餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法
【专利摘要】本发明公开一种餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，至少包括将餐厨垃圾进行脱油和将果蔬垃圾破碎后汁、渣分离的步骤。本发明的方法中增加了餐厨垃圾脱油和果蔬垃圾汁、渣分离的步骤，极大地提高了后续厌氧消化系统的发酵效率，有利于厌氧消化技术向规模化连续化生产推广。
【专利说明】
餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法
技术领域
[0001]本发明属于固体废弃物处理与资源化技术领域，涉及一种餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化进程的不断加快，城市生活垃圾的产量也在持续增长。中国统计年鉴数据显示，截至2014年，我国城市生活垃圾年清运量已达到17860万吨，其中50%左右为餐厨和果蔬垃圾，极大的限制了城市的发展。
[0003]城市生活垃圾有如下特点:含水率高，热值较低，流动性大；易生物降解，易腐烂；有机物含量高，富含N、P、K、Ca，及各种微量元素；油、盐的含量较高。重金属种类及含量较高。上述特点使得目前市场上的城市生活垃圾处理工艺均存在这样或那样的问题。高有机质含量造成垃圾在填埋过程中易产生恶臭和渗滤液等二次污染，严重危害周边环境及地下水源。且土地资源日益紧张，填埋场选址愈发困难;高含水率致使污泥焚烧要添加大量辅助燃料，大幅增加了处理成本，并产生二噁英等有毒有害气体，邻避效应突出。与上述两种工艺相比，利用厌氧消化技术处理城市生活垃圾，既能最大限度的减少二次污染，又能产生可作为清洁能源的沼气，有效的实现了固体废物的〃减量化、资源化、无害化〃。
[0004]目前城市生活垃圾的厌氧消化主要以单一种类的果蔬或餐厨垃圾为原料，这造成厌氧消化设施的重复建设。并且，由于单一原料的发酵系统中营养元素不均衡，极易造成VFA的积累，导致过度酸化现象的发生，致使厌氧消化体系中pH急剧降低，抑制产甲烷菌生理活性，甚至造成系统崩溃。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有餐厨和果蔬垃圾厌氧消化技术中的不足，提供一种以餐厨和果蔬垃圾为原料协同发酵强化厌氧消化效果的方法。
[0006]为达到上述目的，本发明的餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，至少包括将餐厨垃圾进行脱油和将果蔬垃圾破碎后汁、渣分离的步骤。
[0007]其中，所述的将餐厨垃圾进行脱油的方法为:用湿热-离心法、湿热-重力法、酶解法中的一种或多种的组合将油脂含量降至10%以下。
[0008]较佳的，所述的方法包括下述步骤:
[0009]I)预处理:将垃圾分选为餐厨垃圾和果蔬垃圾后，用破碎机粉碎；
[0010]2)将破碎后的果蔬垃圾进行压榨、离心，所得汁液直接加入厌氧消化系统，所得果蔬渣用低浓度碱液浸泡；
[0011]3)将餐厨垃圾进行脱油；
[0012]4)将处理后的果蔬渣和餐厨垃圾按一定的VS比例混匀后加入厌氧消化系统。
[0013]较佳的，经过破碎的餐厨和果蔬垃圾粒径为3-5_。
[0014]较佳的，所述的果蔬渣用低浓度碱液浸泡的步骤为:将果蔬渣用质量浓度为1%?3%的NaOH溶液在常温行下浸泡24h?36h，或将果蔬渣选用质量浓度为3%?5%的氨溶液在常温下浸泡96h?144h。
[0015]较佳的，所述的果蔬渣渣和餐厨垃圾的VS比为1:2?1:4。
[0016]较佳的，厌氧消化系统选用单相或两相厌氧消化工艺，反应器类型选用ASBR或CSTR中的一种或两种的组合，系统发酵温度在35 土 1°C。
[0017]本发明公开一种餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，至少包括将餐厨垃圾进行脱油和将果蔬垃圾破碎后汁、渣分离的步骤。本发明的方法中增加了餐厨垃圾脱油和果蔬垃圾汁、渣分离的步骤，极大地提高了后续厌氧消化系统的发酵效率，有利于厌氧消化技术向规模化连续化生产推广。
【附图说明】
[0018]图1是本方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0020]本发明先将餐厨和果蔬垃圾分别进行分选、破碎处理，再把果蔬垃圾榨汁、餐厨垃圾脱油脂。所得菜汁直接加入发酵罐，果蔬渣用碱液浸泡。最后把预处理过的菜渣和餐厨垃圾按一定VS质量比混匀后投入厌氧消化系统。
[0021]作为上述实施例的进一步的改进，经过破碎的餐厨和果蔬垃圾的粒径应降至3-5_左右，便于微生物对原料的更高效的利用。
[0022]作为上述实施例的进一步的改进，菜渣的预处理选用质量浓度为I%?3%的NaOH溶液在常温行下浸泡24h?36h，或质量浓度为3%?5%的氨溶液在常温下浸泡96h?144h，以充分破坏木质素和纤维素的细胞结构，增强菜渣的可降解性。
