2显示水解的小麦秸杆生物液体的生物甲烷生产的"增加"表征。
[0027] 实施方式的详细说明
[0028] 在一些实施方案中，本发明提供了一种处理城市固体废物（MSW)的方法，包括以 下步骤：
[0029] (i)在45-75°C的温度下提供非水含量为5-40 %的MSW，
[0030] (ii)在45-75°C的温度下酶促水解同时微生物发酵MSW中的可生物降解部分，导 致废物的可生物降解部分液化和微生物代谢产物聚集，然后
[0031] (iii)从不可生物降解的固体中分拣液化的废物的可生物降解部分以产生特征在 于包含溶解的挥发性固体的生物液体，其中至少25重量％的挥发性固体包含任意组合的 乙酸盐、丁酸盐、乙醇、甲酸盐、乳酸盐和/或丙酸盐，然后
[0032] (iv)厌氧消化该生物液体以产生生物甲烷。
[0033] 在一些实施方案中，本发明提供了一种通过酶促水解和微生物发酵城市固体废物 (MSW)产生的有机液体生物气体底物，其特征在于
[0034]-至少40重量％的非水含量以溶解的挥发性固体存在，该溶解的挥发性固体包含 至少25重量％的任意组合的乙酸盐、丁酸盐、乙醇、甲酸盐、乳酸盐和/或丙酸盐。
[0035] 在一些实施方案中，本发明提供了一种生产生物气体的方法，包括以下步骤：
[0036] (i)提供一种通过微生物发酵预处理的有机液体生物气体底物，其中至少40重 量％的非水含量以溶解的挥发性固体存在，该溶解的挥发性固体包含至少25重量％的任 意组合的乙酸盐、丁酸盐、乙醇、甲酸盐、乳酸盐和/或丙酸盐，
[0037] (ii)将该液体底物转移至厌氧消化系统中，然后
[0038] (iii)进行该液体底物的厌氧消化以生产生物甲烷。
[0039] 厌氧消化中涉及的微生物群落的代谢动力学非常复杂。参见Supaphol等，2010 ; Morita和Sasaki2012 ;Chandra等，2012。在典型的生产甲烷生物气体的厌氧消化（AD) 中，由微生物介导的生物过程完成四个主要的步骤-将生物大分子水解为构成单体或其他 代谢物；酸化，其中产生短链烃酸和醇；乙酸化，其中将可用的营养物异化为乙酸、氢和二 氧化碳；和甲烷化，其中乙酸和氢通过专用的古细菌异化为甲烷和二氧化碳。水解步骤统筹 是限速的。参见Delgenes等，2000;Angelidaki等，2006;Cysneiros等 2011。
[0040] 因此，有利的是通过某种形式的预处理提前水解制备生物甲烷生产的底物。在一 些实施方案中，本发明方法结合了MSW的微生物发酵和酶促水解，这不仅作为最终生物甲 烷生产的快速生物预处理，也作为从未分拣MSW中分拣可降解有机组分的方法。
[0041] 用含有MSW中源分类的有机组分的固体生物甲烷底物进行的生物预处理已有报 导。参见Fdez-Guelfo等，2012 ;Fdez_Guelfo等，2011A;Fdez_Guelfo等，2011B;Ge等， 2010 ;Lv等，2010 ;Borghi等，1999。厌氧消化中最终甲烷产量的提高被报道为复杂生物聚 合物的降解增加和挥发性固体的溶解增加的结果。然而，通过这些之前报导的方法实现的 挥发性固体的溶解水平和其转化成挥发性脂肪酸的水平甚至不接近本发明方法所实现的 水平。例如，Fdez-Guelfo等，2011A报道了通过对MSW中预分拣的有机部分的各种生物预 处理实现挥发性固体溶解度的10-15%的相对提高，这对应于挥发性固体的7-10%的最终 绝对溶解水平。相比之下，本发明的方法生产的液体生物甲烷底物包含至少40 %溶解的挥 发性固体。
