[发明专利]一种由餐厨垃圾通过微生物发酵制备生物燃料和蛋白饲料的工艺

说明书

技术领域

本发明属于废弃物再利用技术领域，具体涉及一种利用餐厨垃圾生产生物柴油、醇基燃料和蛋白饲料的方法及其专用装置。

背景技术

餐厨垃圾是家庭、餐饮单位抛弃的剩饭菜的通称，是城市生活垃圾的重要组成部分。我国厨余垃圾产生量巨大，据国家环境公报显示，2006年城市生活垃圾的清运量两千多万吨，其中厨余垃圾占城市生活垃圾总量30％～50％。餐厨垃圾主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、植物油、动物油、肉骨等。从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等。其特点如下：1、粗蛋白和粗纤维等有机物含量较高，开发利用价值较大，但易腐并产生恶臭；2、含水率高，不便收集运输，处理不当容易产生二次污染物；3、油类和盐类物质含量较其它生活垃圾高，对资源化产品品质影响较大，需要妥善处理。

目前，国内外餐厨垃圾资源化技术主要有饲料化技术、肥料化处理技术、生物厌氧发酵处理技术和生物柴油技术等。其中，厌氧消化技术不仅具有很高的废物处理效率，得到较高肥效的有机肥产物，而且可产生沼气作为能源利用，在世界能源紧缺的时代，这点尤为重要。

人们对餐厨垃圾的研究已经进行了大量的研究：2002年陈建乐申请专利CN02155417.X公开了一种利用餐厨废弃物生产高钙多维酵母蛋白饲料的方法，2003年丁志勇申请发明专利CN03132556.4提供的是一种餐厨垃圾生物饲料化方法。它包括固液分离、油水分离，分离出的油脂制成脂肪酸钙颗粒。2004年上海铭新环卫工程科技有限公司申请专利CN200410017324.2采用除杂、脱水、脱脂预处理，再生蛋白饲料和再生发酵饲料工艺处理餐厨垃圾。2004年华东理工大学环境工程系邬苏焕等利用固态发酵的方法对城市餐厨垃圾进行处理，制造富含菌体蛋白的饲料。这些专利技术主要以饲料作为单一的产品，附加值不高。因此我们在现有技术的基础之上提出了一种综合利用的技术方案。

技术路线

餐厨垃圾首先通过固液分离，得到粗固料和油水混合物(1)，对粗固料进行机械分拣得到可用以及不可用的成分，可用部分经过粉碎后被压滤机压滤得到细固料和油水混合物(2)，不可用部分做垃圾处理。油水混合物(1)和油水混合物(2)混合后再经过无动力油水分离器(附图1)得到油脂和含有大量有机质的废水(3)，分离后得到油脂经过酯化和酯交换技术制备生物柴油；压滤后的细固料固液比为1∶2，加入2-5％淀粉酶、糖化酶以及0.5-2％酿酒酵母(1‰丙丁梭菌)混合发酵制备醇基燃料和高蛋白饲料(也可以通过生物柴油与微生物联合萃取发酵)，再蒸馏得到乙醇(丁醇)等醇基燃料；放走蒸馏釜内上层液，并将此液收集起来，混合残渣再次压滤，得到残渣固料和废水(4)，然后向残渣固料中加入麸皮等吸水性生物质进行干燥和粉碎，制成蛋白饲料；部分废水(4)留做和细固料再发酵，上述分离后的废水(3)与部分废水(4)混合后加入甲烷菌进行发酵得到沼气，最后的废液通过光合细菌处理等技术处理达标后排放；整个生产过程中产生的废气使用空气除臭系统进行无害化处理，最后达标排放。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在产品单一的缺陷，研制一种通过对餐厨垃圾进行综合处理，通过微生物发酵制备生物柴油、醇基燃料、沼气燃料和饲料蛋白的方法，使其实现对生物质原料中有用组份的充分利用，并从源头上杜绝了废物和废液的排放，有利于环境保护。本发明通过以下技术方案来实现的：餐饮垃圾首先经过固液分离处理，接着对固体物质采用机械化分拣，可利用部分粉碎后，通过压滤以及油水分离后；油水分离得到油脂用于制备生物柴油，所得压滤后的固体部分与上述废水混合经过通过微生物发酵(如果制备丁醇为了消除产物抑制，可以通过添加生物柴油与微生物联合萃取发酵制备丁醇)得到醇基燃料和蛋白饲料；发酵之后的废水加入甲烷菌进行处理可以得到沼气，最后的废液经光合细菌处理达到国家排放标准后排放。

与现有方法相比，本发明技术的优点是显而易见的，尤其采用无动力自然分离油水得到的油脂，通过酯化酯交换反应相结合提取生物柴油；通过添加生物柴油与固液混合联合发酵制备醇基燃料以及生物法与干燥粉碎等技术相结合制取蛋白饲料；在废液中加入甲烷菌获得沼气燃料；使本技术经济性更好。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。

实施例1：从食堂收集剩饭剩菜混合物制备生物柴油及醇基燃料、蛋白饲料。