一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)物固體廢棄物處理和生物質(zhì)新能源的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種提 高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 餐廚垃圾的主要成分為大米、面類、肉類、果蔬類和油類物質(zhì)，就其化學(xué)組成而言， 餐廚垃圾主要是碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類、無機(jī)鹽和水分等；由此可見，餐廚垃圾中易水解 的有機(jī)物較多，厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣潛力高；因此，利用厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾是一種實(shí)現(xiàn)無 害化和資源化的有效途徑。
[0003] 然而，正是由于餐廚垃圾有機(jī)物含量高，易降解，厭氧發(fā)酵水解階段產(chǎn)生的揮發(fā)性 有機(jī)酸(VFA)不能被產(chǎn)甲燒菌利用，使得厭氧體系內(nèi)VFA大量積累，導(dǎo)致發(fā)酵體系厭氧酸化 現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，目前僅W餐廚垃圾為原料的厭氧消化常出現(xiàn)有機(jī)負(fù)荷較低和高有機(jī)負(fù) 荷下難穩(wěn)定運(yùn)行等問題;而運(yùn)些問題又會(huì)降低厭氧消化系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，在一 定程度上制約著餐廚垃圾沼氣工程的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中餐廚 垃圾厭氧體系內(nèi)由于VFA的大量積累導(dǎo)致發(fā)酵體系產(chǎn)生厭氧酸化的現(xiàn)象而出現(xiàn)有機(jī)負(fù)荷較 低、高有機(jī)負(fù)荷下難穩(wěn)定運(yùn)行等問題進(jìn)而降低了厭氧消化系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)效益并在一定 程度上制約著餐廚垃圾沼氣工程的發(fā)展的問題。
[0005] 本發(fā)明的一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，其主要是通過W下技術(shù)方 案加 W實(shí)現(xiàn)的：包括W下步驟：（1)稱取餐廚垃圾，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在2-15%; (2) 稱取接種物，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在1-15%; (3)將步驟（1)的餐廚垃圾與步驟(2)的 接種物混合，攬拌均勻，形成發(fā)酵體系，加入到發(fā)酵反應(yīng)器中，并使發(fā)酵體系中總揮發(fā)性固 體的濃度控制在1.5-4%; (4)稱取水溶性二價(jià)鐵鹽，添加水，配制成二價(jià)鐵離子濃度為1.00- 6.36g/L的溶液；巧)按照每升l-250mg的添加量將步驟(4)配制的二價(jià)鐵離子的溶液加入到 步驟(3)的發(fā)酵反應(yīng)器中；（6)將步驟巧)發(fā)酵反應(yīng)器置于中溫條件下，發(fā)酵，收集沼氣。
[0006] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟巧）中，二價(jià)鐵離子的添加量為餐廚垃圾中每 克揮發(fā)性固體添加0.053-24.04mg質(zhì)量的二價(jià)鐵離子。
[0007] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟巧）中，二價(jià)鐵溶液的添加量為150-250mg/L， 所述步驟(4)中，二價(jià)鐵離子濃度為lOOOmg/L。
[000引作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟(3)中，接種物中揮發(fā)性固體的含量占發(fā)酵體 系中總揮發(fā)性固體含量的50-70%。
[0009] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述二價(jià)鐵鹽為氯化亞鐵。
[0010] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述接種物是富含產(chǎn)甲燒菌的厭氧發(fā)酵沼液、馴化后 的厭氧污泥中的任意一種或兩種。
[0011] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟(6)中，采用水浴加熱的方式將發(fā)酵反應(yīng)器調(diào) 節(jié)至中溫條件，所述中溫條件的溫度為34-36°C，發(fā)酵時(shí)間為30-35天。
[0012] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述中溫條件的溫度為35°C，發(fā)酵時(shí)間為32天。
[0013] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟（1)中，還包括對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行預(yù)處理的步 驟，具體為:將重物質(zhì)和輕質(zhì)物篩選，破碎制漿，制成揮發(fā)性固體的濃度為2-15%的漿料。運(yùn) 里重物質(zhì)為骨頭、玻璃等堅(jiān)硬的物質(zhì)，輕質(zhì)物為塑料瓶、塑料袋等密度很小的物質(zhì)。
[0014] 作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述步驟(1)中，揮發(fā)性固體的濃度控制在5-10%;所述 步驟(2)中，揮發(fā)性固體的濃度控制在1.5-5%。