[0023]作为上述实施例的进一步的改进，餐厨垃圾除油脂工艺可选择湿热-离心法、湿热-重力法、酶解法中的一种或多种的组合，需将餐厨垃圾中的油脂含量去除至10%以下，以最大限度的降低油脂对发酵过程的抑制作用。
[0024]作为上述实施例的进一步的改进，预处理后的菜渣和餐厨垃圾以VS含量1:2?1:4充分混匀后加入发酵罐。该比例下，系统的营养元素最为均衡，厌氧消化系统能够保持高负荷稳定运行。
[0025]作为上述实施例的进一步的改进，厌氧消化系统发酵温度设定在35±TC。可以保证在较低能耗前提下得到相对较高的污染物去除率和能量回收效率，
[0026]实施例:
[0027]1、原料预处理:首先通过机械分选，去除原料中不可生物降解的无机物、金属、塑料等物质。再将餐厨和果蔬垃圾用破碎机分别打碎，打碎后的果蔬垃圾用压榨机打成浆状，离心后实现固液分离。所得果蔬渣用质量浓度为2%的NaOH溶液浸泡30h，破碎后的餐厨垃圾在120°C下保持80min的湿热处理，再在2500r.min—1的转数下离心15min。
[0028]2、产酸相系统的启动与运行:产酸相反应器采用ASBR工艺，有效工作体积为2m3，反应温度控制在35± 1°C，搅拌强度为120r.min—1，每3h搅拌5min。进入产酸相的原料为经过预处理的菜渣和餐厨垃圾的混合物，其混合比例为VS含量1: 3。产酸相启动负荷为30g(VS).L—1，F/M = 2。系统启动后的前7天进行污泥的培养驯化，待系统的pH值稳定在3.8?5.8范围内，H2含量在10%以下，CHjPN2含量在5%以下后，开始连续进、出料。系统运行阶段的水力停留时间固定为10天，进料负荷在2?8g(VS).L—1.d—1之间逐步提升。
[0029]3、产甲烷相系统的启动与运行:产甲烷相反应器采用CSTR工艺，有效工作体积为4m3，反应温度、搅拌强度、搅拌频率与产酸相系统保持一致。产甲烷相启动时，先加入2t活性污泥作为接种物，菌种复活时间为5天。待系统的pH值稳定在6.8?7.6范围内时开始加入产酸相出料。系统运行阶段的水力停留时间固定为10天，进料负荷在I?4g(VS).L—1.d—1之间逐步提升。
[0030]4、整个厌氧消化过程中，产酸相pH值在3.8?4.2之间波动，产甲烷相pH值在7.0?7.4之间波动，同时碱度、氨氮始终维持在一个较低水平，系统一直维持稳定运行。沼气的容积产气率在2?5L.L—1之间，负荷产气率在500?750L.g(VS)—1之间，CH4的含量始终维持在60%以上，VS去除率保持在80%?90 %。
[0031]当理解的是，本发明的具体实施例仅是出于示例性说明的目的，其不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的技术人员可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，至少包括将餐厨垃圾进行脱油的步骤。2.如权利要求1所述的餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，所述的将餐厨垃圾进行脱油的方法为:用湿热-离心法、湿热-重力法、酶解法中的一种或多种的组合，将油脂含量降至10%以下。3.如权利要求1所述的餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤: 1)预处理:将餐厨垃圾和果蔬垃圾分别用破碎机粉碎； 2)将破碎后的果蔬垃圾进行压榨、离心，所得汁液直接加入厌氧消化系统，所得果蔬渣用低浓度碱液浸泡； 3)将餐厨垃圾进行脱油； 4)将处理后的果蔬渣和餐厨垃圾按一定的比例混匀后加入厌氧消化系统。4.根据权利要求3所述餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，经过破碎的餐厨和果蔬垃圾粒径为3-5_。5.根据权利要求3所述的餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，所述的果蔬渣用低浓度碱液浸泡的步骤为:将果蔬渣用质量浓度为I %?3%的NaOH溶液在常温行下浸泡24h?36h，或将果蔬渣选用质量浓度为3 %?5 %的氨溶液在常温下浸泡96h?144h。6.根据权利要求1所述的餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，所述的果蔬渣和餐厨垃圾的VS比为1:2?1:4。7.根据权利要求3所述的餐厨和果蔬垃圾协同发酵强化厌氧消化效果的方法，其特征在于，厌氧消化系统选用单相或两相厌氧消化工艺，反应器类型选用ASBR或CSTR中的一种或两种的组合，系统发酵温度在35 ± 1°C。
【文档编号】C12P5/02GK105886550SQ201610494643
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】王龙, 程寒飞, 詹茂华
【申请人】中冶华天工程技术有限公司