[發明專利]一種餐廚垃圾全生物量資源化利用的方法

無效

• 申請號: 201110435696.7
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102553886A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張景輝;蘇榮欣;劉朝輝;曹銘;齊崴;盧丹;王文茜;邵兆俊;楊偉;王堯
• 申請（專利權）人: 天津生態城水務有限公司;天津大學;天津生態城環保有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;A23K1/06;C02F9/14;C11B13/00;C11C3/10;C10L1/02;C12P7/08;C12R1/865
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技術領域

本發明屬于廢棄資源再生利用領域，具體涉及一種餐廚垃圾全生物量資源化利用的方法。?

技術背景

餐廚垃圾具有“廢物和資源”雙重屬性，其特點是含水量高、含油量高、有機物含量豐富。目前國內餐廚垃圾資源化技術主要有肥料化處理技術、飼料化技術、生物發酵能源化技術等。?

肥料化技術是通過生物堆肥法將餐廚垃圾生產為有機肥料，肥料化技術占地面積大，處理時間長且反應條件不易控制。餐廚垃圾再生飼料工藝主要有生物法和物理法：生物法需要大量補充生物質輔料并須要高溫干燥，增加生產成本且消耗更多能源；物理法是直接將餐廚垃圾脫水后進行干燥消毒，粉碎后制成飼料，由于餐廚垃圾具有物料多樣性和腐蝕性，對工藝設備要求高且能耗很大。生物厭氧發酵是在特定的厭氧條件下，利用微生物將餐廚垃圾中的有機質分解，最終得到氫氣、甲烷、燃料乙醇等生物燃料，此方法不僅能使餐廚垃圾減量化，減少環境污染，而且能緩解能源危機，已經成為國內外學者的研究熱點，但大部分新型研究還處于實驗階段，距離實際應用還有一段距離。?

為了提高餐廚垃圾各組分的利用效率，降低生產成本，綜合利用多種處理技術完成餐廚廢物的全生物量轉化將是未來的發展趨勢。專利CN?100537063C從餐廚垃圾中提取油脂作為工業原料，固體干燥粉碎制備飼料。CN?100560239C從餐廚垃圾中提取油脂后，固態成分經有益菌固體發酵成活性蛋白飼料，液體成分經二次發酵轉化成液體生物菌肥。CN?101274860B首先利用餐廚垃圾中的水形物厭氧發酵產甲烷，再經甲烷燃燒發電，固形物添加中草藥配成飼料和肥料。以上現有的餐廚垃圾處理工藝均相對簡單，原料組分利用不完全，產品附加值低導致餐廚垃圾處理成本增高且能源消耗較大。?

發明內容

本發明提供了一種全生物量資源化利用餐廚垃圾的方法，將餐廚垃圾中的多糖組分用于生產燃料乙醇，油脂轉化成生物柴油，蛋白組分則用于菌體生長和生產蛋白飼料。實現了餐廚垃圾的全組分利用及操作流程的全過程環保，得到燃料乙醇、生物柴油、蛋白飼料等高附加值產品，既可以降低環境污染，提高經濟效益，又可以提供燃料能源，緩解能源壓力。?

一種餐廚垃圾全生物量資源化利用的新方法，其技術方案如下：?

1.初步分選：將收集的餐廚垃圾進行除雜處理，磁選金屬雜物并人工分揀出其它非生物質類組分(沙礫、玻璃、塑料等)。?

2.固液分離：經分揀后的餐廚垃圾經壓濾機壓濾脫除其中大量的油水組分，使其含水量為40-70％，固體成分進入粉碎機，將餐廚垃圾粉碎為統一粒徑用于后續燃料乙醇的發酵；液體成分進入油水分離器進行油水分離。?

3.液體的油水分離：上述步驟2得到的液體通過油水分離器進行油水分離，所得油脂用于制備生物柴油，有機廢水經一定工藝處理后循環利用。?

4.蛋白飼料的生產：上述步驟2中得到的乙醇發酵液及殘渣中含有大量食物廢棄蛋白和酵母細胞蛋白，經離心分離后，固體進行產品干燥與造粒成型，制成高蛋白飼料。?

5.廢水處理：上述步驟2、3、4產生的廢水綜合利用固定化生物活性炭技術吸附降解和膜分離技術深度處理，達到國家排放標準并可以循環使用。?

所述的餐廚垃圾包括酒店餐館食物垃圾、家庭廚余垃圾和公共食堂餐廚垃圾。?

所述燃料乙醇的生產方法為：(1)粉碎后的餐廚垃圾直接加入液化酶0.1％(w/w)在85℃下液化30min；(2)用氫氧化鈉或硫酸調節液化后物料的pH為4.5-5.0，在45℃下同時加入糖化酶0.04％(w/w)與果膠酶0.01％(w/w)酶解糖化4h；(3)糖化后的物料用氫氧化鈉或硫酸調節pH為5-6，30℃下接種釀酒干酵母0.3％(w/w)厭氧發酵20h；(4)發酵液離心分離后，液體蒸餾提純乙醇，固體干燥粉碎生產蛋白飼料。?

所述生物柴油的生產方法為：廢油脂在柱式泡沫膜生物反應器中經轉酯化反應制成粗品油，然后經真空蒸餾制成生物柴油。?

所述廢水處理方法為：廢水先經固定化生物活性炭吸附降解，然后經超濾膜組件深度處理。?

本發明根據餐廚垃圾的組成特點，綜合利用多種新型技術，開發出一條餐廚垃圾減量化、資源化與能源化綜合利用和無害化處理新工藝，其優點在于：?

1.采用多酶復配、分步水解的方法制備燃料乙醇，克服了單一酶解的缺陷，使餐廚垃圾中的淀粉、纖維素類碳水化合物高效轉化為可發酵性單糖，大大縮短了乙醇發酵時間。?