申請(qǐng)日2015.06.10
公開(公告)日2015.09.30
IPC分類號(hào)C02F11/04
摘要
本發(fā)明公開了一種餐廚垃圾與剩余污泥混合消化產(chǎn)甲烷的方法，屬于固體廢棄物處理控制、環(huán)保凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將餐廚垃圾和剩余污泥混合作為混合底物，再接產(chǎn)甲烷污泥，在厭氧環(huán)境中混合消化產(chǎn)沼氣。本發(fā)明集節(jié)能減排、可再生資源利用與污染治理于一體，具有重要的環(huán)境效益與廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書
1.一種產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于，將餐廚垃圾和剩余污泥混合作為混合底物，再接種 產(chǎn)甲烷污泥，在厭氧環(huán)境中混合消化產(chǎn)甲烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)甲烷污泥是含有能夠利用污泥中的 物質(zhì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)甲烷的微生物的污泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在35℃條件下，采用序批式厭氧發(fā)酵產(chǎn) 沼氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，餐廚垃圾、剩余污泥混合時(shí)控制VS比例 為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)甲烷污泥與底物混合時(shí)，底物與產(chǎn)甲烷 污泥的VS比為1:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述餐廚垃圾攪碎至直徑為5～10mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述剩余污泥取自污水處理廠經(jīng)過(guò)脫水后 的污泥。
說(shuō)明書
一種餐廚垃圾與剩余污泥混合消化產(chǎn)甲烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種餐廚垃圾與剩余污泥混合消化產(chǎn)甲烷的方法，屬于固體廢棄物處理控制、 環(huán)保凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
餐廚垃圾，俗稱泔腳，是市政垃圾的主要組成成分之一，主要來(lái)源于餐飲和家庭生活產(chǎn) 生的食品廢棄物。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的數(shù)量日益增加，2012年高達(dá)12億噸。 餐廚垃圾的主要成分以淀粉類、食物纖維類、動(dòng)物脂肪類等有機(jī)物質(zhì)為主，還含有無(wú)機(jī)鹽和 各種金屬元素。餐廚垃圾的成分復(fù)雜，具有含水率高、有機(jī)物含量高、易腐爛滋生病原菌、 難收集運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。因此餐廚垃圾的妥善處理迫在眉睫。
污泥處理一直是我國(guó)污水處理的難題之一，有關(guān)研究表明雖然我國(guó)城市生活污水處理率 僅為77%，但是每年污泥產(chǎn)生量達(dá)到3.0x107t(以含水率為80%計(jì))，而且每年以10%速度 增長(zhǎng)。大量的污泥需要妥善處理后才能進(jìn)一步利用，但由于污泥處理費(fèi)用通常占污水處理廠 運(yùn)行費(fèi)用的30%～50%，多數(shù)污水處理廠較難承擔(dān)此項(xiàng)費(fèi)用，同時(shí)污水處理過(guò)程中排放的污 泥含水率高(可高達(dá)99%以上)、易腐爛、有惡臭，同時(shí)含有大量的細(xì)菌、病毒、寄生蟲及重 金屬等有毒有害物質(zhì)，易對(duì)環(huán)境造成二次污染等問(wèn)題，因此我國(guó)城市污泥引起的二次污染已 成為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。
混合厭氧發(fā)酵是指將兩種或兩種以上的底物共同厭氧消化產(chǎn)生沼氣，能夠稀釋底物單獨(dú) 發(fā)酵潛在的有毒化合物，提高可生物降解物質(zhì)負(fù)荷，提升微生物的營(yíng)養(yǎng)平衡，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)， 最終提高沼氣產(chǎn)量。剩余污泥單獨(dú)進(jìn)行厭氧消化時(shí)，揮發(fā)性固體(VS)去除率和產(chǎn)氣量都很低， 這主要是因?yàn)槭Ｓ嗷钚晕勰嗟募?xì)胞壁不容易破壞，蛋白質(zhì)含量較高會(huì)造成氨氮積累，水解過(guò) 程是剩余活性污泥進(jìn)行厭氧消化的限速步驟。而餐廚垃圾含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是厭氧發(fā)酵 制取甲烷的理想底物，但由于餐廚垃圾有機(jī)質(zhì)含量高，單獨(dú)厭氧消化過(guò)程中容易發(fā)生酸抑制 等現(xiàn)象，使得反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行緩慢，甚至?xí)䦟?dǎo)致運(yùn)行的失敗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的問(wèn)題是提供一種餐廚垃圾與剩余污泥混合消化產(chǎn)甲烷的方法，將餐廚垃 圾和剩余污泥混合作為混合底物，再接產(chǎn)甲烷污泥(即接種污泥)，在厭氧環(huán)境中混合消化產(chǎn) 沼氣。本發(fā)明集節(jié)能減排、可再生資源利用與污染治理于一體，具有重要的環(huán)境效益與廣闊 的應(yīng)用前景。
所述產(chǎn)甲烷污泥是含有能夠利用污泥中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)甲烷的微生物的污泥。
所述方法優(yōu)選在35℃條件下，采用序批式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣。
所述餐廚垃圾、剩余污泥混合時(shí)控制VS(揮發(fā)性固體)含量比例為1:1。
所述產(chǎn)甲烷污泥與底物混合時(shí)，底物與產(chǎn)甲烷污泥的VS比為1:1。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述餐廚垃圾攪碎至直徑為5～10mm。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述剩余污泥取自污水處理廠經(jīng)過(guò)脫水后的污泥。
餐廚垃圾單獨(dú)進(jìn)行厭氧消化時(shí)，有機(jī)質(zhì)易在酸化過(guò)程中大量轉(zhuǎn)化為VFAs(揮發(fā)性脂肪酸) 而導(dǎo)致pH急速降低，抑制甚至終止后續(xù)產(chǎn)甲烷過(guò)程;而剩余污泥進(jìn)行單獨(dú)厭氧消化時(shí)，其 可生物降解物質(zhì)較難溶出且有毒成分含量較高，導(dǎo)致產(chǎn)沼氣效率低下。
將餐廚垃圾和剩余污泥混合消化，既可稀釋污泥中的有毒成分，又能促進(jìn)物料中營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)的平衡，從而提高消化效率。本發(fā)明將餐廚垃圾攪碎后與污水處理廠的剩余污泥以一定比 例混合接種產(chǎn)甲烷污泥，這種混合消化不是單獨(dú)消化的簡(jiǎn)單疊加，而是產(chǎn)生了協(xié)同作用，提 高了消化效果;相比餐廚垃圾或剩余污泥單獨(dú)消化，混合消化時(shí)，產(chǎn)甲烷菌群的量得到提高， 成為優(yōu)勢(shì)菌群;甲烷產(chǎn)量，相比餐廚垃圾與剩余污泥單獨(dú)厭氧消化甲烷產(chǎn)量之和的計(jì)算值 (1989.39mL)，提高了17.4%。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，易控制，無(wú)需外加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高了有 機(jī)質(zhì)生物質(zhì)能的回收，增加厭氧發(fā)酵的經(jīng)濟(jì)效益，且無(wú)二次污染。
