物處理與資源化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進程的不斷加快，城市生活垃圾的產(chǎn)量也在持續(xù)增長。中國統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示，截至2014年，我國城市生活垃圾年清運量已達到17860萬噸，其中50%左右為餐廚和果蔬垃圾，極大的限制了城市的發(fā)展。
[0003]城市生活垃圾有如下特點:含水率高，熱值較低，流動性大；易生物降解，易腐爛；有機物含量高，富含N、P、K、Ca，及各種微量元素；油、鹽的含量較高。重金屬種類及含量較高。上述特點使得目前市場上的城市生活垃圾處理工藝均存在這樣或那樣的問題。高有機質(zhì)含量造成垃圾在填埋過程中易產(chǎn)生惡臭和滲濾液等二次污染，嚴重危害周邊環(huán)境及地下水源。且土地資源日益緊張，填埋場選址愈發(fā)困難;高含水率致使污泥焚燒要添加大量輔助燃料，大幅增加了處理成本，并產(chǎn)生二噁英等有毒有害氣體，鄰避效應(yīng)突出。與上述兩種工藝相比，利用厭氧消化技術(shù)處理城市生活垃圾，既能最大限度的減少二次污染，又能產(chǎn)生可作為清潔能源的沼氣，有效的實現(xiàn)了固體廢物的〃減量化、資源化、無害化〃。
[0004]目前城市生活垃圾的厭氧消化主要以單一種類的果蔬或餐廚垃圾為原料，這造成厭氧消化設(shè)施的重復(fù)建設(shè)。并且，由于單一原料的發(fā)酵系統(tǒng)中營養(yǎng)元素不均衡，極易造成VFA的積累，導(dǎo)致過度酸化現(xiàn)象的發(fā)生，致使厭氧消化體系中pH急劇降低，抑制產(chǎn)甲烷菌生理活性，甚至造成系統(tǒng)崩潰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有餐廚和果蔬垃圾厭氧消化技術(shù)中的不足，提供一種以餐廚和果蔬垃圾為原料協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，至少包括將餐廚垃圾進行脫油和將果蔬垃圾破碎后汁、渣分離的步驟。
[0007]其中，所述的將餐廚垃圾進行脫油的方法為:用濕熱-離心法、濕熱-重力法、酶解法中的一種或多種的組合將油脂含量降至10%以下。
[0008]較佳的，所述的方法包括下述步驟:
[0009]I)預(yù)處理:將垃圾分選為餐廚垃圾和果蔬垃圾后，用破碎機粉碎；
[0010]2)將破碎后的果蔬垃圾進行壓榨、離心，所得汁液直接加入?yún)捬跸到y(tǒng)，所得果蔬渣用低濃度堿液浸泡；
[0011]3)將餐廚垃圾進行脫油；
[0012]4)將處理后的果蔬渣和餐廚垃圾按一定的VS比例混勻后加入?yún)捬跸到y(tǒng)。
[0013]較佳的，經(jīng)過破碎的餐廚和果蔬垃圾粒徑為3-5_。
[0014]較佳的，所述的果蔬渣用低濃度堿液浸泡的步驟為:將果蔬渣用質(zhì)量濃度為1%?3%的NaOH溶液在常溫行下浸泡24h?36h，或?qū)⒐咴x用質(zhì)量濃度為3%?5%的氨溶液在常溫下浸泡96h?144h。
[0015]較佳的，所述的果蔬渣渣和餐廚垃圾的VS比為1:2?1:4。
[0016]較佳的，厭氧消化系統(tǒng)選用單相或兩相厭氧消化工藝，反應(yīng)器類型選用ASBR或CSTR中的一種或兩種的組合，系統(tǒng)發(fā)酵溫度在35 土 1°C。
[0017]本發(fā)明公開一種餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，至少包括將餐廚垃圾進行脫油和將果蔬垃圾破碎后汁、渣分離的步驟。本發(fā)明的方法中增加了餐廚垃圾脫油和果蔬垃圾汁、渣分離的步驟，極大地提高了后續(xù)厭氧消化系統(tǒng)的發(fā)酵效率，有利于厭氧消化技術(shù)向規(guī)?；B續(xù)化生產(chǎn)推廣。
【附圖說明】
[0018]圖1是本方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
[0020]本發(fā)明先將餐廚和果蔬垃圾分別進行分選、破碎處理，再把果蔬垃圾榨汁、餐廚垃圾脫油脂。所得菜汁直接加入發(fā)酵罐，果蔬渣用堿液浸泡。最后把預(yù)處理過的菜渣和餐廚垃圾按一定VS質(zhì)量比混勻后投入?yún)捬跸到y(tǒng)。
[0021]作為上述實施例的進一步的改進，經(jīng)過破碎的餐廚和果蔬垃圾的粒徑應(yīng)降至3-5_左右，便于微生物對原料的更高效的利用。
[0022]作為上述實施例的進一步的改進，菜渣的預(yù)處理選用質(zhì)量濃度為I%?3%的NaOH溶液在常溫行下浸泡24h?36h，或質(zhì)量濃度為3%?5%的氨溶液在常溫下浸泡96h?144h，以充分破壞木質(zhì)素和纖維素的細胞結(jié)構(gòu)，增強菜渣的可降解性。
[0023]作為上述實施例的進一步的改進，餐廚垃圾除油脂工藝可選擇濕熱-離心法、濕熱-重力法、酶解法中的一種或多種的組合，需將餐廚垃圾中的油脂含量去除至10%以下，以最大限度的降低油脂對發(fā)酵過程的抑制作用。
[0024]作為上述實施例的進一步的改進，預(yù)處理后的菜渣和餐廚垃圾以VS含量1:2?1:4充分混勻后加入發(fā)酵罐。該比例下，系統(tǒng)的營養(yǎng)元素最為均衡，厭氧消化系統(tǒng)能夠保持高負荷穩(wěn)定運行。
