一种提高餐厨垃圾厌氧产酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高餐厨垃圾厌氧产酸的方法，属于垃圾厌氧发酵技术领域。
【背景技术】
[0002]餐厨垃圾，俗称泔脚，是居民在生活消费过程中形成的厨余垃圾和废弃食用油脂，主要来自家庭、饭店、宾馆及机关企事业等饮食单位。餐厨垃圾主要成分包括米、面粉、蔬菜、肉骨、动植物油等，从化学组成上看，它主要由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等组成。随着经济的发展和人民生活水平的提高，餐饮业也迅猛发展，餐厨垃圾的产量巨大。在2000年我国餐厨垃圾产量约4500万吨，2009年后已达6000万吨以上。
[0003]由于餐厨垃圾含水率高，使其不能满足垃圾焚烧的发热量要求(不低于5000kJ/kg)，也不宜直接填埋，而且焚烧和填埋会造成有机物的大量浪费。同时由于餐厨垃圾所派生的“垃圾猪”、“潲水油”等除小部分混入生活垃圾填埋外，大量餐厨垃圾进入二级市场，对人体健康构成极大的潜在威胁。餐厨垃圾富含有机质，极易酸化产生有机酸。随着人们对挥发性有机酸(VFAs)的应用研究的深入，VFAs的应用价值也在不断上升。利用餐厨垃圾的产酸优势，提高其厌氧消化过程中VFAs的产量，无疑将会成为餐厨垃圾资源化利用的一种有效途径。
[0004]Shumei Gao 等人石开究发现(Evaluat1n the anaerobic digest1n performanceof solid residual kitchen waste by NaHC03buffering，2015， Energy Convers1n andManagement)，提高接种比会造成餐厨垃圾厌氧消化过程酸化，有机酸产量上升，但是该方法底物浓度不宜过高，否则生成的有机酸会抑制产酸菌的活性，造成整个厌氧消化过程停止。也有专利指出(CN102367455B)向餐厨垃圾厌氧消化体系中加入一定量的氯化铵，能显著提高厌氧消化过程中氢气产量，厌氧消化过程中氢气主要在酸化阶段伴随着有机酸的生成而产生。由此可知，提高餐厨垃圾厌氧消化体系中氨氮含量能显著提高有机酸产量。但由于不同的餐厨垃圾的体系组成较为复杂，影响有机酸产量的因素较多不同的提高氨氮含量的方法会带来各种负面影响，从而导致方法效率低下。
[0005]味精废水主要来源于发酵液中谷氨酸的提取工段。据统计:每生产It味精约需0.8t浓硫酸和0.4t浓氨水，排放高浓度废水20t左右。以硫酸作为原料生产味精的厂家，其废水中NH3-N浓度达10000mg/L，SO42浓度达28000mg/L，并且pH值低，一般为3左右，属于典型的高浓度有机废水。低PH值、高浓度的SO42，和NH4+的废水将抑制微生物生长，不利于生化处理。但是该废水的高浓度氨氮可以作为餐厨垃圾厌氧消化生产有机酸的氮源，但是高浓度的SO42会造成厌氧消化过程中出水碱度的升高和HS累积，对微生物的生长十分不利。目前，现有技术中并未没有利用味精废水进行餐厨垃圾的厌氧产酸的报道。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了利用高浓度味精废水提高餐厨垃圾厌氧产酸的方法，所采取的技术方案如下:
[0007]本发明的目的在于提供一种提高餐厨垃圾厌氧产酸的方法，该方法是将经过预处理的餐厨垃圾与厌氧活性污泥混合调配后，加入经过脱硫处理的高浓度味精废液进行厌氧发酵产酸。
[0008]所述方法的步骤如下:
[0009]I)收集餐厨垃圾并进行预处理，获得预处理餐厨垃圾；
[0010]2)将步骤I)所得的预处理餐厨垃圾和厌氧活性污泥按比例混合后，调配并填装到反应器中；
[0011 ] 3)利用氧化钙处理高浓度味精废液，获得脱硫废液；
[0012]4)向步骤2)的反应器中添加步骤3)所得的的脱硫废液，混匀后充入惰性气体排出空气，密封；
[0013]5)在步骤4)所得的厌氧环境中进行厌氧发酵。
[0014]优选地，步骤I)所述预处理，是将所得的餐厨垃圾进行沥水、除杂和粉碎处理；所述沥水处理，是使餐厨垃圾的含水量< 80% ;所述除杂，是剔除餐厨垃圾中不能用于发酵的杂质；所述粉碎，是将餐厨垃圾粉碎至< 20目。
[0015]优选地，步骤2)所述预处理餐厨垃圾和厌氧活性污泥按比例混合，是按照餐厨垃圾和厌氧活性污泥中总挥发物质含量的比例混合。
