一種餐廚垃圾厭氧消化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及餐廚垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種餐廚垃圾厭氧消化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]餐廚垃圾已成為我國(guó)城市生活垃圾中的主要組成成分，其具有水分、有機(jī)物、油脂及鹽分含量高、易腐爛、營(yíng)養(yǎng)元素豐富等特點(diǎn)。
[0003]據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2007年全國(guó)全年的餐廚垃圾約為9000萬(wàn)噸，占我國(guó)城市生活垃圾總量的31.0%，北京、上海等大城市的餐廚垃圾日產(chǎn)量均超過(guò)1000噸。然而，產(chǎn)生的餐廚垃圾大部分被販賣到城郊的養(yǎng)殖場(chǎng)直接飼養(yǎng)生豬，而剩余部分由相關(guān)單位進(jìn)行以填埋或焚燒為主的末端處理，餐廚垃圾資源化程度很低。由于餐廚垃圾中高含量的有機(jī)質(zhì)蘊(yùn)含著大量的生物質(zhì)能，因此提高其資源化利用率逐漸成為固體廢物處理與管理領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)。
[0004]當(dāng)前，厭氧消化技術(shù)在處理餐廚垃圾方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)能夠利用厭氧微生物的高有機(jī)負(fù)荷承受能力，在降解有機(jī)廢物的同時(shí)產(chǎn)生綠色能源“沼氣”，殘?jiān)?jīng)處理后亦可作肥料，不僅有效地減少了污染，而且能夠產(chǎn)生可再生能源，最大限度地實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾資源再利用。但是，厭氧消化技術(shù)存在的一些瓶頸問(wèn)題是其推廣發(fā)展的重要影響因素，其主要問(wèn)題在于:一、餐廚垃圾降解過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物(如揮發(fā)性脂肪酸和氨氮)容易造成酸化而導(dǎo)致產(chǎn)甲烷抑制；二、由于厭氧微生物菌群的特性，使得厭氧生物反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，甚至長(zhǎng)達(dá)半年以上，嚴(yán)重影響了餐廚垃圾的資源化利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種餐廚垃圾厭氧消化處理方法，可解決現(xiàn)有技術(shù)中利用厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾中典型的酸化而導(dǎo)致產(chǎn)甲烷抑制問(wèn)題，且在一定程度上縮短厭氧生物反應(yīng)器反應(yīng)周期提高產(chǎn)氣量，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種餐廚垃圾厭氧消化處理方法，其在厭氧生物反應(yīng)器中實(shí)施，所述方法包括:
在所述厭氧生物反應(yīng)器中，投入按比例配比的已預(yù)處理過(guò)的餐廚垃圾和預(yù)設(shè)的接種物，并進(jìn)一步投入已預(yù)處理過(guò)的廢鐵肩；
將所述厭氧生物反應(yīng)器置于中溫條件下進(jìn)行厭氧消化處理。
[0007]其中，所述已預(yù)處理過(guò)的餐廚垃圾與所述預(yù)設(shè)的接種物按揮發(fā)性固體物VS比為[0.5, 3]范圍內(nèi)任一值進(jìn)行配比。
[0008]其中，所述投入的已預(yù)處理過(guò)的廢鐵肩重量與所述厭氧生物反應(yīng)器有效容積的比值位于[15g/L，35g/L]范圍內(nèi)。
[0009]其中，所述方法還包括對(duì)所述廢鐵肩進(jìn)行預(yù)處理的步驟，具體為:
將所述廢鐵肩投入至NaOH溶液中浸泡，以進(jìn)行表面去油污處理；
將所述去油污處理后的廢鐵肩使用低濃度的稀鹽酸進(jìn)行清洗； 使用自來(lái)水對(duì)所述經(jīng)稀鹽酸清洗后的廢鐵肩進(jìn)行進(jìn)一步清洗；
將所述清洗后的廢鐵肩直接暴露于空氣中晾干至表面生銹。
[0010]其中，所述方法還包括對(duì)所述餐廚垃圾進(jìn)行預(yù)處理的步驟，具體為:
將所述餐廚垃圾進(jìn)行水洗去油處理；以及
將所述水洗去油后的餐廚垃圾進(jìn)行均勻破碎處理。
[0011]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果:
