[發明專利]一種餐廚垃圾廢水制備沼氣的方法

有效

• 申請號: 201310750257.4
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103693737A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 趙旭;李芮嵐
• 申請（專利權）人: 成都恒潤高新科技有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;馮瓊

技術領域

本發明涉及餐廚垃圾處理技術領域，尤其涉及一種餐廚垃圾廢水制備沼氣的方法。

背景技術

餐廚垃圾，俗稱泔腳，是居民在生產消費過程中所形成的生活廢物，主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等。根據來源不同，餐廚垃圾又可分為餐飲垃圾和廚余垃圾。前者產自飯店、食堂等餐飲業的殘羹剩飯，具有產生量大、來源多、分布廣的特點；后者主要指居民日常烹調中廢棄的下腳料，數量不及餐飲垃圾龐大，氮氣收運成本較高，對居民的日常生活造成一定影響。餐廚垃圾產量大、易腐臭，還可能含有各種細菌和病原菌，除了必須及時清理外，還需要及時處理。由于餐廚垃圾含水率高（70%～90%），并且有機質含量高，更適合采用各種生物法處理。

城市餐廚垃圾以蛋白質、淀粉和脂肪為主要成分，特別是油脂量高（可達泔腳總量的20%～30%），鹽份、糖類含量比率也較大。從垃圾成分看，餐廚垃圾具有含水量高、富含鹽分、C/N較低等幾個較明顯的特點，適合于生物降解。目前，較為可行的且在我國投產運行的餐廚垃圾處理工藝的基本流程是：（1）將收集來的餐廚垃圾集中放在餐廚垃圾儲存罐中，適度加熱儲存；（2）將垃圾擠壓、分類，上層為含油層，中間層為餐廚渣，下層為廢水部分。上層經過隔油、氣浮處理，油份做生物柴油原料，廢水部分進入沼氣池發酵制沼氣；中間層先分揀出無機大體積的垃圾，一部分粉碎后做成飼料，一部分進入沼氣池發酵制沼氣；下層廢水直接進入沼氣池，發酵產沼氣；（3）前面工序中未能充分利用的餐廚垃圾及水分進入沼氣池中產沼氣，沼氣用來發電和照明、沼渣用來做肥料。

沼氣是一些有機物質，在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣（如用沼氣池），經微生物作用（發酵）而產生的可燃性氣體。現有技術將餐廚垃圾的廢水置于沼氣池中進行厭氧發酵，其中的有機質逐級轉化為甲烷氣體，得到的沼氣中通常含有65%～70%的甲烷和30～35%的二氧化碳，另外還含有少量的氮氣、氫氣、硫化氫和水蒸汽等。現有技術以餐廚垃圾廢水厭氧發酵產生沼氣的速率較低，不利于其應有。

發明內容

本發明的目的在于提供一種餐廚垃圾廢水制備沼氣的方法，本發明提供的方法產沼氣速率較快。

本發明提供了一種餐廚垃圾廢水制備沼氣的方法，包括以下步驟：

a）將所述餐廚垃圾廢水與添加劑混合，得到混合溶液，所述添加劑為鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、鋅離子和錳離子中的一種或幾種；

b）將所述步驟a）得到的混合溶液進行厭氧發酵，得到沼氣。

優選的，所述添加劑與所述餐廚垃圾廢水的固含量的質量比為（0.0075～0.45）:1。

優選的，所述混合溶液中還包括碳源和氮源；

所述混合溶液中碳氮質量比為（25～35）:1。

優選的，所述氮源為銨鹽、硝酸鹽、氨水、花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、蛋白胨、麩皮、酒糟、動物糞便、廢菌絲體中的一種或幾種；

所述碳源為植物秸稈、糖類化合物、脂類化合、有機酸、有機酸酯和小分子醇中的一種或幾種。

優選的，所述混合溶液中碳元素的質量濃度為（30～40）g/L。

優選的，所述步驟b）為：

將所述混合溶液與接種污泥混合，進行厭氧發酵，得到沼氣，所述接種污泥的接種量為30%～200%。

優選的，所述厭氧發酵的溫度為30℃～65℃。

優選的，所述厭氧發酵的pH值為5～10。

優選的，所述厭氧發酵的時間為4天～50天。

優選的，所述步驟a）為：

a1）將餐廚垃圾廢水進行除鹽處理，除去其中的鹽份；

a2）將所述步驟a1）得到的廢水與碳源和氮源混合，得到混合溶液。

本發明提供了一種餐廚垃圾廢水制備沼氣的方法，包括以下步驟：a）將所述餐廚垃圾廢水與添加劑混合，得到混合溶液，所述添加劑為鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、鋅離子和錳離子中的一種或幾種；b）將所述步驟a）得到的混合溶液進行厭氧發酵，得到沼氣。本發明研究發現鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、鋅離子和錳離子中的一種或幾種，能夠促進接種污泥中產氫產乙酸菌和產甲烷菌的活性，其中的產氫產乙酸菌能夠促使餐廚垃圾廢水中有機物分解為乙酸、氫和二氧化碳，然后產甲烷菌在厭氧消化過程中，將乙酸和氫轉化為甲烷或二氧化碳，產氫產酸菌和產甲烷菌較高的活性提高了甲烷產生的速率。實驗結果表明，本發明提供方法在厭氧發酵的第二天即有甲烷產生，在產生甲烷的第一天至第五天產生的沼氣的量可達到總沼氣量的85%。