[發明專利]一種提高餐廚垃圾資源化利用的方法

在審

• 申請號: 201910362210.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110042128A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 羅景陽;曹淼;朱瑩;章欽;吳瑒;馮騫;方芳;操家順
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C12P7/54
• 分類號: C12P7/54;C12P7/52;C12P7/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

本發明公開一種提高餐廚垃圾資源化利用的方法，包括如下步驟：(1)將餐廚垃圾粉碎制漿，獲得厭氧發酵底物；(2)添加市政污泥作為接種微生物；(3)加入含有直鏈烷基苯磺酸鹽的洗滌廢水稀釋發酵底物，得到發酵體系；(4)對發酵體系驅氧、密封，進行厭氧發酵。本方法通過添加洗滌廢水改善餐廚垃圾的特性，不僅實現了餐廚垃圾等的資源化利用回收，同時，也有利于洗滌廢水和餐廚垃圾的減量化和無害化處理；而且，相對于自來水等清潔水，通過洗滌廢水稀釋餐廚垃圾，降低其含固率，可降低處理成本；同時，直鏈烷基苯磺酸鹽可促進復雜有機物的溶解，提高短鏈脂肪酸的生成速率和產量，能顯著縮短厭氧發酵時間，降低運行成本。

技術領域

本發明涉及一種垃圾處理方法，特別涉及一種提高餐廚垃圾資源化利用的方法，屬于環境保護技術領域。

背景技術

餐廚垃圾主要產生于餐館、食堂、酒店以及居民家庭等餐飲場所。隨著城市的迅速發展，餐廚垃圾產量不斷增速。以中國為例，目前餐廚垃圾以每年10％的速度增長，占到城市固體廢物的40-50％，2020年我國餐廚垃圾的年產量預計將達到1.4×10⁸噸，其含有的有機質能量相當于1000萬噸煤。因此，為避免其潛在的環境污染風險和巨大的資源浪費現象，餐廚垃圾的有效處理近年來引起了人們的廣泛關注。

餐廚垃圾處理方式較為多樣，目前常用的有填埋、焚燒、厭氧發酵、堆肥、熱解等。其中，厭氧發酵被認為是從低品質的有機廢棄生物質中回收可再生燃料和化學品(如甲烷和短鏈脂肪酸(SCFAs))最有效和應用最廣泛的生物工藝之一。短鏈脂肪酸(SCFAs，包括乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、正戊酸和異戊酸等)更是目前廣受關注的資源物質。它應用范圍廣泛，不僅是合成油漆、涂料、可生物降解塑料等重要原料，也是污水處理過程中微生物脫氮除磷理想的有機碳源。

但是，餐廚垃圾中厭氧發酵生產SCFAs的效能除了易受溫度以及pH等發酵條件影響外，餐廚垃圾的特性也是重要影響因素。一方面，餐廚垃圾的含固量較高，發酵體系中的物質傳遞以及發酵底物與微生物之間的接觸反應受到極大限制。因此，在利用厭氧發酵處理餐廚垃圾前，一般需要對發酵底物進行稀釋，但是直接使用自來水等清潔水源稀釋餐廚垃圾將提高處理成本，而這在經濟上是不合理的。另一方面，餐廚垃圾含有豐富的碳水化合物、蛋白質和油脂。這些底物結構復雜，特別是蛋白質和油脂等，很難直接被發酵微生物利用轉化為SCFAs。此外，我國餐廚垃圾的特點之一是油脂含量高，高油脂的餐廚垃圾容易吸附在微生物表面，影響溶解性有機底物的傳遞和利用，進一步限制厭氧發酵的效率。因此，為提高餐廚垃圾厭氧發酵的效能，需解決以上三個關鍵問題。

洗滌廢水廣泛產生于城鎮居民家庭中及工業廢水中。家庭中洗衣廢水的產生量巨大，占到市政污水的10-25％，并且其中含有大量的合成洗滌劑直鏈烷基苯磺酸鹽(可達17-1024mg/L)。除此之后，工業廢水中也含有大量直鏈烷基苯磺酸鹽，例如纖維工業中常用的煮煉助劑、洗滌劑和染色劑，及造紙工業用的樹脂分散劑、毛氈洗滌劑、脫墨劑，許多工業中都使用含有直鏈烷基苯磺酸鹽的大量洗滌劑。直鏈烷基苯磺酸鹽將對水體生態環境帶來巨大的風險和危害。但是，有研究表明，直鏈烷基苯磺酸鹽是一種陰離子表面活性劑，具有良好的疏水/親水性和分散效果，可顯著增強復雜有機物在水體系中的溶解度。因此，通過利用洗滌劑混合稀釋餐廚垃圾，不僅可以有效降低發酵底物的含固率，而且可以促進發酵體系內物質的傳遞，提高發酵底物的生物可利用性，從而有利于SCFAs的生成。同時，也有效避免了可能因直鏈烷基苯磺酸鹽直接排放或無效處理造成的環境風險。目前尚無關于利用洗滌劑中的直鏈烷基苯磺酸鹽提高餐廚垃圾資源化利用的報道，其關鍵影響因素以及作用機制也不明確。

發明內容

發明目的：針對現有餐廚垃圾利用過程中存在的問題，本發明提供一種提高餐廚垃圾資源化利用的方法。

技術方案：本發明所述的一種提高餐廚垃圾資源化利用的方法，包括如下步驟：

(1)將餐廚垃圾粉碎制漿，獲得厭氧發酵底物；

(2)向厭氧發酵底物中添加市政污泥作為接種微生物；