[0015] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用可溶性二價(jià)鐵鹽，將二價(jià)鐵鹽先配置成均一的溶 液，然后，再添加至發(fā)酵體系中，其與餐廚垃圾實(shí)現(xiàn)了完全混合，對(duì)設(shè)備等無影響；同時(shí)，根 據(jù)餐廚垃圾中揮發(fā)性固體的量嚴(yán)格控制了二價(jià)鐵鹽的添加量，使餐廚垃圾發(fā)酵體系中二價(jià) 鐵離子的濃度添加適宜，有效促進(jìn)了甲燒菌的活性，提高有機(jī)質(zhì)降解率，大大增加了沼氣的 產(chǎn)氣量;而且，嚴(yán)格避免了微量鐵元素不足和鐵"中毒"的過量現(xiàn)象。與未添加二價(jià)鐵離子的 實(shí)驗(yàn)組相比，沼氣產(chǎn)氣量提高達(dá)24%，累計(jì)產(chǎn)氣量達(dá)總產(chǎn)氣量85%的時(shí)間提前達(dá)5天。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面將結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]實(shí)施例一 一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，包括W下步驟： (1)稱取餐廚垃圾，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在15%。
[0018] (2)稱取接種物，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在1.5%。
[0019] (3)將上述餐廚垃圾與上述接種物混合，攬拌均勻，形成發(fā)酵體系，加入到發(fā)酵瓶 中，并使發(fā)酵體系中總揮發(fā)性固體的濃度控制在3%。
[0020] (4)稱取水溶性二價(jià)鐵鹽，添加水，配制成二價(jià)鐵離子濃度為lOOOmg/L的溶液。
[0021] 巧)按照每升Img的添加量將上述配制的二價(jià)鐵離子的溶液加入到步驟(3)的發(fā)酵 瓶中。
[0022] (6)將步驟巧)的發(fā)酵瓶置于水浴鍋中，中溫(35°C)發(fā)酵32天，收集沼氣。
[0023] 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，與未添加二價(jià)鐵離子的實(shí)驗(yàn)組相比，累計(jì)產(chǎn)氣量提高13.3%，累計(jì)產(chǎn)氣 量達(dá)總產(chǎn)氣量85%的時(shí)間提前0天。
[0024] 實(shí)施例二 一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，包括W下步驟： (1)稱取餐廚垃圾，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在15%。
[0025] (2)稱取接種物，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在1.5%。
[0026] (3)將上述餐廚垃圾與上述接種物混合，攬拌均勻，形成發(fā)酵體系，加入到發(fā)酵瓶 中，并使發(fā)酵體系中總揮發(fā)性固體的濃度控制在3%。
[0027] (4)稱取水溶性二價(jià)鐵鹽，添加水，配制成二價(jià)鐵離子濃度為lOOOmg/L的溶液。
[00%]巧)按照每升5mg的添加量將上述配制的二價(jià)鐵離子的溶液加入到步驟(3)的發(fā)酵 瓶中。
[0029] (6)將步驟巧)的發(fā)酵瓶置于水浴鍋中，中溫(35°C)發(fā)酵32天，收集沼氣。
[0030] 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，與未添加二價(jià)鐵離子的實(shí)驗(yàn)組相比，累計(jì)產(chǎn)氣量提高15.27%，累計(jì)產(chǎn)氣 量達(dá)總產(chǎn)氣量85%的時(shí)間提前1天。
[0031] 實(shí)施例Ξ 一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，包括W下步驟： (1)稱取餐廚垃圾，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在15%。
[0032] (2)稱取接種物，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在1.5%。
[0033] (3)將上述餐廚垃圾與上述接種物混合，攬拌均勻，形成發(fā)酵體系，加入到發(fā)酵瓶 中，并使發(fā)酵體系中總揮發(fā)性固體的濃度控制在3%。
[0034] (4)稱取水溶性二價(jià)鐵鹽，添加水，配制成二價(jià)鐵離子濃度為lOOOmg/L的溶液。
[0035] (5)按照每升lOmg的添加量將上述配制的二價(jià)鐵離子的溶液加入到步驟(3)的發(fā) 酵瓶中。
[0036] (6)將步驟巧)的發(fā)酵瓶置于水浴鍋中，中溫(35°C)發(fā)酵32天，收集沼氣。
[0037] 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，與未添加二價(jià)鐵離子的實(shí)驗(yàn)組相比，累計(jì)產(chǎn)氣量提高17.96%，累計(jì)產(chǎn)氣 量達(dá)總產(chǎn)氣量85%的時(shí)間提前3天。
[003引實(shí)施例四 一種提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法，包括W下步驟： (1)稱取餐廚垃圾，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在15%。
[0039] (2)稱取接種物，使其揮發(fā)性固體的濃度控制在1.5%。
[0040] (3)將上述餐廚垃圾與上述接種