[0025]作為上述實施例的進一步的改進，厭氧消化系統(tǒng)發(fā)酵溫度設(shè)定在35±TC?？梢员ＷC在較低能耗前提下得到相對較高的污染物去除率和能量回收效率，
[0026]實施例:
[0027]1、原料預(yù)處理:首先通過機械分選，去除原料中不可生物降解的無機物、金屬、塑料等物質(zhì)。再將餐廚和果蔬垃圾用破碎機分別打碎，打碎后的果蔬垃圾用壓榨機打成漿狀，離心后實現(xiàn)固液分離。所得果蔬渣用質(zhì)量濃度為2%的NaOH溶液浸泡30h，破碎后的餐廚垃圾在120°C下保持80min的濕熱處理，再在2500r.min—1的轉(zhuǎn)數(shù)下離心15min。
[0028]2、產(chǎn)酸相系統(tǒng)的啟動與運行:產(chǎn)酸相反應(yīng)器采用ASBR工藝，有效工作體積為2m3，反應(yīng)溫度控制在35± 1°C，攪拌強度為120r.min—1，每3h攪拌5min。進入產(chǎn)酸相的原料為經(jīng)過預(yù)處理的菜渣和餐廚垃圾的混合物，其混合比例為VS含量1: 3。產(chǎn)酸相啟動負荷為30g(VS).L—1，F(xiàn)/M = 2。系統(tǒng)啟動后的前7天進行污泥的培養(yǎng)馴化，待系統(tǒng)的pH值穩(wěn)定在3.8?5.8范圍內(nèi)，H2含量在10%以下，CHjPN2含量在5%以下后，開始連續(xù)進、出料。系統(tǒng)運行階段的水力停留時間固定為10天，進料負荷在2?8g(VS).L—1.d—1之間逐步提升。
[0029]3、產(chǎn)甲烷相系統(tǒng)的啟動與運行:產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器采用CSTR工藝，有效工作體積為4m3，反應(yīng)溫度、攪拌強度、攪拌頻率與產(chǎn)酸相系統(tǒng)保持一致。產(chǎn)甲烷相啟動時，先加入2t活性污泥作為接種物，菌種復(fù)活時間為5天。待系統(tǒng)的pH值穩(wěn)定在6.8?7.6范圍內(nèi)時開始加入產(chǎn)酸相出料。系統(tǒng)運行階段的水力停留時間固定為10天，進料負荷在I?4g(VS).L—1.d—1之間逐步提升。
[0030]4、整個厭氧消化過程中，產(chǎn)酸相pH值在3.8?4.2之間波動，產(chǎn)甲烷相pH值在7.0?7.4之間波動，同時堿度、氨氮始終維持在一個較低水平，系統(tǒng)一直維持穩(wěn)定運行。沼氣的容積產(chǎn)氣率在2?5L.L—1之間，負荷產(chǎn)氣率在500?750L.g(VS)—1之間，CH4的含量始終維持在60%以上，VS去除率保持在80%?90 %。
[0031]當理解的是，本發(fā)明的具體實施例僅是出于示例性說明的目的，其不以任何方式限定本發(fā)明的保護范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，至少包括將餐廚垃圾進行脫油的步驟。2.如權(quán)利要求1所述的餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，所述的將餐廚垃圾進行脫油的方法為:用濕熱-離心法、濕熱-重力法、酶解法中的一種或多種的組合，將油脂含量降至10%以下。3.如權(quán)利要求1所述的餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，所述的方法包括下述步驟: 1)預(yù)處理:將餐廚垃圾和果蔬垃圾分別用破碎機粉碎； 2)將破碎后的果蔬垃圾進行壓榨、離心，所得汁液直接加入?yún)捬跸到y(tǒng)，所得果蔬渣用低濃度堿液浸泡； 3)將餐廚垃圾進行脫油； 4)將處理后的果蔬渣和餐廚垃圾按一定的比例混勻后加入?yún)捬跸到y(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，經(jīng)過破碎的餐廚和果蔬垃圾粒徑為3-5_。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，所述的果蔬渣用低濃度堿液浸泡的步驟為:將果蔬渣用質(zhì)量濃度為I %?3%的NaOH溶液在常溫行下浸泡24h?36h，或?qū)⒐咴x用質(zhì)量濃度為3 %?5 %的氨溶液在常溫下浸泡96h?144h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，所述的果蔬渣和餐廚垃圾的VS比為1:2?1:4。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的餐廚和果蔬垃圾協(xié)同發(fā)酵強化厭氧消化效果的方法，其特征在于，厭氧消化系統(tǒng)選用單相或兩相厭氧消化工藝，反應(yīng)器類型選用ASBR或CSTR中的一種或兩種的組合，系統(tǒng)發(fā)酵溫度在35 ± 1°C。
【文檔編號】C12P5/02GK105886550SQ201610494643
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】王龍, 程寒飛, 詹茂華
【申請人】中冶華天工程技術(shù)有限公司