本發(fā)明實(shí)施例的餐廚垃圾厭氧消化處理方法是在厭氧生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)，通過(guò)添加廢鐵肩對(duì)其進(jìn)行改良，添加的鐵及其氧化物能有效緩沖急劇下降的PH，縮短了酸化時(shí)間，從而在整體上降低消化時(shí)間；同時(shí)，獲得的水溶性鐵，為后期的產(chǎn)甲烷階段提供了足量的鐵微量元素，有利于微生物生長(zhǎng)以及各種生物反應(yīng)，進(jìn)而強(qiáng)化了產(chǎn)甲烷反應(yīng)，提高了產(chǎn)氣量以及氣體品質(zhì)。因此，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾中典型的酸化而導(dǎo)致產(chǎn)甲烷抑制問(wèn)題，為厭氧消化反應(yīng)提供微量營(yíng)養(yǎng)元素一一鐵，且在一定程度上縮短厭氧生物反應(yīng)器反應(yīng)周期提高產(chǎn)氣量，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0013]圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的餐廚垃圾厭氧消化三階段理論簡(jiǎn)化流程的原理圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的餐廚垃圾厭氧消化處理方法的流程圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的餐廚垃圾厭氧消化處理方法應(yīng)用場(chǎng)景中未添加廢鐵肩組和添加廢鐵肩組隨時(shí)間變化的累積產(chǎn)氣量之間的對(duì)比圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的餐廚垃圾厭氧消化處理方法應(yīng)用場(chǎng)景中未添加廢鐵肩組和添加廢鐵肩組隨時(shí)間變化的累積產(chǎn)甲烷量之間的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，厭氧消化技術(shù)中參加反應(yīng)的微生物種類繁多，涉及的反應(yīng)物質(zhì)比較復(fù)雜，因而厭氧消化過(guò)程中物質(zhì)的代謝、轉(zhuǎn)化和各種菌群的作用等也比較復(fù)雜。如圖1所示，對(duì)于餐廚垃圾的厭氧消化過(guò)程可依據(jù)三階段理論簡(jiǎn)化，具體如下:在第一階段(即水解相)中，餐廚垃圾中的大分子有機(jī)物在水解細(xì)菌的作用下被分解為易于微生物吸收和利用的小分子有機(jī)物；在第二階段(即產(chǎn)酸相)中，在產(chǎn)酸菌的作用下上階段的小分子有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成H2、CO#P各種揮發(fā)性脂肪酸；在第三階段(即產(chǎn)甲烷相)中，在產(chǎn)甲烷菌的作用下，利用第二階段產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸轉(zhuǎn)化成甲烷等。
[0016]為了保證前述餐廚垃圾厭氧消化過(guò)程的正常進(jìn)行，必須保證產(chǎn)甲烷菌和其他微生物處于動(dòng)態(tài)平衡中，其中很必要的一個(gè)條件就是需要保證厭氧消化體系的PH值在6.5-7.5之間，因?yàn)榧淄榫趐H值6.2以下就會(huì)失去活性。
[0017]考慮到餐廚垃圾易于水解的特性，能夠快速造成厭氧消化體系中揮發(fā)性脂肪酸的積累，致使PH值下降，進(jìn)而影響了對(duì)環(huán)境要求苛刻的產(chǎn)甲烷菌的活性，最終導(dǎo)致厭氧消化過(guò)程停止的惡劣狀況出現(xiàn)。因此，為了避免上述惡劣狀況出現(xiàn)，不僅需要對(duì)厭氧消化體系維持一定的堿度來(lái)確保PH值的穩(wěn)定，還需要提供一定量的微量營(yíng)養(yǎng)元素來(lái)確保厭氧消化體系內(nèi)微生物的正常生長(zhǎng)。通常，厭氧消化處理方法上采用鐵鹽作為微生物的微量營(yíng)養(yǎng)元素添加劑(如FeCl2.Η20)來(lái)為厭氧消化體系中微生物的正常生長(zhǎng)和活動(dòng)，但缺點(diǎn)在于:在整個(gè)厭氧消化過(guò)程中無(wú)法大范圍控制鐵鹽添加的量，而且容易造成微生物出現(xiàn)鐵元素不足和鐵“中毒”等現(xiàn)象。
[0018]因此，發(fā)明人提供了一種新的餐廚垃圾厭氧消化處理方法，使用廢鐵肩作為微量營(yíng)養(yǎng)元素添加劑，能夠解決上述使用鐵鹽為微量營(yíng)養(yǎng)元素添加劑出現(xiàn)的問(wèn)題。
[0019]如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)明人提出的一種餐廚垃圾厭氧消化方法，其在厭氧生物反應(yīng)器中實(shí)施，所述方法包括:
步驟201、在所述厭氧生物反應(yīng)器中，投入按比例配比的已預(yù)處理過(guò)的餐廚垃圾和預(yù)設(shè)的接種物，并進(jìn)一步投入已預(yù)處理過(guò)的廢鐵肩；
具體過(guò)程為，基于餐廚垃圾和接種物的VS (揮發(fā)性固體物)比來(lái)添加餐廚垃圾和接種物，以保證厭氧生物反應(yīng)器能夠穩(wěn)定運(yùn)行，此處VS比的值選定在0.5~3之間，因此可將已預(yù)處理過(guò)的餐廚垃圾與預(yù)設(shè)的接種物按照VS比為[0.5,3]范圍內(nèi)任一值進(jìn)行配比，并投入至厭氧生物反應(yīng)器中，此時(shí)厭氧生物反應(yīng)器中的TS (總固體)含量控制在3.5%至5.2%之間。其中，接種物為