[發明專利]一種用于有機垃圾厭氧干發酵的填料襯墊及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811019848.3
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109161564A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 倪哲;甄勝利;齊長青;劉勇;陳雨;楊慶斌;陳君;王洋;杜港
• 申請（專利權）人: 北京高能時代環境技術股份有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 孫民興

本發明公開了一種用于有機垃圾厭氧干發酵的填料襯墊及其制備方法和應用。本發明的填料襯墊是由非織造土工布包裹針刺法固定鐵基復合填料制備而成。其中，鐵基復合填料是由質量分數60％?65％的零價鐵粉、質量分數25％?30％的植物秸稈或竹木粉以及質量分數5％?15％的沸石粉混合復配而成。本發明通過使用上述填料襯墊，克服了傳統有機垃圾厭氧干發酵過程零價鐵混合投加的諸多弊端，應用簡單，可靠性強，有效提高厭氧系統的產甲烷效率，有助于促進有機垃圾能源化的發展。

技術領域

本發明涉及有機垃圾處理和資源化技術領域，具體地說是一種用于有機垃圾厭氧干發酵的填料襯墊及其制備方法和應用。

背景技術

生活垃圾分類收集是我國可持續社會發展的必經階段。厭氧發酵技術為分類收集后的有機垃圾(包括廚余和果蔬廢物)“資源化”處理提供了可行的技術路徑。在各種厭氧發酵模式當中，厭氧干發酵由于其容積產氣率大、沼液產生量少、能耗低、運行穩定等優點，逐步成為國內外研究和實踐的重點領域。

我國生活垃圾中易腐部分含量較高，極易在厭氧干發酵過程中發生嚴重的過酸化現象，從而對系統的產氣造成顯著的抑制作用。為解決上述問題，工程上一般采取減少進料、降低負荷，外加堿液或者增大污泥回流(接種)等手段來抑制酸積累現象的出現。但是，上述操作不僅影響工藝運行的穩定性，而且增加了后續沼液、沼渣處理的難度，其實際效果并不理想。

通過在厭氧發酵過程中投加外加物，借助外加物的有關特性調節厭氧系統微環境，強化微生物代謝能力，成為改善高濃度有機垃圾厭氧發酵的重要手段之一。零價鐵作為一種廉價、環境友好的還原劑，近年來在上述領域中使用較廣。其中，零價鐵的作用機制，主要包括：中和過酸化體系、建立還原氣氛、降低氧化還原電位、強化厭氧微生物和酶活性、提供微量元素和供電子、增加產甲烷所需基質產量(氫氣和有機酸)、抑制硫酸鹽還原菌的代謝等。目前，在有機垃圾厭氧干發酵當中，傳統的零價鐵使用方式仍以混合投加為主，該方式雖能達到預期效果，但從工程角度而言，混合投加需要在進料之前增設混料設備將零價鐵與發酵底物混合完全，一方面對設備產生磨損較嚴重；另一方面，在厭氧發酵結束后，剩余零價鐵將很難從沼渣中分離，不僅較低了材料的使用效率，而且增加了發酵殘渣后續處置的難度。

總而言之，雖然零價鐵在強化有機物厭氧發酵方面的研究日益成熟，但在實際工程中的應用明顯滯后，人們仍然在尋求一種操作簡單、效果顯著的零價鐵的使用方式。進一步講，相關工藝的開發和實踐對于促進我國生活垃圾分類收集和有機物資源化行業的發展具有十分重要的現實意義。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種用于有機垃圾厭氧干發酵的填料襯墊及其制備方法。

本發明的第二目的在于提供上述填料襯墊在有機垃圾厭氧干發酵過程的應用方法，從而實現有機物加速降解和產甲烷效率提高的目標。

為了實現本發明的上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種用于有機垃圾厭氧干發酵的填料襯墊，所述填料襯墊包括：底層的非織造土工布、中間層的鐵基復合填料和表層的非織造土工布；所述中間層的鐵基復合填料通過針刺法固定在所述的底層的非織造土工布和表層的非織造土工布之間。

優選地，所述的非織造土工布單位面積質量不小于200g/m²；所述底層的非織造土工布的厚度為1.7-5.0mm，所述表層的非織造土工布的厚度為1.7-5.0mm；所述的鐵基復合填料的使用量每平米不小于5.3kg。

優選地，所述鐵基復合填料由以下質量百分比的組分形成：

零價鐵粉60.0％-65.0％；

植物秸稈或竹木粉25.0％-30.0％；

沸石粉5.0％-15.0％。

最優的，所述的鐵基復合填料由以下質量百分比的組分形成：