[發明專利]餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的強化產氣方法與應用

有效

• 申請號: 202010588650.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111876444B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 謝君;沃德芳;畢桂燦
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 趙崇楊

本發明提供了餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的強化產氣方法與應用。本發明通過在餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵過程中，加入特定劑量、價態及粒徑的鐵類添加劑，達到改善發酵環境，提高整個發酵過程的穩定性和沼氣含量，所用的鐵類添加劑價格低廉，可以在控制成本的前提下，實現原料的有效利用，發酵廢棄物中的廢液和沼渣都可以用于肥料生產，廢棄油脂可以用于生產生物柴油，經濟環保。

技術領域

本發明涉及有機廢棄物制備沼氣技術領域。更具體地，涉及餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的強化產氣方法與應用。

背景技術

隨著人口數量的增長，餐廚垃圾數量呈逐年遞增的趨勢，大量餐廚垃圾對我國經濟、環境造成的問題尤為突出。餐廚垃圾作為放錯位置的資源，具有巨大的利用價值，將餐廚垃圾進行厭氧發酵獲得沼氣、沼液和沼渣后進行綜合利用，是實現餐廚垃圾資源化、無害化和減量化最佳的方式，沼氣的特性與天然氣相似，除直接燃燒用于炊事、烘干農副產品、供暖、照明和氣焊等外，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經沼氣裝置發酵后排出的料液和沉渣，含有豐富的營養物質，可用作肥料和飼料。專利CN201210037257.5提供了一種具有通用性的餐廚垃圾厭氧發酵生產沼氣的方法，采用兩級厭氧反應將不同來源的餐廚垃圾厭氧發酵為沼氣，但該方法工藝要求更高，過程更復雜。因此，通過添加其他物質與餐廚垃圾進行共發酵能有利于提高發酵效率。

能源草，一類可作為燃料使用的木質纖維素類植物的統稱，具有高生物量、高光合率、環境適應能力強和抗逆性好等特點，且種植面積大，是一種極具發展前景的可再生生物質能源。目前，有將能源草與餐廚垃圾進行共發酵產沼氣的方法，專利CN201710042146.6提供了一種能源草和高蛋白餐廚垃圾的綜合利用方法，利用高蛋白餐廚垃圾和能源草為原料共同生產生物天然氣和生物碳，但該方法對餐廚垃圾成分含量要求較高，當運用于普通餐廚垃圾的發酵時，其發酵效率會有所降低。

因此，找到一種普適性強，能提高餐廚垃圾物質發酵過程的穩定性(pH值、NH₃-N值、VFAs濃度、堿度)和沼氣含量(CH₄含量、CH₄/CO₂)的方法至關重要。

發明內容

本發明旨在提供促進餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵性能的方法，本發明首次研究發現鐵類添加劑能促進雜交狼尾草和餐廚垃圾共發酵產氣性能，通過在餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的過程中，加入特定劑量、價態及粒徑的鐵類添加劑，達到改善發酵環境，提高發酵過程的穩定性以及沼氣的產量，既能有效利用資源、保護環境，又能減少成本的優點。

本發明的首要目的是提供一種促進餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的方法。

本發明的另一目的是提供上述方法在餐廚垃圾發酵制備沼氣中的應用。

為了實現上述目的，本發明是通過以下方案實現的：

本發明提供了一種促進餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的方法，包括以下步驟：

S1.去除餐廚垃圾多余的水分和表層油脂，粉碎成漿狀，攪拌均勻；

S2.雜交狼尾草去除根部，粉碎；

S3.將餐廚垃圾和雜交狼尾草轉至厭氧發酵罐，向發酵罐加入鐵類添加劑，接種污泥，厭氧發酵。

發明人經過大量的研究和探索，通過在餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵過程中，加入不同劑量、不同價態及不同粒徑(非納米級、納米級)的鐵類添加劑，通過比較pH值、NH₃-N值、COD值、VFAs濃度、堿度、CH₄含量、日產氣量、累積產氣量、CH₄產量、T₈₀、VS去除率和COD去除率等指標，得到特定種類的添加劑和劑量，可有效提高餐廚垃圾和雜交狼尾草共發酵的產氣性能。