专利名称：：进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法
技术领域：
：本发明涉及餐饮垃圾发酵制氢方法，尤其是涉及一种进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法。技术背景能源危机日益严峻，世界各国正在大力开发新型可再生替代能源。氢气用途广泛，可作为飞机、火箭、汽车等的高能燃料，同时也是化工合成、炼油重整、煤的液化和甲烷化、甲醇合成、航空航天以及金属冶金、焊接等领域的重要原料，被认为是最有吸引力的新型替代能源之一。发酵制氢技术是新型可再生能源开发的热点技术，同时又是再生利用各种有机废弃物、解决环境污染的重要途径。与化学法制氢相比，发酵制氢具有清洁、节能、不消耗化石能源等许多突出的优点，研究重点是对各种植物、有机废水、有机废弃物、餐饮垃圾等生物质资源进行再生利用。现有的发酵制氢方法一般仅考虑基质与种菌的配比，即进料率，合适的进料率可以有效提高发酵效率。但与单纯的糖类、淀粉等物质相比，餐饮垃圾具有一些独特的性质，仅仅控制进料率还足以保证高效制氢。餐饮垃圾中能被产氢微生物加以利用产生氢气的成分为各种糖类、淀粉等物质，简称为可利用物质，但由于食物在烹饪过程中往往需要添加很多油、盐等物质，这些物质有的会包围可利用物质，阻断餐饮垃圾与产氢微生物之间的接触，致使餐饮垃圾水解不完全，而且高浓度的油、盐也会抑制产氢微生物的活性，导致发酵效率降低。此外，在产氢过程中，一般会同时产生各种有机酸，这些有机酸对产氢微生物也会产生毒害作用，需要加以稀释。
发明内容本发明的目的在于提供一种进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法，解决餐饮垃圾发酵制氢过程中油盐含量高、有机酸伴随氢气产生而使产氢微生物受抑制、发酵效率低等技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是将经预处理的餐饮垃圾和含有产氢微生物的接种污泥按37.0:1-49.3:1的进料率混合，再按263:1658:1的稀释率加入水进行稀释，以降低餐饮垃圾中油和盐对产氢微生物抑制作用，混匀后在无氧、控温在5(TC的容器中进行发酵制氢，发酵过程中水也稀释伴随氢气产生的各种有机酸。所述的预处理包括分选和粉碎；所述的进料率是指餐饮垃圾可挥发性固体量和接种污泥可挥发性固体量的质量比值；所述的稀释率是指水的用量与接种污泥可挥发性固体量之间的质量比值。本发明具有的有益的效果是1.合适的进料率使产氢微生物承受适量的餐饮垃圾，工作负荷合适，从而保证产氢微生物具有旺盛的新陈代谢机能；2.合适的稀释率使餐饮垃圾所含的油和盐等有害物质得以稀释，保证产氢微生物的活性不受抑制；3.用以稀释的水还能够充当溶剂，稀释在产氢过程中伴随氢气产生的各种有机酸，降低这些有机酸对产氢微生物的毒害作用；本发明主要用于餐饮垃圾发酵制氢。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。如表1所示，将分选和粉碎后的餐饮垃圾、接种污泥和自来水按不同比例混合，得到一系列不同的进料率和稀释率。餐饮垃圾的可挥发性固体(VS)含量为18.7%，接种污泥的VS含量为0.76W。所有试验组接种污泥的量相同，为50ml，即含有0,38克VS。通过添加不同量的餐饮垃圾获得12.3:1、24.7:1、37.0:1、49.3:1、74.0:1的5个进料率(餐饮垃圾VS与接种污泥VS的质量比值)，每个进料率下又通过添加不同量的水获得0:1、132:1、263:1、395:1、658:1的5个稀释率(水与接种污泥VS的质量比值)，共设置了25组进料率和稀释率协同控制的试验组，在5(TC下进行发酵制氢，发酵时间为3天。通过两个指标衡量实验组的优劣，即每克餐饮垃圾VS对应的氢气产量(见表2)和每克接种污泥VS对应的氢气产量(见表3)，分别表征餐饮垃圾的利用率和产氢微生物的功能。实验结果表明在进料率37.0:1和稀释率395:1条件下每克餐饮垃圾VS对应的氢气产量最高，达到33.7ml;在进料率49.3:1和稀释率658:1条件下每克接种污泥VS对应的氢气产量最高，达到1412.5ml。综合这两项指标，在进料率37.0:149.3:1和稀释率263:1658:1协同控制条件下，产氢效果最佳。上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。表l不同进料率和稀释率下餐饮垃圾(g)+接种污泥(ml)+水(ml)的混合方法<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2不同进料率和稀释率下每克餐饮垃圾VS对应的氢气产量(ml)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表3不同进料率和稀释率下每克接种污泥VS对应的氢气产量(ml)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求1、一种进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法，其特征在于将经预处理的餐饮垃圾和含有产氢微生物的接种污泥按37.0∶1～49.3∶1的进料率混合，再按263∶1～658∶1的稀释率加入水进行稀释，以降低餐饮垃圾中油和盐对产氢微生物抑制作用，混匀后在无氧、控温在50℃的容器中进行发酵制氢，发酵过程中水也稀释伴随氢气产生的各种有机酸。2、根据权利要求1所述的一种进料率与稀释率协同控制下餐饮垃圾发酵制氢方法，其特征在于所述的预处理包括分选和粉碎。3、根据权利要求1所述的一种进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法，其特征在于所述的进料率是指餐饮垃圾可挥发性固体量和接种污泥可挥发性固体量的质量比值。4、根据权利要求l所述的一种进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法，其特征在于所述的稀释率是指水的用量与接种污泥可挥发性固体量之间的质量比值。全文摘要本发明公开了一种进料率与稀释率协同控制下的餐饮垃圾发酵制氢方法。将经预处理的餐饮垃圾和含有产氢微生物的接种污泥按37.0∶1～49.3∶1的进料率混合，再按263∶1～658∶1的稀释率加入水进行稀释，以降低餐饮垃圾中油和盐对产氢微生物抑制作用，混匀后在无氧、控温在50℃的容器中进行发酵制氢，发酵过程中水也稀释伴随氢气产生的各种有机酸。本发明主要用于餐饮垃圾发酵制氢。文档编号C12P3/00GK101255443SQ200810060308公开日2008年9月3日申请日期2008年4月3日优先权日2008年4月3日发明者应义斌,泮进明,田红萍,罗自生申请人:浙江大学