[0042] 也报道过两阶段厌氧消化系统，其中第一阶段过程水解包括MSW中源分拣的有机 组分和其他特定生物底物的生物甲烷底物。在通常是嗜热的第一厌氧阶段，高链聚合物降 解产生挥发性脂肪酸。随后是在物理上分离的反应器中进行第二阶段厌氧阶段，其中甲烷 化和乙酸化占主导地位。所报道的两阶段厌氧消化系统通常使用源分拣的、特定的、具有 小于7%总固体的生物来源底物。参见Supaphol等，2011 ;Kim等，2011 ;Lv等，2010;Riau 等，2010;Kim等，2004;Schmit和Ellis2000 ;Lafitte-Trouque和Forster2000;Dugba 和Zhangl999;Kaiser等，1995;Harris和Dague1993。最近，报道了一些两阶段AD系统， 其使用源分拣的、特定的、含有高达10%总固体的生物来源底物。参见Yu等，2012 ;Lee等， 2010 ;Zhang等，2007。当然，没有任何报道过的两阶段厌氧消化系统预期使用未分拣MSW作 为底物，更不用说用来生产高固体的液体生物甲烷底物。两阶段厌氧消化是为了转化固体 底物，向第一阶段反应器中持续送入额外的固体，并从一阶段反应器中持续去除挥发性脂 肪酸。
[0043] 可以使用任何合适的固体废物以实施本发明方法。本领域技术人员将理解，术 语"城市固体废物"（MSW)是指城市中通常可见的废物部分，其本身并不需要来自于城 市。MSW可以是任意组合的纤维素、植物、动物、塑料、金属或玻璃废物，包括但不限于以下 的一种或多种：正常城市收集系统收集的垃圾，任选在一些中心分拣、粉碎或打浆装置如 Dewaster?或reCulture?中处理；家庭分拣出来的固体废物，包括有机部分和富含纸 张部分；来源于工业的废物部分，比如饭店业、食品加工业、普通工业；来自造纸工业的废 物部分；来自回收设施的废物部分；来自食品或饲料工业的废物部分；来自医药工业的废 物部分；来自农业或农场相关部门的废物部分；来自富含糖或淀粉的产品加工的废物部 分；污染的或以其他方式变质的农产品，例如不能用来生产食品或饲料的谷物、马铃薯和甜 菜；花园垃圾。
[0044] MSW本质上通常是异质性的。关于废物材料的组成，能为国家之间的比较提供坚 实基础的统计数据并不广为人知。正确的采样和表征的标准以及操作流程仍未标准化。事 实上，仅报道过很少的标准化采样方法。参见Riber等，2007。至少在家庭废物方面，其 组成表现出季节和地理变化。参见Dahlen等，2007 ;Eurostat, 2008 ;Hansen等，2007b; Muhle等，2010 ;Riber等，2009 ;Simmons等，2006;TheDanishEnvironmentalProtection agency，2010。还报道了家庭废物组成的地理变化，即使是在短距离的200-300km的不同城 市之间（Hansen等，2007b)。
[0045] 在一些实施方案中，MSW以"未分拣的"废物处理。如本文所用的术语"未分拣的" 是指其中MSW没有被充分分成单独部分，这样生物来源材料就没有充分和塑料和/或其他 无机材料分离的过程。据此定义，尽管去除了一些大型物体或金属物体，且尽管塑料和/或 无机材料有一些分离，如本文所用，废物可以是"未分拣的"。如本文所用的"未分拣的"废物 是指没有被充分分离以提供其中低于15%干重是非生物来源材料的生物来源部分的废物。 包含生物来源和非生物来源材料的混合物、其中大于15%干重是非生物来源材料的废物是 如本文所用的"未分拣的"。通常，未分拣的MSW包含生物来源废物，即可降解为生物可转化 物质的废物，包括食品和厨房废物、含有纸张和/或纸板的材料、食物废物等；可回收材料， 包括玻璃、瓶、罐、金属、和某些塑料；其他可燃烧物质，虽然其本身几乎不是可回收的，但可 能以废物衍生燃料的形式提供热能；和惰性物质，包括陶瓷、岩石、和各种形式的碎片。
[0046] 在一些实施方案中，MSW可以"分拣的"废物处理。如本文所用的术语"分拣的"是 指MSW被充分分成但独部分，这样生物来源材料就充分和塑料和/或其他无机材料分离的 过程。包含生物来源和非生物来源材料的混合物、其中低于15%干重是非生物来源材料的