[0016]更优选地，所述餐厨垃圾和厌氧活性污泥中总挥发物质含量的比例，为餐厨垃圾:厌氧活性污泥=1: 0.2?0.8。
[0017]优选地，步骤2)所述调配，是将总固体物质含量调配至4%?10%。
[0018]优选地，步骤3)所述利用氧化钙处理高浓度味精废液，所述高浓度味精废液是硫酸法发酵生产味精所产生的高浓度废液，利用氧化钙处理至废液中NH3-N浓度达1000mg/L，SO42 浓度达 28000mg/L。
[0019]优选地，步骤4)所述添加脱硫废液，添加量是混合物料体积的0.1?1.0倍，最终使反应器内部的氨氮含量在0.5?5.0g/L。
[0020]优选地，步骤5)所述厌氧发酵，发酵条件为:发酵温度30?50°C，搅拌速度50?10rpm,维持ρΗ5.5?6.5，发酵时间I?5d。
[0021]所述的方法的具体步骤如下:
[0022]I)收集餐厨垃圾，并进行沥水处理，是餐厨垃圾的水分含量< 80%，剔除垃圾中不能用于发酵的杂质后，再将垃圾粉碎至< 20目，获得预处理垃圾；
[0023]2)按照餐厨垃圾和厌氧活性污泥中总挥发物质含量为:餐厨垃圾:厌氧活性污泥=1:0.2?0.8的比例将步骤I)所得的预处理垃圾与厌氧活性污泥混合均匀，并将总固体物质含量调配至4%?10%后，填装到反应器中；
[0024]3)利用氧化钙处理高浓度的味精废液，获得脱硫废液；所述味精废液为硫酸法发酵生产味精所产生的高浓度废液，利用氧化钙处理至废液中NH3-N浓度达10000mg/L，SO42 浓度达 28000mg/L ；
[0025]4)按照步骤2)反应器中混合物料0.1?1.0倍体积的比例将步骤3)所得的脱硫废液添加到反应器中并混合均匀，使得最终使反应器内部的氨氮含量在0.5?5.0g/L，混合均匀后向反应器中通入氮气或氩气，排出反应器中的空气，获得厌氧环境后密封；
[0026]5)在30?50°C，搅拌速度50?10rpm的条件下厌氧发酵I?5d，发酵过程中维持pH为5.5?6.5ο
[0027]本发明所称的餐厨垃圾是来源于酒店、餐馆或者家庭的与餐饮和食物加工有关的垃圾。例如，剩饭菜，食物加工边角废料，甚至包装材料等。
[0028]本发明所称的不能发酵的物质为骨头、塑料、金属包装盒、玻璃器皿碎片、筷子等等本领域技术人员可以直接断定不能用来发酵的物质。
[0029]本发明所称厌氧活性污泥可以是絮状污泥，也可以是颗粒污泥。
[0030]本发明所称的高浓度味精废液是生产味精过程中所产生的废液。所称脱硫，是脱除硫酸根，具体是利用硫酸钙沉淀法脱除。
[0031]所称的维持pH，均采用本领域技术人员可自主选择的稀酸或稀碱进行调节。
[0032]本发明获得的有益效果如下:
[0033]本发明的方法能够促进餐厨垃圾的厌氧消化产酸，有机酸含量可以提高20%以上，同时，还可以减少味精废水的排放，不但节能减排，而且操作性很强。
[0034]本发明将该废水经石灰石处理，脱除其中的SO42，然后将处理后的废液作为氮源与餐厨垃圾进行厌氧消化生产有机酸。该发明能够在一定程度上减少味精废水的排放量，同时提高餐厨垃圾厌氧消化过程中有机酸的产量。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
[0036]以下实施例所用材料、试剂、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、仪器和方法，均可从商业渠道获得。
[0037]实施例1
[0038]本实施例提供了一种提高餐厨垃圾厌氧产酸的方法，步骤如下:
[0039]I)将从酒店获取的餐厨垃圾，沥水(水分含量控制在80%以下)除杂并粉碎至彡20目。
[0040]2)称取步骤I)所得的预处理餐厨垃圾1700g，与1150g厌氧活性污泥进行混合和装填至5L的CSTR厌氧反应器中；
[0041]3)利用氧化钙处理硫酸法发酵生产味精所产生的高浓度废液，获得脱硫废液；经测定废液中NH3-N浓度为10000mg/L。
[0042]4)向步骤2)的反应器中添加步骤3)所得的的脱硫废液1L，混匀后充入惰性气体排出空气，密封；
[0043]5)在步骤4)所得的厌氧环境中进行厌氧发酵。此时反应器内TS为10%，餐厨垃圾与厌氧污泥VS比为1:0.21，氨氮浓度为2.5g/L。
[0044]