[發明專利]一種甘蔗渣與餐廚垃圾混合濕式厭氧發酵降解同時制沼氣的方法

無效

• 申請號: 201410335384.2
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104087619A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 宿程遠;黃智;陳孟林;邱銳
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

技術領域

本發明涉及厭氧發酵，具體是一種甘蔗渣與餐廚垃圾混合濕式厭氧發酵降解同時制沼氣的方法。

背景技術

????在我國，餐廚垃圾在城市有機固體廢棄物中的比例高達50-70%；每年產生餐廚垃圾在6000萬噸以上，且排放量呈上升趨勢。由于餐廚垃圾中富含碳水化合物、脂肪、蛋白質等有機成分，其在收集、存放、運輸等過程中容易變質發臭，滋生各種細菌與病毒，對環境和人體造成嚴重危害，同時也制約了城市的發展。令人遺憾的是，我國的餐廚垃圾處理起步較晚，資金與技術投入不足，目前尚未有行之有效的餐廚垃圾處理辦法，因此,如何快速、高效地處理餐廚垃圾成為當務之急。

傳統的餐廚垃圾處理技術主要包括填埋、焚燒、機械破碎和飼料等。但采用土地填埋，不僅占用有限的土地資源造成資源的浪費，而且易造成二次污染；而由于餐廚垃圾的含水率很高，采用焚燒不僅處理成本較高，且在處理過程中會產生有毒有害氣體而威脅城市公共安全。但從另一個角度而言，餐廚垃圾含有高濃度的生物可降解有機化合物，具有可再生資源的潛在優勢。可見，餐廚垃圾具有廢物與資源的雙重特性，屬于典型的“放錯了地方的資源”。若采用綠色、高效的厭氧消化技術對其進行處理，不僅可以減輕餐廚垃圾對環境的危害，而且可以產生人類所需要的能源（CH₄與H₂），符合減量化、無害化、資源化的原則，具有明顯的技術優勢，成為當下餐廚垃圾處理的理想方法。但由于餐廚垃圾中富含易生物降解的有機成分，其水解過程較為迅速，若單獨進行厭氧消化則容易引起揮發性脂肪酸的毒性抑制；同時餐廚垃圾中氮的含量較高，特別是對于南方城市而言，這樣會造成碳源缺乏，C/N含量低，從而對整個厭氧消化效能造成嚴重的影響。

我國是僅次于巴西和印度的第三甘蔗種植大國，每年甘蔗渣的產量高達到700萬噸。甘蔗渣的成分以纖維素、半纖維素、木質素為主，碳含量高，而蛋白含量少。當前甘蔗渣的資源化用量非常有限，常常被隨意廢棄，或者是只用做燃料，這不僅造成了資源的浪費，而且還污染了周邊環境。而從資源化的角度而言，甘蔗渣農藥殘留量低，含碳量豐富，木質化程度高，降解速率較慢。?

發明內容

本發明的目的是提供一種甘蔗渣與餐廚垃圾無害化、資源化與減量化處理的理想方法，在解決其環境污染問題的同時，又可產生可利用的能源；同時克服了現有餐廚垃圾單獨進行厭氧消化易酸化，而甘蔗渣單獨進行厭氧消化降解速率慢的不足。

實現本發明目的的技術方案是：

一種甘蔗渣與餐廚垃圾混合濕式厭氧發酵降解同時制沼氣的方法，包括如下步驟：

（1）餐廚垃圾的預處理：對餐廚垃圾進行篩選，剔除大骨頭、塑料、紙張等難生物降解物質，然后將篩選后剩余的原料用攪碎機粉碎成有機液漿；

（2）餐廚垃圾與甘蔗渣的碳氮比和固液比調節：將取自甘蔗制糖廠甘蔗渣經過適當粉碎，與餐廚垃圾有機漿液進行混合，調節碳氮比為20-80:1，而后將混合物的TS調節到1-5%；

（3）混合底物的濕式厭氧消化：在雙循環EGSB厭氧反應器中投加厭氧顆粒污泥，投加量為反應器有效體積的三分之一；

（4）然后通過泵將混合底物打入雙循環EGSB厭氧反應器，控制停留時間為15-24小時，反應器運行溫度為35℃左右，混合底物的污染物質被去除，TS被降解，同時產生沼氣。

所述的雙循環EGSB厭氧反應器，即在傳統EGSB厭氧反應器污水循環的基礎上，增加一個污泥循環。

所述污水回流比為4-8:1，污泥回流比為2-4:1。

本發明的有益效果是：

（1）餐廚垃圾的C/N較低，特別是南方城市的餐廚垃圾。而甘蔗渣的C/N較高，將甘蔗渣與餐廚垃圾進行混合厭氧濕式消化，可以調節底物的有機營養成分，為厭氧反應器內的微生物生長創造良好的條件，從而地有效保障甘蔗渣與餐廚垃圾的處理效能。

（2）餐廚垃圾厭氧水解迅速，而甘蔗渣厭氧降解緩慢，兩者進行混合厭氧濕式消化，可以進行部分中和反應，維持厭氧反應器內pH值與堿度的穩定，為產甲烷菌的生長創造更為有利的微環境，促使厭氧消化的順利進行。

（3）雙循環EGSB厭氧反應器即在傳統EGSB厭氧反應器污水循環的基礎上，增加一個污泥循環，一方面增大了傳質，提高了效率，另一方面可以減輕餐廚垃圾中油脂、氨等對于厭氧微生物的影響。

（4）濕式厭氧消化與干式厭氧消化相比，具有停留時間短、發酵殘留物少等優點，提高了甘蔗渣與餐廚垃圾的處理速率。